В мировой практике имеется несколько важных технологических подходов к построению системы синхронизации. Первый из них заключается в разделении всей системы синхронизации на межузловую и внутриузловую системы. В результате возникла концепция интегрированных систем синхронизации BITS. Концепция BITS, представленная на рис. 3.6, охватывает три основных подсистемы: систему межузловой синхронизации (Interoffice Timing), систему внутриузловой синхронизации (Intraoffice Timing) и подсистему контроля и управления качеством синхронизации (QoS).

Использование единого единой системы

Оборудования

Интеграция в TMN

Рис. 3.6. Концепция построения интегрированных систем синхронизации BITS.

Система межузловой синхронизации предусматривает размещение в ключевых узлах сети генераторов синхронизации и построение ситемы распределения синхрочастот по сети с использованием трафиковых или выделенных каналов связи. Эта система является основой любой системы синхронизации, поэтому она наиболее важна при проектировании. Система межузловой синхронизации имеет собственную топологию, часто отличную от топологии сети, и тесно связана со структурой, как первичной, так и вторичной

телекоммуникационной сети. При расширении и реконфигурации сети связи система межузловой синхронизации также должна изменяться и модернизироваться.

Система внутриузловой синхронизации имеет более локальное значение, поскольку она определяет порядок синхронизации различных цифровых устройств в пределах одного узла сети. В систему внутриузловой синхронизации могут входить специальные генераторы, однако в большей степени эта система строится на основе объединения генераторов, входящих в состав цифровых устройств связи, размещенных на узле. В отличие от системы межузловой синхронизации, которая должна проектироваться, строиться и обслуживаться системно, с учетом топологии и процессов, проходящих во всей сети, система внутриузловой синхронизации создается локально, привязываясь к конкретному узлу связи. Модернизация сети связи может требовать модификации системы только в случае, если первая модернизирует конкретный узел либо приводит к изменению параметров синхросигнала, от которого синхронизируется данный узел.

Учитывая, что в настоящее время значительно повысились требования к надежности и качеству систем синхронизации, в состав современной системы включается дополнительно подсистема, которая непосредственно связана с обслуживанием системы синхронизации – подсистема контроля и управления качеством системы синхронизации (QoS). Основным назначением этой системы являются управление, диагностика и тестирование системы синхронизации.

Обеспечение высоких параметров качества и надежности системы связи требуют от оператора постоянного контроля за состоянием системы синхронизации. Для осуществления управления системой синхронизации создается система управления, интегрированная в общую платформу TMN, так что оператор имеет возможность контролировать состояние системы синхронизации и осуществлять ее реконфигурацию из единого центра в режиме реального времени. Особенно важные функции выполняет система управления в процессах реконфигурации системы синхронизации. Для этого используются сигналы о параметрах качества системы синхронизации (SSM).

Разделение в концепции BITS всех генераторов сети на межузловую и внутриузловую систему синхронизации значительно уменьшает рассматриваемое количество устройств. Есть узлы сети, которые рассматриваются как отдельные генераторы, и так строится система межузловой синхронизации. На узлах сети имеется большое количество разных цифровых устройств (иногда сотни или тысячи). Синхронизация этих устройств в пределах узла – задача отдельная. Таким образом, в системе межузловой синхронизации мы видим только узлы, а цифровые устройства мы видим в системе внутриузловой синхронизации.

Основная проблема – система межузловой синхронизации, именно она является территориально-распределенной. Для синхронизации отдельных устройств внутри узла модно в конце концов проложить специальный кабель. Но этого нельзя сделать в системе межузловой синхронизации, где используются только существующие каналы связи.

Синхронизация в сетях SDH. Международные органы стандартизации и, в частности, МСЭ работают над определением характеристик генераторного оборудования СЦИ – SEC (SDH Equipment Clock). Характеристики SEC содержаться в нескольких Рекомендациях ETSI и МСЭ-Т, предоставляющих полную спецификацию параметров точности и стабильности, а также подробное функциональное описание. Здесь SEC представлен функциональным блоком источника синхросигнала синхронного оборудования SETS (Synchronous Equipment Timing Sourse).

Источник синхронизации может выбираться блоком SETS среди трех опорных точек:

Т1 – опорный сигнал, выделенный из входного сигнала STM-N;

Т2 – опорный сигнал, выделенный из входнго сигнала ПЦИ;

Т3 – опорный сигнал, полученный из внешнего устройства синхронизации через физический интерфейс синхронизации.

Кроме того, SETS может синхронизироваться от входящего в его состав внутреннего генератора. В сторону передачи SETS обеспечивает синхронизацию:

Всех функциональных блоков в составе оборудования СЦИ через опорную точку Т0;

Внешний порт синхронизации через опорную точку Т4.

Блок тактового генератора синхронного оборудования может работать в следующих режимах:

Режим захвата синхронизации от входного опорного сигнала(точки Т1, Т2 или Т3), выбранного переключателем;

Режим удержания;

Режим свободных колебаний с точностью частоты .

В зависимости от структуры распределения сигналов сетевой синхронизации существует несколько вариантов или режимов синхронизации блока SETS и распределения его синхросигнала:

Синхронизация от линейного сигнала. Опорный синхросигнал выделяется из линейного сигнала направления «Восток» или «Запад» (Т1). Это обычный режим синхронизации в сетях типа цепочки или кольца.

Синхронизация от компонентного сигнала. Опорный синхросигнал выделяется из компонентного сигнала, который может быть либо сигналом STM-N (Т1), либо сигналом ПЦИ (Т2).

Внешняя синхронизация. Сетевой элемент синхронизируется от выделенного внешнего опорного синхросигнала (Т3). Этот режим синхронизации применяется, например, когда сетевой элемент получает синхросигнал от генераторного оборудования сети синхронизации.

Внутренняя синхронизация. Генераторное оборудование сетевого элемента не получает никакого опорного синхросигнала (режим свободных колебаний или режим удержания.

Общеизвестно, что технология SDH/SONET может реализовать все свои преимущества, лишь опираясь на распределение по сети надежного синхросигнала надлежащего качества. В противном случае операции с указателями могут привести к избыточному значению джиттера и, следовательно, к снижению достоверности передачи информации в транспортируемых компонентных сигналах, особенно при большом числе переприемов.

В настоящее время средства сетевой синхронизации повсеместно признаны прибыльным сетевым ресурсом, позволяющим помимо удовлетворения потребностей СЦИ/СОНЕТ осуществить цифровую коммутацию без проскальзываний, улучшить рабочие характеристики транспортных услуг на основе АТМ и повысить качество множества различных услуг (например, цифровых сетей связи с интеграцией услуг, мобильной сотовой связи и т. д.).

По этой причине большинство ведущих операторов связи организовали национальные сети синхронизации, чтобы доставить общий эталонный (опорный) сигнал синхронизации к каждому узлу сети электросвязи. МСЭ-Т и ETSI выпустили новые стандарты по синхронизации, пригодные для работы современных (включая те, которые базируются на СЦИ/СОНЕТ) цифровых сетей электросвязи. Эти стандарты содержат более строгие и более определенные требования к джиттеру и вандеру на интерфейсах синхронизации, требования к точности и стабильности устройств синхронизации, а также к архитектуре сетей синхронизации.

Синхронизация и цифровая передача в сетях SDH/SONET. В сетях СЦИ используются преимущества сетевой синхронизации для снижения джиттера и вандера в выходных компонентных потоках. Дело в том, что в сложных сетях с несколькими переприемами (загрузкой/выгрузкой) ПЦИ-СЦИ и СЦИ-ПЦИ и при использовании оборудования различных поставщиков, удовлетворить требованиям к фазовым дрожаниям на границах ПЦИ/СЦИ можно только при точной синхронизации всех сетевых элементов СЭ (NE), избегая каких-либо операций с указателями. Поэтому в сетях SDH необходимо синхронизировать не только первичные мультиплексоры и цифровое коммутационное оборудование, но и узлы транспортных сетей.

В сетях СЦИ не рекомендуется передавать синхронизацию в сигналах, размещенных в циклах STM-N (например, 2,048 Мбит/с), так как компонентные сигналы полезной нагрузки синхронного транспортного модуля не могут эффективно передавать тактовые сигналы из-за избыточного джиттера, наблюдаемого при коррекции указателей. Наилучшим и прямым способом передачи синхросигнала в сети СЦИ служит его передача непосредственно в групповых сигналах STM-N. Тактовый сигнал, выделенный из сигналов STM-N, имеет лучшее качество, которое можно достичь в настоящее время. На него воздействует только джиттер, вносимый линией (например, джиттер, обусловленный тепловым шумом и условиями окружающей среды в оптической линии), а не выравнивание по битам или какие-либо другие преобразования.

Схема синхронизации двух цифровых коммутационных станций в сетях СЦИ показана на рис. 3.7. Внешнее генераторное оборудование SASE (Stand Alone Synchronization Equipment) первой станции (узла) синхронизирует не только генераторное оборудование цифровой коммутационной станции, но и задающий генератор оборудования СЦИ SEC. Таким образом, здесь выходной групповой сигнал является синхронным с ведущим генератором сети. На приемном конце SEC не синхронизируется непосредственно от входящего сигнала STM-N. Специальная функция тактового генератора оборудования СЦИ (переключатель) позволяет выделить тактовый сигнал из входного сигнала STM-N и непосредственно направить его через интерфейс синхронизации 2,048 МГц к генераторному оборудованию SASE на этой станции. Это оборудование SASE распределяет свои сигналы синхронизации по всему оборудованию узла, включая цифровую коммутационную станцию и демультиплексор СЦИ.

2,048 Мбит/с 2,048 Мбмт/с

Сеть СЦИ

2,048 МГц 2,048 МГц

Задающий

генератор

Рис. 3.7. Схема синхронизации двух станций.

Казалось бы, этот способ синхронизации генераторного оборудодования второй станции слишком сложен, но он дает наилучшее решение. Действительно, генераторное оборудование SASE имеет более высокую стабильность и лучшие возможности фильтрации синхросигнала, чем простые генераторы SEC. При использовании этой схемы генераторное оборудование цифровой коммутационной станции и демультиплексора СЦИ во второй станции синхронизируется по более стабильному сигналу синхронизации. Более того, если сигнал STM-N пропадет, SASE обеспечивает достаточно долго выходную частоту в режиме свбодных колебаний генератора с намного большей точностью, чем точность соответствующей частоты генератора SEC.

Согласно схеме цифровое оборудование в сети синхронизируется независимо и взаимодействует друг с другом только через каналы передачи данных (каналы трафика). Различие тактовых частот, неизбежное для такой схемы, будет приводить к появлению в ней проскальзываний. Исключить проскальзывание в такой схеме нельзя, но их частота будет связана с относительной нестабильностью двух генераторов ПЭГ. Например, если взаимная нестабильность генераторов будет находиться в пределе , то проскальзывания будут происходить не чаще одного раза в полгода. Этого никто не заметит, так что такая схема в данном случае может вполне использоваться.

Другим вариантом построения системы межузловой синхронизации является использование принципа принудительной синхронизации, когда один узел сети синхронизируется от другого. Такая схема принята в международной практике как схема построения систем межузловой синхронизации выделенных сетей или их участков, поскольку обеспечивает наибольшую стабильность работы системы. Принцип принудительной синхронизации предусматривает построение иерархической структуры синхронизации с одним или несколькими первичными генераторами синхросигнала (рис. 3.9). Наличие нескольких графов синхронизации дает возможность резервирования цепей синхронизации. Так, например, на рис. 3.9 показаны как основные пути синхронизации (P – primary), так и резервные (S – secondary). Каждое устройство в сети может переходить от основного источника синхронизации к резервному в случае потери канала взаимодействия с основным источником. Такая система обладает повышенной надежностью и реализована на всех современных сетях связи. Кроме того, иерархическая топология системы синхронизации соответствует топологии самой системы связи, чем легко достигается взаимодействие обеих сетей.

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
ПО ПОСТРОЕНИЮ ТАКТОВОЙ СЕТЕВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ НА ЦИФРОВОЙ СЕТИ СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Принято Решением ГКЭС России от 01.11.1995 г. N 133

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Развитие цифровых сетей связи в Российской Федерации тесно связано с необходимостью создания и совершенствования системы тактовой сетевой синхронизации (ТСС). Необходимость в ТСС возникает, когда цифровые системы передачи интегрируются с электронными цифровыми системами коммутации каналов в единую цифровую сеть, обеспечивающую передачу и коммутацию сигналов в цифровой форме. С помощью ТСС цифровой сети обеспечивается установка и поддержание определенной тактовой частоты цифровых сигналов, которые предназначены для цифровой коммутации, цифрового транзита и синхронного объединения, с тем, чтобы временные соотношения между этими сигналами не выходили за определенные пределы и, следовательно, частость проскальзываний на сети не превышала установленные МСЭ-Т пределы.

В последнее время на сети общего пользования и ведомственных сетях ВСС России введены в эксплуатацию и строятся линии связи большой протяженности, оборудованные мощными цифровыми системами передачи, в большинстве своем относящиеся к синхронной цифровой иерархии (СЦИ). Одновременно в ряде крупных городов введены в эксплуатацию цифровые междугородные коммутационные станции. Для эффективной работы создаваемой цифровой сети необходима организация единой системы ТСС, которая должна обеспечивать передачу различной цифровой информации с качеством, отвечающим требованиям МСЭ, и, практически, не влиять на надежность и живучесть самой цифровой сети.

Однако работа по построению такой системы ТСС с учетом российских условий сдерживались из-за отсутствия общей концепции, рекомендаций по проектированию и требований к аппаратуре синхронизации, что вызвало необходимость в разработке руководящего документа по построению ТСС на цифровой сети Российской Федерации.

РТМ содержит 7 глав и 2 приложения. В первой главе рассмотрены основные принципы ТСС, вторая и третья главы посвящены соответственно разделению системы ТСС на регионы и синхронизации внутри регионов на магистральной и внутризоновой сетях, а четвертая и пятые главы - синхронизации местной сети и внутристанционной синхронизации. Аппаратура, используемая при организации ТСС и вопросы ее эксплуатации и обслуживания рассмотрены в шестой главе. В этой же главе охарактеризовано метрологическое обеспечение аппаратуры ТСС. Краткое изложение задач и функций системы управления ТСС представлено в седьмой главе. В Приложения 1 и 2 вынесены соответственно характеристики генераторного оборудования цифровых коммутационных станций и перечень стандартных контрольно-измерительных приборов. Таким образом в представленном РТМ изложены основные принципы ТСС согласно Рекомендациям МСЭ-Т и разработанная на их основе концепция построения ТСС для цифровой сети ВСС, даются рекомендации по проектированию ТСС на магистральной, внутризоновых и местных телефонных сетях и отдельно в г.г.Москве и С.-Петербурге, приводятся требования к аппаратуре, используемой для организации синхронизации, а также рекомендации по техническому обслуживанию системы и оборудования ТСС. Данный РТМ является технической и правовой базой для проектирования и организации эксплуатации системы тактовой синхронизации на цифровых сетях ВСС России, а также определения требований к аппаратуре синхронизации, используемой на этих сетях.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТСС

1.1.1. Все операции по обработке сигналов в цифровых системах передачи (будь то передающая или приемная аппаратура) и системах коммутации должны выполняться в строгой последовательности во времени и синхронно. Во всех системах передачи с временным разделением каналов (и в том числе работающих по принципу ИКМ) приемное оборудование всегда должно работать синхронно с передающим. Только в этом случае переданные сигналы попадут на приемной стороне на отведенные им временные позиции и в свои каналы. На каждой цифровой коммутационной станции скорость обработки сигналов задается одним станционным генератором. Все эти функции выполняются с помощью устройств внутриаппаратной синхронизации, входящих в состав устройств передачи и коммутации.

1.1.2. Проблема тактовой сетевой синхронизации (ТСС) возникает, когда цифровые системы передачи интегрируются с электронными цифровыми системами коммутации в единую цифровую сеть, обеспечивающую передачу и коммутацию сигналов в цифровой форме.

1.1.3. Для выравнивания скоростей передачи на стыках включаются устройства буферной памяти БП так, что запись входной информации в БП происходит на скорости приходящего сигнала, а списывание - на скорости местного генератора. На цифровых электронных АТС в качестве устройств буферной памяти применяются цикловые выравниватели, которые включаются в приемные тракты первичных групп 2048 кбит/с. При цифровом транзите основного цифрового канала (ОЦК) также используются выравниватели временных интервалов. В этом случае устройства БП работают на скорости 64 кбит/с и осуществляют исключение или повторение информации объемом в один октет.

1.1.4. Требования к частости проскальзываний при соединении от абонента до абонента по каналу 64 кбит/с нормируются согласно рекомендации МСЭ-Т G.822 (далее Рек....) с помощью стандартного цифрового условного эталонного соединения длиной 27500 км, которое представляет собой соединение двух национальных сетей через несколько международных транзитов и насчитывает в общей сложности 13 узлов и станций. По Рек. G.822 в этом соединении должно происходить:

а) не более 5 проскальзываний за 24 ч в течение 98,9% времени работы;

b) более 5 проскальзываний за 24 ч, но менее 30 за 1 ч в течение 1% времени работы;

с) более 30 проскальзываний за 1 ч в течение 0,1% времени работы.

При этом считается, что общее время работы должно составлять не менее 1 года, а категория качества ) соответствует случаю нормальной работы эталонной цепи. Рек. G.822 устанавливает также распределение продолжительности работы с пониженным и неудовлетворительным качеством (категории ) и )) между международным и национальными участками соединения от абонента до абонента. На международный участок отводится 8% от продолжительности работы в указанных условиях, а на каждую из двух национальных сетей - по 46%, из которых 40% - на местную сеть.

1.1.5. В идеально работающей синхронной цифровой сети возможность возникновения проскальзываний исключена. Нормирование проскальзываний в Рек. G.822 означает, что МСЭ-Т в принципе допускает в известных пределах нарушения в работе синхронизации и использование на синхронных цифровых сетях несинхронных режимов работы.

1.2. Режимы работы сети ТСС

1) синхронный

2) псевдосинхронный

3) плезиохронный

4) асинхронный

Рис.1. Режимы синхронизации

Рис.1. Режимы синхронизации

1.2.1. Синхронный режим является нормальным режимом работы цифровой сети, при котором проскальзывания носят только случайный характер. Этот режим обычно используется в пределах регионов синхронизации, границы которых обычно совпадают с границами национальных цифровых сетей государств средних размеров.

1.2.2. Псевдосинхронный режим имеет место, когда на цифровой сети независимо друг от друга работают два (или несколько) генераторов, точность установки частоты которых не хуже 1х10 в соответствии с Рек. G.811. Такой режим работы возникает, например, при соединении двух независимых синхронных национальных сетей или регионов синхронизации одной национальной сети.

1.2.3. Согласно Рек. G.802, когда национальные сети с независимой синхронизацией соединяются через международный тракт, который не синхронизирован ни с одной из двух национальных сетей (например, проходит через третью цифровую национальную есть), то этот тракт должен быть синхронизирован от источника, удовлетворяющего Рек. G.811, а в случае, когда национальные сети с независимой синхронизацией соединяются через международный цифровой тракт, который синхронизирован со страной передачи, то стык псевдосинхронных сетей должен осуществляться в стране приема.

1.2.4. На псевдосинхронной сети ухудшение качества для всех видов связи за счет расхождения частот будет практически неощутимо малым (одно проскальзывание за 70 суток) по сравнению со всеми другими нарушениями в передаче сигналов, которые могут произойти в течение промежутка времени между проскальзываниями вследствие других, часто трудно предсказуемых, причин.

1.2.5. Плезиохронный режим работы возникает на цифровой сети, когда генератор ведомого узла полностью теряет возможность внешней принудительной синхронизации вследствие отказов как основного, так и всех резервных путей синхронизации. В этом случае генератор переходит в так называемый режим удержания (holdover mode), при котором запоминается частота сети принудительной синхронизации. Далее по мере ухода с течением времени частоты вследствие дрейфа от величины, зафиксированной в начальный момент в памяти, генератор переходит в так называемый свободный режим (free-run mode). Поэтому для соблюдения Рек. G.822 по частости проскальзываний длительность работы в режиме удержания, в отличие от псевдосинхронного режима, должна быть жестко ограничена во времени. По точности запоминания и допустимому дрейфу частоты генераторы транзитных и местных станций, относящиеся соответственно ко второму и третьему иерархическим уровням, должны удовлетворять согласно Рек. G.812 следующим требованиям:

1.2.6. Асинхронный режим характеризуется значительно большим расхождением частот генераторов и на ВСС России неприменим.

1.3. Синхросигналы, используемые для организации межстанционной ТСС при применении систем передачи ПЦИ и СЦИ

1.3.1. Для принудительной синхронизации ведомых генераторов на сети ПЦИ используется в качестве синхросигнала тактовый сигнал 2048 кГц, выделенный из первичной группы 2048 кбит/с, несущей коммерческую информацию.

1.3.2. Вследствие целого ряда причин фронты информационных цифровых сигналов при их передаче по линии подвержены фазовым дрожаниям, которые переходят в фазовые дрожания выделенных синхросигналов 2048 кГц.

Фазовые дрожания возникают и в аппаратуре группообразования за счет введения стаффинг-команд, причем согласование скоростей с двухсторонним стаффингом создает низкочастотные фазовые помехи. Возможность применения оборудования, имеющего согласование скоростей с двусторонним стаффингом, для передачи сигналов синхронизации требует дополнительного изучения (двусторонний стаффинг в аппаратуре группообразования плезиохронной иерархии используется только в отечественной аппаратуре).

1.3.3. По сравнению с фазовыми дрожаниями, вносимыми согласованием скоростей в ПЦИ и на стыках ПЦИ-СЦИ, когда шаг подстройки равен одному биту, в системах СЦИ за счет обработки указателей возникают фазовые дрожания значительно большей величины, поскольку шаг подстройки составляет здесь три байта или один байт (24 или 8 бит). Кроме того, вследствие использования в системах СЦИ двустороннего стаффинга, в спектре фазовых дрожаний содержатся интенсивные НЧ составляющие, трудно поддающиеся фильтрации. Согласно Рек. G.803 первичные группы 2048 кбит/с не должны использоваться для переноса синхроинформации для ПЦИ через СЦИ: для переноса синхроинформации через СЦИ должны использоваться сигналы (1, 4, 16, 64), которые не подвержены влиянию фазовых дрожаний от обработки указателей. С помощью сигналов на стыках формируются сигналы синхронизации 2048 кГц, которые таким образом становятся основными синхросигналами в системе.

1.3.4. Для передачи сигналов синхронизации от систем СЦИ к линиям ПЦИ требуется сформировать специальные первичные группы 2048 кбит/с, на которые не влияют процессы преобразований, происходящие в системах СЦИ. Для этой цели можно использовать мультиплексоры первичной группы, которые синхронизируются от синхросигнала 2048 кГц, полученного от системы СЦИ, или применить аппаратуру преобразования первичный группы, в которой происходит с помощью буферной памяти перенос передаваемой информации на частоту синхросигнала, полученного с СЦИ - 2048 кГц.

1.4. Интерфейсы ТСС сети ВСС общего пользования с ведомственными и частными сетями и со спутниковыми линиями связи

1.4.1. Сети ограниченного пользования (сети спецпотребителей, частные и ведомственные) могут взаимодействовать с цифровой синхронной сетью общего пользования ВСС России в синхронном или асинхронном режимах.

При этом необходимые для синхронизации сигналы должны извлекаться на стороне потребителя из цифровых сигналов 64 кбит/с (1, 2...32), поступающих от цифровой сети общего пользования. Непосредственно на узлах и станциях цифровой сети общего пользования для целей синхронизации другим сетям могут быть предоставлены сигналы 2048 кГц или 2048 кбит/с.

1.4.2. При асинхронном сопряжении частость возникновения проскальзываний зависит от точности установки номинальной тактовой частоты в соответствующих сетях, взаимодействующих с цифровой сетью общего пользования. Качественное взаимодействие требует обеспечения на стыке псевдосинхронного режима работы, т.е. точность установки номинала тактовой частоты у потребителей должна быть не хуже 1х10.

1.4.3. Цифровые сигналы, предназначенные для передачи через спутниковые линии, вне зависимости от вида сигналов (вторичная, третичная или четверичная цифровая группа), должны синхронизироваться от системы ТСС для обеспечения точности установки их частоты не хуже, чем 1x10. Сигналами синхронизации в этом случае могут служить первичная цифровая группа 2048 кбит/с или тактовый сигнал 2048 кГц, переданный по стыку Рек. МСЭ-Т G.703/10.

1.4.4. В процессе внедрения системы СЦИ на первом этапе до полного внедрения системы ТСС на первичной сети общего пользования, если какая-либо ведомственная сеть или сеть иных физических и юридических лиц приступила к созданию сети СЦИ, то взаимодействие отдельных фрагментов сети СЦИ должно осуществляться в псевдосинхронном режиме, для чего каждая из взаимодействующих сетей устанавливает свой первичный эталонный генератор.

1.5. Общая концепция построения ТСС на ВСС России

1.5.1. ТСС должна соответствовать Рек. МСЭ-Т и быть единой для всех сетей, нуждающихся в ней и входящих в ВСС. Администрации магистральной и внутризоновых сетей наряду со схемой организации связи должны иметь схему ТСС своего участка сети и план их совместного развития.

1.5.2. Система синхронизации должна обеспечивать синхронную передачу по цифровой сети сигналов первичных групп 2048 кбит/с и, следовательно, всех компонентных сигналов с более низкими скоростями передачи.

Для этого на каждой станции или узле должны синхронизироваться цифровые устройства коммутации телефонных каналов, аппаратура кроссовых соединений (cross connections), каналообразующая аппаратура и мультиплексоры СЦИ.

1.5.3. В качестве переносчиков синхроинформации в системах СЦИ должны использоваться линейные сигналы (155520x кбит, 1, 4, 16, 64), неподверженные согласованию указателей (pointer justification), а в системах ПЦИ - сигналы первичных групп 2048 кбит/с.

1.5.4. Мультиплексоры ПЦИ всех ступеней, кроме первой, должны использоваться в режиме согласования скоростей передачи. При этом все генераторы, входящие в состав передающих комплексов этих мультиплексоров ПЦИ, могут работать автономно.

Во всех мультиплексорах ПЦИ с целью их использования для передачи синхроинформации, должна быть предусмотрена возможность синхронизации, например, при сопряжении со спутниковой системой связи, т.е. эти мультиплексоры должны иметь вход для приема сигналов синхронизации 2048 кГц по стыку G.703 п.10.

Примечание. В настоящее время в большинстве отечественных мультиплексоров ПЦИ всех ступеней, кроме первой, не обеспечивается возможность синхронизации от сигнала 2048 кГц по стыку G.703 п.10.

1.5.5. В оборудовании, расположенном на узлах и станциях ВСС России, непосредственно для синхронизации должна предусматриваться возможность использования сигналов 2048 кГц и сигналов 2048 кбит/с.

1.5.6. Цифровая сеть ВСС России разбивается по синхронизации на регионы. В каждом регионе синхронизация тактовых частот должна происходить от первичного эталонного генератора (ПЭГ) или непосредственно, или с помощью ведомых задающих генераторов (ВЗГ), управляемых от ПЭГ. Порядок разбиения территории Российской Федерации на регионы приведен в разделе 2.

1.5.7. В каждом регионе синхронизации организуется синхронная работа по принципу иерархической принудительной синхронизации (Master-Slave).

Регионы между собой должны работать в псевдосинхронном режиме, т.к. у каждого ПЭГ точность установки и поддержания частоты лучше чем 1х10.

1.5.8. Количество последовательно включаемых ВЗГ в цепочке от ПЭГ до последней станции местной сети ограничено и не может превышать 10.

Синхронизация от ПЭГ и ВЗГ передается во все направления, в которые поступают первичные цифровые группы 2048 кбит/с по каналам ПЦИ и на все узлы и станции, связанные с данным ПЭГ или ВЗГ по системам СЦИ. Количество направлений передачи сигналов синхронизации ограничивается только системой организации связи.

1.5.9. В качестве ВЗГ на узлах и станциях цифровой сети России могут использоваться блоки системы синхронизации цифровых телефонных станций лишь в том случае, когда на этих узлах все установленное оборудование может синхронизироваться непосредственно от этих станций с помощью выходных сигналов первичной цифровой группы 2048 кбит/с. В противном случае должна использоваться выделенная аппаратура синхронизации типа "Стук-2", NFR-2000 (2001) и т.п.

1.5.10. Для синхронизации всего оборудования, установленного на узле или станции, должен использоваться один источник сигналов синхронизации (последовательный переприем сигналов синхронизации недопустим). Схема соединений должна иметь вид "звезды" с расходящимися лучами.

1.5.11. Схема синхронизации в регионе должна иметь древовидную форму без замкнутых колец. Разветвление происходит в каждом узле, где установлен ВЗГ. К каждому ВЗГ синхронизирующие сигналы должны поступать минимум по двум пространственно разнесенным направлениям. Кроме возможности приема резервного синхросигнала каждый ВЗГ должен иметь возможности переходить в режим удержания частоты. Переключение на резервное направление приема синхросигнала не должно создавать на сети синхронизации замкнутых петель.

1.5.12. При последовательном включении в цепь синхронизации нескольких ВЗГ каждый последующий ВЗГ в цепочке должен иметь полосу захвата не меньшую, чем возможные пределы ухода частоты предыдущего ВЗГ в автономном режиме. По своим характеристикам ВЗГ делятся на транзитные и местные. У транзитных ВЗГ стабильность собственной частоты выше, а полоса захвата меньше.

1.5.13. В восстановлении сигналов синхронизации, проходящих по сети СЦИ, кроме ВЗГ принимают участие генераторы сетевых элементов (ГСЭ) СЦИ. ГСЭ должен синхронизироваться от ПЭГ, ВЗГ или от предыдущего ГСЭ, включенного в цепочку.

1.5.14. В системе синхронизации должна соблюдаться определенная иерархия в распространении сигналов синхронизации: от ПЭГ синхронизируется в основном магистральная сеть, от магистральной сети синхронизируются внутризоновые, а от внутризоновых или магистральной - местные сети.

1.5.15. Для обеспечения живучести сети синхронизации должны быть предусмотрены резервные пути передачи сигналов синхронизации, в том числе и от ПЭГ соседних регионов.

2. РЕГИОНЫ СИНХРОНИЗАЦИИ

2.1. Принципы (признаки) разделения цифровой сети на регионы ТСС

2.1.1. Разбиение территории России на регионы по синхронизации должно происходить, исходя из следующих основных положений:

регион синхронизации по возможности должен совпадать с регионом управления сети ВСС России;

каждый регион должен в перспективе иметь разветвленную сеть цифровой связи и взаимодействовать с другими регионами по нескольким магистральным линиям связи;

регион должен иметь определенный центр, который поддерживает прямые связи с основными узлами данного региона;

в качестве центра региона целесообразно выбирать или узел автоматической коммутации (УАК) или международный центр коммутации (МЦК). В условиях разделения цифровой сети на первичную и вторичную сеть, устанавливаемый в центре региона ПЭГ является принадлежностью первичной сети;

в пределах одного региона на магистральной и внутризоновой сетях должно быть более 3-4 последовательно подключенных узлов переприема сигналов синхронизации с помощью аппаратуры синхронизации 2-го уровня иерархии.

Увеличение количества регионов на цифровой сети ограничивается высокой стоимостью ПЭГ и относительной сложностью его обслуживания.

Примечание: В настоящее время на цифровой сети России целесообразно создать 4 региона по синхронизации. Это Московский, С.-Петербургский, Новосибирский и Хабаровский. Возможно, в дальнейшем в процессе развития сети возникнет необходимость в создании Ростовского, Екатеринбургского, Самарского и Иркутского регионов (рис.2).

Рис.2. Регионы по синхронизации на цифровой сети России

Рис.2 Регионы по синхронизации на цифровой сети России

2.1.2. В каждом регионе устанавливается свой первичный эталонный генератор (ПЭГ). От этого генератора должны синхронизироваться, непосредственно или через промежуточные пункты, все входящие в цифровую сеть узлы и станции, которые расположены на территории данного региона.

Каждый ПЭГ должен удовлетворять Рек. G.811. При этом каждый регион может самостоятельно и полноценно работать в псевдосинхронном режиме с международной цифровой сетью. Точно также обеспечивается псевдосинхронное взаимодействие регионов между собой.

2.2. Обеспечение высокой точности установки номинала тактовой частоты в условиях длительной эксплуатации

2.2.1. Для обеспечения псевдосинхронной работы между регионами каждый регион должен быть оснащен первичным эталонным генератором (ПЭГ).

В качестве ПЭГ может использоваться оборудование синхронизации, оснащенное цезиевыми стандартами частоты или управляемое сигналами от источника Всемирного координированного времени. При этом обеспечивается точность установки и поддержания частоты не хуже чем 1x10.

2.2.2. Высокая точность установки и поддержания номинала тактовой частоты обеспечивается использованием в ПЭГ не менее 3-х эталонных источников этой частоты и проведением их непрерывного сличения между собой. В качестве источников эталонной частоты в ПЭГ могут использоваться цезиевые стандарты частоты или приемники эталонного сигнала из эфира или линий связи.

2.2.3. Сличение частот сигналов, формируемых источниками эталонной частоты между собой, должно обеспечиваться средствами аппаратуры ПЭГ с помощью измерительных устройств или программного обеспечения. Проверка цезиевых стандартов по Всемирному координированному времени должна быть возложена на Институт мер времени и пространства (ВНИИФТРИ), который отвечает за точность установки частоты всех вторичных и рабочих стандартов частоты на территории Российской Федерации.

2.2.4. Если частота одного из эталонных источников существенно отличается от номинального значения, то это должно быть быстро обнаружено и обеспечено переключение на исправный источник эталонной частоты. Кроме этого должна проводиться периодическая поверка цезиевых стандартов частоты по Всемирному координированному времени. При соблюдении этих условий может гарантироваться (в части синхронизации) надежная и качественная связь между регионами.

3. СИНХРОНИЗАЦИЯ ВНУТРИ РЕГИОНОВ НА МАГИСТРАЛЬНОЙ И ВНУТРИЗОНОВОЙ СЕТЯХ

3.1. Иерархическое построение сети по древовидной схеме

3.1.1. Внутри каждого региона сеть принудительной синхронизации должна строиться по иерархическому принципу по древовидной (радиально-узловой) схеме, исключающей возможность образования замкнутых петель в любой ситуации. Система синхронизации не накладывает никаких ограничений на количество ветвей, исходящих из каждого узла. В основании такого дерева должен стоять ПЭГ, а в узлах разветвления - аппаратура синхронизации 2-го уровня иерархии.

3.1.2. В качестве ведомых генераторов на АМТС и МЦК могут использоваться, как правило, устройства (блоки), встроенные в аппаратуру коммутации и удовлетворяющие Рек. G.812.

3.1.3. На узлах и станциях, на которых кроме АМТС и МЦК установлено другое оборудование, нуждающееся в синхронизации (аппаратура сети делового обслуживания СДО, аппаратура оперативного переключения, кроссировки и цифрового транзита ОЦК и др.), в качестве ведомых генераторов, которые синхронизируют все оборудование на данном узле, должны использоваться выделенные ведомые задающие генераторы ВЗГ, удовлетворяющие Рек. G.812.

3.1.4. На сетях СЦИ согласно Рек. G.803 для фильтрации фазовых дрожаний через (20) промежуточных генераторов сетевых элементов ГСЭ должны устанавливаться ведомые задающие генераторы ВЗГ, удовлетворяющие Рек. G.812.

При наличии в цепочке передачи сигналов синхронизации кроме ГСЭ нескольких ВЗГ, допустимое количество ГСЭ, включаемое на каждом участке этой цепи, в среднем не должны превышать 6, когда количество ВЗГ достигает 10.

3.1.5. На первых этапах развития цифровой сети, пока ее разветвленность еще недостаточна и когда сравнительно просто избежать образования замкнутых петель при переключениях в сети синхронизации, переключение на резервные пути синхронизации должно производиться по заранее составленной для каждого узла и станции программе. В дальнейшем установка приоритетов приема синхросигнала будет постепенно переходить в ведение системы управления ТСС.

3.1.6. Основной тракт синхронизации (для используемого для синхронизации сигнала 2048 кбит/с) от данного узла или станции до ведущего узла своего региона должен проходить по кратчайшему пути через минимальное число промежуточных пунктов с возможно более высоким иерархическим уровнем систем передачи, отдавая предпочтение линиям связи, использующим оптические и коаксиальные кабели перед радиорелейными линиями и симметричными кабелями.

3.1.7. Маршруты прохождения первичных групп, которые наряду с передачей информации используются для передачи резервных синхросигналов, должны проходить, по возможности, по разным трассам и в том числе к ПЭГ соседних регионов.

3.1.8. В случае отказа всех входных синхросигналов ведомый генератор данного узла или станции должен переходить в режим удержания частоты. При этом переходе у транзитных узлов относительная неточность первоначального запоминания частоты сети не должна превышать 5х10, а суточный дрейф частоты соответственно 1x10. Должны приниматься срочные меры для восстановления принудительной синхронизации с тем, чтобы длительность работы в режиме удержания не превышала одних суток в течение года.

3.2. Требования к восстановлению сигналов синхронизации на ВСС России

3.2.1. Восстановление сигналов тактовой сетевой синхронизации на линии связи производится в основном с помощью ведомых задающих генераторов.

3.2.2. Основной задачей оборудования ТСС является подавление (фильтрация) быстрых и медленных флуктуаций. Для этой цели оборудование синхронизации оснащено специальной аппаратурой цифровой фазовой автоподстройки частоты, которая позволяет подавлять флуктуации на частотах выше чем 10 Гц. Более низкие частоты фазовых флуктуаций проходят через эту аппаратуру практически без изменений. Полное восстановление сигналов синхронизации возможно только с помощью первичного эталонного генератора.

3.2.3. Для надежного восстановления сигналов синхронизации ведомый задающий генератор должен иметь высокую стабильность и возможность запоминания частот принимаемого синхросигнала.

Выходной сигнал аппаратуры синхронизации должен иметь очень незначительный собственный джиттер (доли наносекунд) и непрерывность выходной фазы.

3.2.4. При подключении к линии СЦИ соединительных линий ПЦИ необходимо восстановить сигнал синхронизации, передаваемый в первичной цифровой группе 2048 кбит/с. В линии СЦИ этот сигнал подвержен значительным низкочастотным флуктуациям, которые не подавляются ведомым задающим генератором. В этом случае восстановление сигналов синхронизации проводится путем переноса рабочей информации на полученный от СЦИ тактовый сигнал с помощью специального оборудования.

3.2.5. Для более качественного восстановления сигналов синхронизации в сетях ПЦИ передача их должна проходить по возможности с использованием оборудования группообразования, построенного по методу одностороннего стаффинга.

3.3. Резервирование направлений передачи синхросигналов по приоритетному принципу

3.3.1. В аппаратуре синхронизации можно выбирать входной синхросигнал из группы сигналов, поступающих к ней на вход. Выбор сигнала синхронизации производится в зависимости от установленного приоритета.

3.3.2. Первым приоритетом для аппаратуры синхронизации узла или станции обычно устанавливается сигнал синхронизации, поступающий от первичного эталонного генератора (ПЭГ) по самому короткому и качественному маршруту, где по пути следования синхросигнала установлено как можно меньше промежуточных ВЗГ. Для коммутационных станций и аппаратуры кроссовой коммутации первым приоритетом служит сигнал синхронизации, поступающий от оборудования синхронизации, установленного на данном узле или станции. Для генераторов сетевых элементов СЦИ (SDH) первым приоритетом является сигнал, поступающий со стороны ПЭГ.

3.3.3. Вторым приоритетом для основного оборудования узла или станции может служить сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по другому маршруту, чем сигнал первого приоритета. Для цифровой коммутационной станции - это один из информационных сигналов, несущих синхроинформацию ПЭГ. Для генераторов сетевых элементов СЦИ - это другое направление передачи (рис.3). ВЗГ и цифровые коммутационные станции могут принимать синхросигнал 3-го, 4-го и т.д. приоритетов. Последним приоритетом в любом оборудовании синхронизации является собственный задающий генератор, работающий в режиме запоминания частоты синхросигнала. Режим последнего приоритета может функционировать в переходных режимах от одного синхросигнала к другому, поступающему по следующему приоритету.

Рис.3. Пример изменения направления синхронизации

Рис.3. Пример изменения направления синхронизации

4. СИНХРОНИЗАЦИЯ МЕСТНОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ

4.1. Основные принципы построения ТСС на местной телефонной сети

4.1.1. Каждая администрация ГТС и СТС должна иметь, наряду со схемой телефонной сети, схему сети синхронизации и планы их развития.

4.1.2. Местная цифровая телефонная сеть должна быть построена по принципу принудительной иерархической синхронизации.

4.1.3. Количество последовательно включенных ведомых генераторов на местной сети не должно превышать четырех при нормальной работе и шести при авариях.

4.1.4. Для обеспечения живучести сети синхронизации должны быть предусмотрены резервные ведущие генераторы и резервные пути передачи сигналов синхронизации.

4.1.5. При связи между станциями и узлами с помощью аппаратуры передачи ПЦИ в качестве сигналов синхронизации в основном должны использоваться первичные цифровые тракты, но допустима также организация специальных линий для синхронизации.

4.1.6. Для передачи сигналов синхронизации должны быть использованы в порядке уменьшения приоритета коаксиальные, оптические, симметричные и цифровые радиорелейные линии.

4.1.7. Максимальная длина участка синхронизации (максимальное расстояние между ведущей и ведомой АТС) зависит от типа линейного оборудования цифровых систем передачи, от типа кабеля и его прокладки и не должна превышать 70% от максимально допустимого при передачи информации.

4.1.8. Для передачи синхроинформации могут быть использованы линии, по которым передаются сигналы с аппаратуры временного группообразования плезиохронных цифровых иерархий (ПЦИ). Для синхронизации при этом должны использоваться сигналы 2048 кбит/с. Генераторы аппаратуры временного группообразования не требуют синхронизации и могут работать автономно.

Все модификации отечественной аппаратуры ПЦИ с двусторонним согласованием скоростей (стаффингом) не рекомендуется в настоящее время применять при передаче сигналов синхронизации на цифровых АТС. Возможность их использования для этой цели требует дополнительного изучения.

4.1.9. Для передачи синхросигналов могут быть использованы системы синхронных цифровых иерархий (СЦИ), в которых эти функции выполняют линейные сигналы . В аппаратуре СЦИ для приема сигналов синхронизации и их передачи на цифровые АТС имеется выход 2048 кГц. Сигнал на информационном выходе 2048 кбит/с подвергается обработке указателя и для целей синхронизации использоваться не должен.

4.1.10. На каждой ведомой АТС количество линий, используемых для целей синхронизации, должно быть не менее двух. Переключение линий синхронизации при авариях должно проводиться в соответствии с заранее определенными приоритетами линий.

4.1.11. Если аналоговые АТС подключаются к цифровой сети через оборудование систем передачи с ИКМ-30, то передающее оборудование ИКМ-30 на стороне аналоговой АТС должно синхронизироваться от своего приемного оборудования, на которое синхронизация поступает от цифровой АТС.

4.1.12. На телефонных станциях местной цифровой сети используемые блоки системы синхронизации (БСС) могут быть трех типов. Основные технические характеристики БСС приведены в разделе 6.1.3.

4.1.13. На каждой станции в зависимости от ее места на сети (АМТС, УВС, УИС, РАТС и т.д.) и в зависимости от уровня ее включения по синхронизации должен устанавливаться БСС соответствующего типа, чтобы в случаях аварий, когда сеть распадается на плезиохронные участки, не допустить превышения величины проскальзываний и соответствующего ухудшения качества, указанных в Рек. МСЭ-Т G.822.

4.1.14. Если в цепи синхронизации последовательно включены однотипные БСС, то полосы захвата и удержания каждого ведомого БСС должны быть не менее, чем у соответствующего ведущего.

4.2. Принципы построения системы тактовой синхронизации на городской телефонной сети

4.2.1. Городская телефонная сеть (ГТС) должна синхронизироваться от задающего генератора цифровой АМТС, а в случае аналогового окружения - от генератора одной из узловых или районных АТС (при отсутствии узловых АТС).

4.2.2. На ГТС без узлообразования все АТС должны соединяться по принципу каждая с каждой и синхронизироваться от АМТС по трактам первого выбора. В качестве резервной ведущей станции выбирается одна из АТС, на которой устанавливается БСС1. На всех остальных АТС устанавливают БСС2, а трактами второго выбора являются тракты от резервной ведущей станции. Пример данного построения сети синхронизации приведен на рис.4.

Примечание: На рис.4 и последующих рис.5-8 стрелками обозначено направление синхронизации, а цифрами - приоритет выбора линий синхронизации.

Рис.4. Пример построения сети синхронизации

Рис.4

4.2.3. На районированной ГТС с узлами входящего сообщения (УВС) и междугородними узлами входящего сообщения (УВСМ) и заказно-соединительными линиями (ЗСЛ) для связи с АМТС синхронизация всех станций узлового района осуществляется от АМТС по трактам первого выбора. Резервными ведущими станциями каждого узлового района является узел и одна из РАТС. На этих станциях устанавливают БСС1. На всех остальных РАТС блоками синхронизации являются БСС2. Пример построения данной сети синхронизации приведен на рис.5.

Рис.5. Пример построения сети синхронизации

Рис.5

4.3. Особенности построения системы синхронизации в Москве и С.-Петербурге

4.3.1. Сеть синхронизации таких больших городов как Москва и С.-Петербург, в которых используются объединенные узлы УИВС, УВСМ, УЗСЛ, может быть построена так, чтобы основной и резервной ведущими станциями являлись АМТС и один из объединенных узлов соответственно. Все узлы по трактам первого выбора синхронизируются от АМТС. Резервный ведущий узел имеет в своем оборудовании блок синхронизации БСС1 и тракты синхронизации только с АМТС. Все остальные узлы сети укомплектованы блоком БСС2 и синхронизируются по трактам первого выбора от АМТС, а по трактам второго выбора от резервного ведущего узла.

4.3.2. Все РАТС каждого района используют блоки БСС2. Если РАТС одного района имеют связи каждая с каждой, то одна из РАТС района выбирается резервной ведущей. Резервная ведущая РАТС синхронизируется только от узла. Все остальные РАТС районов по трактам первого выбора синхронизируются от того же узла, а по трактам второго выбора - от резервной РАТС. Вариант такой сети синхронизации приведен на рис.6. В случае, когда РАТС связаны между собой только через узел, то и синхронизация осуществляется от узла.

Рис.6. Вариант сети синхронизации

4.3.3. Наиболее перспективное построение сети связи больших городов основано на использовании аппаратуры СЦИ, при этом территория города охватывается кольцом (кольцами). По кольцу располагается аппаратура синхронных цифровых мультиплексоров, к которым могут быть подключены районные узлы, а к ним - кольца, охватывающие станции районов. При передаче сигналов синхронизации эти кольца должны быть разомкнуты.

4.3.4. Требования к генераторному оборудованию аппаратуры СЦИ приведены в проекте Рек. G.812. На местной сети может быть установлено последовательно от 4 до 6 генераторов, выполненных в соответствии с Рек. G.812 и на каждом участке не более 5-6 генератором ГСЭ. Общее количество генераторов ГСЭ на местной сети не должно быть более 30.

4.3.5. В качестве примера на рис.7 изображен упрощенный вариант городской сети с использованием кольцеобразной структуры, где двойными линиями изображены связи по синхронизации, а одиночными - информационные связи. Первое кольцо охватывает АМТС, АТС городской сети и ЦС сельской сети. АТС городской сети является резервной ведущей станцией. Второе кольцо охватывает два концентратора и две подстанции района. В аварийных ситуациях синхронизация осуществляется от резервной ведущей АТС. Концентраторы и подстанции нижнего кольца могут поддерживать связь и синхронизацию со станциями верхнего кольца через мультиплексоры без участия районной АТС. Информация сообщений и синхронизации поступает от АМТС и по кольцам распространяется против часовой стрелки. По синхронизации кольца разорваны. В цепи синхронизации ПС2 городской сети последовательно включены один генератор G.812 и семь генераторов ГСЭ.

Рис.7. Упрощенный вариант городской сети с использованием кольцеобразной структуры

4.3.6. На сети с использованием СЦИ для синхронизации станций должна использоваться синхроинформация, содержащаяся в линейном сигнале СЦИ, и не должны использоваться сигналы 2048 кбит/с после демультиплексирования.

4.4. Синхронизация сельской сети связи

Сельская телефонная сеть (СТС) должна синхронизироваться от задающего генератора АМТС через сельско-пригородный узел (СПУ) или через центральную станцию (ЦС). В случае отсутствия цифровой АМТС станции СТС должны синхронизироваться от генератора СПУ или от ЦС при отсутствии СПУ.

При наличии поперечных связей между отдельными цифровыми ОС по этим связям должно осуществляться резервирование по синхронизации. Пример сети синхронизации СТС приведен на рис.8.

Рис.8. Пример сети синхронизации СТС

4.5. Методика внедрения ТСС в процессе развития местной цифровой связи

4.5.1. Проектирование цифровой телефонной сети должно начинаться с разработки схем телефонной сети, сети синхронизации и планов их развития.

4.5.2. При разработке плана синхронизации необходимо:

иметь данные о технических характеристиках БСС цифровых АТС, используемых на сети Российской Федерации;

классифицировать БСС используемых АТС с типами БСС табл.6.1;

определить, исходя из классификации БСС, ведущую и резервную ведущую АТС (узел), учитывая их географическое положение;

определить пути и количество уровней синхронизации при нормальной работе и в аварийных ситуациях, руководствуясь рекомендациями пп.4.1.3, 4.1.7.

Примечание: В процессе развития сети в качестве ведущей АТС возможно выбрать АТС с БСС1 или АТС с БСС2 и ЭКГ. При изменении географического положения ведущей АТС в первом случае на прежней ведущей станции потребуется замена БСС1 на БСС2, а во втором - только отказ от применения ЗКГ или перемещение его на ведущую АТС.

Произошла ошибка

Платеж не был завершен из-за технической ошибки, денежные средства с вашего счета
списаны не были. Попробуйте подождать несколько минут и повторить платеж еще раз.

Шум и помехи, действующие на цепь синхронизации в приемнике;
- изменение длины пути передачи сигнала, обусловленные температурными перепадами, рефракцией в атмосфере и т. д.;
- изменение скорости распространения сигналов в физической среде (в проводных и беспроводных линиях);
- нарушение регулярности поступления хронирующей информации;
- доплеровские сдвиги от подвижных оконечных устройств;
- переключения в линиях (срабатывание автоматического резервирования);
- систематические дрожания фазы цифрового сигнала, возникающие в регенераторах (повторителях).

Применение высокостабильных генераторов тактовых частот для сетей связи. Как правило, эти генераторы выполнены на основе атомного эталона частоты (цезиевые, водородные, рубидиевые) и обеспечивают долговременную стабильность тактов в заданных пределах, например

10 -12 .

Применение таких генераторов позволяет организовать принудительную иерархическую систему управления множеством тактовых генераторов.

Термины и определения ТСС первоначально приведены в рекомендации МСЭ-Т G.810. Ряд терминов и определений, которые необходимы для дальнейшего изложения материала, приведены ниже.

В цифровых системах понятие "синхронизм" тесно связано с понятием "проскальзывания" (slips).
Проскальзывание - исключение или повторение в цифровом сигнале одного или нескольких бит, происходящее вследствие различия в скоростях записи и считывания двоичных данных в буферных устройствах.

Проскальзывание может быть управляемым или неуправляемым.

Проскальзывание, которое не приводит к сбою цикловой синхронизации, называют управляемым. При этом сигнал с потерями восстанавливает синхронизм.

При неуправляемом проскальзывании моменты потери и повторения позиций в цифровом сигнале невосполнимы.

Фазовые дрожания - кратковременные отклонения значащих моментов цифрового сигнала от их идеальных положений во времени. Если частота отклонений превышает 10 Гц, то их называют джиттером (Jitter). Если частота отклонений не превышает 10 Гц, то их называют блужданиями или вандером (Wander). На рисунке 2.48 представлены характеристики импульсного сигнала с изменением значащих моментов.

В современной технологии контроля получила распространение практика измерения амплитуды дрожания цифрового сигнала в единицах времени: абсолютных мкс (микросекунды) или приведенных - единичных интервалах UI (Unit Interval). Одним единичным интервалом называется время необходимое для передачи одного бита информации с заданной скоростью передачи.
Источниками тактовых сигналов в цифровых системах и сетях являются тактовые генераторы, которые подразделяются на первичный эталонный (ПЭГ), ведомый/вторичный задающий (ВЗГ), генератор сетевого элемента (ГСЭ).Дрожащий цифровой сигнал

Рисунок 2.48 Временные диаграммы дрожащего цифрового сигнала и тактовой последовательности, выделенной из идеального цифрового сигнала

Первичный эталонный генератор (ПЭГ) - высокостабильный генератор, долговременное относительное отклонение частоты которого от номинального значения поддерживается не превышающим 1x10 -11 при контроле по универсальному координированному времени.

Ведомый задающий генератор (ВЗГ) - генератор, фаза которого подстраивается по входному сигналу, полученному от генератора более высокого или того же качества. ВЗГ обеспечивает, как правило, высокую кратковременную относительную стабильность частоты (около 10 -9 - 10 -11)и существенно более низкую относительно ПЭГ долговременную относительную стабильность.

Генератор сетевого элемента (ГСЭ) - синхронизируемый внешним синхросигналом генератор (обычный кварцевый), помещаемый в мультиплексоры ПЦИ, СЦИ, АТМ, кроссовых коммутаторов и т. д. Такты ГСЭ так же подстраиваются под внешние такты, как и в ВЗГ, однако их собственная относительная долговременная стабильность не превышает 10 -6 .

Указанные генераторы имеют следующие иерархические положения по значимости в тактовой сети синхронизации (ТСС).

1-й или высший уровень иерархии ТСС - ПЭГ (иногда называемый нулевым).

1-й уровень иерархии ТСС-ПЭИ (первичный эталонный источник), не являющийся составной частью ТСС, например, международный навигационный спутник GPS или российский ГЛОНАСС, или ПЭГ другой сети.

2-й уровень иерархии ТСС - ВЗГ, который представляют как транзитный или оконечный и совмещаемый с узлами автоматической коммутации (УАК) и автоматическими междугородными телефонными станциями (АМТС) или цифровыми АТС.

3-й уровень иерархии ТСС - ГСЭ, к которым относятся мультиплексоры СЦИ, кроссовые коммутаторы СЦИ, оконечные цифровые АТС.

Источники тактового синхронизма могут быть включены в определенные сетевые конфигурации и образовывать различные сети ТСС.

Централизованная сеть распределения синхросигналов от единственного ПЭГ. Эта синхронная сеть. в которой значащие моменты сигналов подстраиваются таким образом, чтобы установить синхронизм, при котором значащие моменты повторяются с некоторой средней точностью. Это принудительная синхронизированная сеть.

Совокупность централизованных подсетей, каждая из которых содержит ПЭГ. При отсутствии взаимосвязи между ПЭГ такая сеть синхронизации обеспечивает псевдосинхронный режим работы соответствующих цифровых подсетей.

Плезиохронный режим сети ТСС может возникнуть в цифровой сети, когда генератор ведомого узла (ВЗГ или ГСЭ) полностью теряет возможность внешней принудительной синхронизации из-за нарушения как основного, так и всех резервных путей синхронизации. В этом случае генератор переходит в режим удержания (в англоязычной литературе -holdover), при котором запоминается частота сети принудительной синхронизации. По мере ухода с течением времени частоты генератора из-за дрейфа от величины, зафиксированной в начальный момент в памяти, он переходит в так называемый свободный режим (в англоязычной литературе - free-run mode). Этот режим синхронизации уже называется асинхронным и характеризуется большим расхождением частот генераторов, при котором, однако, еще не нарушается процесс передачи информационной нагрузки в сети связи.

Сеть синхронизации ТСС образуется совокупностью генераторов (ПЭГ, ВЗГ, ГСЭ), системой распределения синхросигналов в узлах связи SASE (Stand Alone Synchronization Equipment - отдельное оборудование синхронизации) или блоки сетевой синхронизации (БСС) и между ними и самими синхросигналами, которые транслируются в определенном порядке.

В качестве синхросигналов в сети ТСС могут применяться следующие сигналы:

а) цифровой сигнал 2048 кбит/с с кодированием в троичном коде HDB3;
б) гармонический одночастотный сигнал с частотой 2048 кГц;
в) гармонический одночастотный сигнал с частотой 10 МГц или 5 МГц и некоторые другие (8кГц, 64кГц).

а) не более пяти проскальзываний за 24 часа в течение 98,9% времени работы;
б) более пяти проскальзываний за 24 часа, но менее 30 за один час в течение 1 % времени работы;
в) более 30 проскальзываний за один час в течение 0,1% времени работы.

1.3 Проектирование схем синхронизации

Несколько слов о проектировании схем синхронизации

Важное значение при построении сети синхронизации имеет правильный подход при проектировании и дальнейшей реализации схемы синхронизации.

Исходными данными для проектирования являются:

· существующие схемы организации связи;

· планируемые схемы организации связи или существующие с указанием планируемого оборудования;

· технические характеристики цифровых систем передачи и коммутации.

· При проектировании схем синхронизации необходимо:

· определить основной и резервный источник сигналов синхронизации;

· определить оборудование, на которое будут подаваться сигналы синхронизации от выбранных источников;

· определить возможность оборудования (по техническим характеристикам генератора и интерфейсам) принять сигналы синхронизации от выбранных источников;

· определить потребность в дополнительном оборудовании синхронизации в соответствии с нормами на цепь сетевых элементов (МСЭ-Т G.823 или исходя из условий присоединения к сетям ТСС);

· подготовить схему распределения основных и резервных сигналов синхронизации между узлами;

· подготовить схему внутриузловой синхронизации;

· указать приоритеты приема сигналов синхронизации на оборудовании (в случае если резервных синхросигналов более одного, а также при технической необходимости, учитывая конкретные особенности оборудования);

· определить качество источника (SSM) в передаваемом сигнале синхронизации в точке выдачи синхросигнала для сети синхронизации и на резервном оборудовании;

· определить объект и стык сопряжения разных колец ЦСП СЦИ для возможного резервирования;

· указать использование возможности мониторинга в оборудовании ВЗГ, а также путь прохождения тестового сигнала.

Перед разработкой схемы синхронизации необходимо усвоить следующее.

Каждый узел сети синхронизации обычно использует только один сигнал синхронизации, который затем может быть распределен между оборудованием внутри станции, начиная с точки получения синхронизации по схеме "звезда" без трансляций синхронизма в цепочке внутри узла. С этой целью рекомендуется использовать сигнал 2 048 кбит/с (2 048 кГц). На больших узлах необходимо использовать дополнительную аппаратуру разветвления синхросигналов (АРСС). Каждый узел должен иметь основной и резервные источники синхронизма. Если в случае отказа узел не может получать сигнал синхронизации ни по основному, ни по резервному маршруту, то необходимо в узле установить генератор горячего резерва (ВЗГ).

Рис. 3 Схема организации связи Рис.4 Схема синхронизации

При проектировании для каждого сетевого элемента индивидуально должны быть определены установки порогов качества и приоритетов.

В связи с необходимостью обеспечения высокой надежности оборудования ТСС рекомендуется применять следующие меры: резервировать электропитание и все блоки ПЭГ, ВЗГ, ГСЭ, интерфейсы; резервировать все пути доставки синхросигналов к сетевым элементам.

Основой при разработке схемы тактовой синхронизации сети является детальная схема организации транспортной сети. При проектировании схемы синхронизации должно быть обеспечено согласование оборудования ПЭГ, ВЗГ, ГСЭ. Направление распределения синхросигналов должно быть указано стрелками в схеме синхронизации. На входах оборудования, предназначенного для принудительной синхронизации, должны быть указаны уровни качества (Q1-Q6), обозначены входы (Т1-Т3) и приоритеты (Р1-Р15 и т.д.) использования приходящих сигналов.

Транспортные сети часто строятся в виде колец и цепей. Планирование синхронизации кольца и цепей должно выполняться отдельно, т.к. в кольцах планируются механизмы самовосстановления. При этом для колец желательно иметь два ВЗГ.

Множественно-кольцевые сети необходимо разделять на несколько самовосстанавливающихся подсетей. Внутри каждой подсети синхронизация реализуется относительно просто. Возможно создание специальных колец распределения синхросигналов.

В линейной цепи распределения синхронизма также рекомендуется планировать два ВЗГ для поддержки устойчивой синхронизации в случае нарушений в линии или в источниках синхросигналов.

Узел для установки ПЭГ должен быть определен оптимально, т.е. так, чтобы поддержать передачу синхросигналов к узлам по “дереву” через минимальное число секций. В большинстве случаев ведущий узел определяется оператором сети. Если это не сделано, то выбор ведущего узла должен делать проектировщик. При этом критериями выбора могут быть: минимальное число иерархических уровней, равномерно сбалансированное “дерево” (с примерно одинаковым числом элементов в ветвях), максимально возможное число элементов на первом уровне иерархии.

Для наглядной интерпретации схемы синхронизации полезно составить иерархическую диаграмму сложной сети. При этом представлении относительно легко определяются узлы, которые не имеют резервных путей передачи синхросигнала. В зависимости от требуемого уровня надежности в таких узлах может потребоваться установка дополнительных резервных источников.

Иерархическая диаграмма поможет обнаружить петли синхронизации. Важное правило при исключении петель состоит в том, чтобы сигнал всегда шел с верхнего уровня на нижний в направлении стрелок (как для основных, так и для резервных путей). Пример иерархической диаграммы приведен на рис.5. Целесообразно проводить проверку разработанных схем путем моделирования отказов при тестировании фрагментов сети ТСС.

Рис. 5 Схема межузловой синхронизации

Глава 2 «Проблемы тактовой синхронизации»

Качественная синхронизация цифровых систем - основа их нормальной работы. При объединении различных цифровых систем передачи и коммутации в единую систему передачи информации возникает необходимость в обеспечении точного соответствия фазы хронирующего сигнала, управляющего всеми элементами цифровой телекоммуникационной сети. Для этого предназначена система ТСС. Основной ее задачей является обеспечение синхронной работы генераторного оборудования цифровой сети операторов связи.

Создание и развитие системы ТСС имеет важнейшее значение при организации и совершенствовании цифровых сетей общего пользования, особенно в период создания телекоммуникационных сетей следующего поколения (NGN).

Синхронизацией называется процесс подстройки значащих моментов цифрового сигнала для установления и поддержания требуемых временных соотношений. За счёт синхронизации поддерживается непрерывность передаваемой информации и обеспечивается её целостность, т.е. определяется положение передаваемых кодовых слов и их последовательность.

Тактовая синхронизация - это процесс установления точного временного соответствия между принимаемым сигналом и последовательностью тактовых импульсов. Здесь под тактовыми импульсами понимают периодически повторяющиеся импульсы, с частотой, равной частоте повторения символов (битов) в информационном сигнале.

Синхросигналы (СС) в системах передачи искажаются под воздействием помех, т.е. меняется их временное положение. При частоте изменения более 10 Гц происходит так называемое дрожание, а при частоте менее 10 Гц, - блуждание.

В системах передачи применяется синхронизация по символам, тактам и циклам, а в системах коммутации - по битам и циклам.

Подавляющее большинство проблем синхронизации относится именно к частотной синхронизации, поэтому далее будем рассматривать только ее. В цифровых системах с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), использующих плезиохронную и синхронную цифровую иерархию (ПЦИ/PDH, СЦИ/SDH), основной вид синхронизации - тактовая, она определяет остальные (по фреймам и мультифреймам) виды синхронизации. Проблемы синхронизации возникают, когда несколько простых локальных сетей (узлы имеют топологию "звезды" и настолько близки друг к другу, что временем распространения сигналов между ними можно пренебречь), причем каждая со своим источником тактовой сетевой синхронизации (ТСС), объединяются в сложную сеть передачи.

Если на передающем и принимающем узлах частоты источников тактовой синхронизации (хронирующих источников, или таймеров) не совпадают, за определенное время накапливается ошибка временного интервала (ОВИ/TIE), равная разности момента прихода (tп) n-го импульса цифровой последовательности и момента генерации (tг) n-го импульса источником тактовой синхронизации принимающего узла. Частота местного источника ТСС может быть выше или ниже частоты принимаемой последовательности. В зависимости от этого, когда ОВИ становится соизмеримой с длиной тактового интервала, происходит либо пропадание одного импульса, либо формирование лишнего - что приводит к срыву синхронизации. Данное явление называют проскальзыванием или слипом (slip). При передаче аудиосигнала слипы воспринимаются как щелчки - до определенного уровня это терпимо. Однако при передаче данных они приводят к нарушению связи.

Качество синхронизации можно оценить периодом времени, за который накопленная ОВИ приводит к срыву тактовой синхронизации, или частотой проскальзываний в единицу времени. Учитывая, что отдельные участки сложной сети могут синхронизироваться от источников различной точности, важно определить предельно допустимые значения частоты слипов. В соответствии с руководящими техническими материалами Министерства связи (РТМ МС) РФ все системы ТСС классифицируются по четырем типам:

· синхронный - слипов фактически нет;

· псевдосинхронный - допускается 1 слип/70 дней;

· плезиохронный - 1 слип/17 часов и

· асинхронный - 1 слип/7 с.

Любая цифровая система в своей основе требует тактовый задающий генератор, который должен синхронизировать все внутренние и внешние операции по обработке цифровых данных. Наибольшие сложности в цифровых системах возникают, когда необходимо наладить взаимодействие различных в своей основе цифровых систем, т. е. систем с различными тактовыми генераторами и функциональными реализациями (системы передачи и коммутации). Даже внутри одной системы, например, системы передачи, требуется синхронизировать приемник сигнала с передатчиком (тактовый синхронизм, цикловой синхронизм, сверхцикловой синхронизм). Применение разных тактовых генераторов может повлечь за собой сбои передачи, если не произвести принудительной синхронизации генератора приемника генератором передатчика. При этом на стабильность частот генераторов на обоих концах линии цифровой передачи будут влиять различные физические факторы, которые вызывают дрожание фазы хронирующих импульсов. Этими факторами являются: шум и помехи, действующие на цепь синхронизации в приемнике; изменение длины пути передачи сигнала обусловлены температурными перепадами, рефракцией в атмосфере и т. д.; изменение скорости распространения сигналов в физической среде (в проводных и беспроводных линиях); нарушение регулярности поступления хронирующей информации; доплеровские сдвиги от подвижных оконечных устройств; переключения в линиях (срабатывание автоматического резервирования); систематические дрожания фазы цифрового сигнала, возникающие в регенераторах (повторителях) и т.д.

Глава 3 «д»

Блок питания мониторов

Первый преобразователь реализован на микросхеме IC602 широтно-импульсного регулятора выходного напряжения с мощным выходом и обеспечивает работу монитора в основном (рабочем) режиме. Рассмотрим режим запуска...

Внутризоновая сеть связи Могилевской области

Сеть тактовой сетевой синхронизации (ТСС) строится на базе цифровых сетей связи как наложенная сеть. В ней определяются направления, по которым передаются или могут передаваться сигналы синхронизации...

Времяимпульсный аналого-цифровой преобразователь

Информационно-измерительная система

Вероятность ошибки приема (выделения) кодовой комбинации из 8 разрядов при допустимой вероятности ошибки выделения разрядного импульса (ошибки приема разрядов независимы) находим из выражения }