Sincronizare în rețele de nouă generație: trei moduri de a rezolva probleme. Principii de construire a unui sistem de sincronizare a rețelei de ceas Sincronizare în rețelele mobile

Sincronizarea rețelelor digitale este baza pentru funcționarea lor normală. La reconstrucția unui semnal este importantă nu numai forma acestuia, ci și momentul în care este detectat de receptor. Prin urmare, „ceasul” de pe oricare dintre nodurile rețelei de transport trebuie să arate „aceeași oră” – adică. lucrează sincron, cu precizie în picosecunde. Cum se poate realiza acest lucru fără costuri excesive, dacă nodurile sunt uneori separate de mii de kilometri?

TIPURI DE BAZĂ DE SINCRONIZARE ȘI CONCEPTE CONEXE

Problemele de sincronizare a rețelei digitale fac parte din problema generală a sincronizării secvențelor digitale, dar au și unele caracteristici specifice. Cele două secvențe digitale comparate pot fi sincronizate în trei moduri:

• după ora sosirii la nodul de rețea t – sincronizare de timp;
• în funcție de faza inițială a blocului sincronizat – sincronizare de fază;
• prin durata intervalului (t) sau frecvența de repetare a impulsurilor f = 1/t – sincronizarea frecvenței.

Problema sincronizării orei este globală, dar poate fi rezolvată cu ușurință dacă utilizați serviciul Unified Coordinated Time (UTC) sau o singură sursă de sincronizare, de exemplu, sistemele de navigație Loran-C și GPS/GLONASS. Sincronizarea fazelor este relevantă numai pentru un anumit dispozitiv fizic și este pur și simplu asigurată de sisteme de buclă blocată în fază, care permit legarea fazei inițiale a semnalului de începutul ciclului de ceas al generatorului de ceas local.

Problema sincronizării frecvenței este cea mai complexă deoarece este globală și locală în același timp (este relevantă atât pentru întreaga rețea de transport, cât și pentru orice multiplexor sau comutator specific la punctul de recuperare). Marea majoritate a problemelor de sincronizare se referă în mod specific la sincronizarea frecvenței, așa că în continuare vom lua în considerare doar acest lucru.

În sistemele digitale cu modulație de cod de impuls (PCM), utilizând ierarhie digitală plesiocronă și sincronă (PDH, SDH/SDH), principalul tip de sincronizare este ceasul; aceasta determină tipurile de sincronizare rămase (cadru și multicadru). Problemele de sincronizare apar atunci când mai multe rețele locale simple (nodurile au topologie în stea și sunt atât de apropiate între ele încât timpul de propagare a semnalelor între ele poate fi neglijat), fiecare cu propria sa sursă de sincronizare a ceasului de rețea (NSC), sunt combinate în o rețea de transmisie complexă.

Dacă la nodurile de transmisie și de recepție frecvențele surselor de sincronizare a ceasului (sursele de temporizare sau temporizatoarele) nu se potrivesc, se acumulează o eroare de interval de timp (TIE) într-un anumit timp, egală cu diferența dintre momentul sosirii (tp) al n-lea impuls al secvenței digitale și al momentului de generare (tg) al n-lea impuls de către sursa de sincronizare a ceasului a nodului receptor. Frecvența sursei locale TCC poate fi mai mare sau mai mică decât frecvența secvenței recepționate. În funcție de aceasta, atunci când JVI-ul devine proporțional cu lungimea intervalului de ceas, fie dispare un impuls, fie se formează unul suplimentar, ceea ce duce la o defecțiune a sincronizării. Acest fenomen se numește alunecare sau alunecare. La transmiterea unui semnal audio, alunecările sunt percepute ca clicuri - până la un anumit nivel, acest lucru este tolerabil. Cu toate acestea, la transmiterea datelor, acestea duc la eșec de comunicare.

Calitatea sincronizării poate fi evaluată prin perioada de timp în care JVI-ul acumulat duce la o defecțiune a sincronizării ceasului sau prin frecvența alunecărilor pe unitatea de timp. Având în vedere că secțiunile individuale ale unei rețele complexe pot fi sincronizate din surse cu precizie diferită, este important să se determine valorile maxime admise ale frecvenței de alunecare. În conformitate cu orientările tehnice ale Ministerului Comunicațiilor (RTM MS) al Federației Ruse, toate sistemele TSS sunt clasificate în patru tipuri: sincrone - practic nu există derapaje; pseudo-sincron – Ј1 derapaj/70 zile este permis; plesiocron – Ј1 alunecare/17 ore și asincron – Ј1 alunecare/7 s.

SCHEME DE CONTROL DE BAZĂ ÎN REȚELE TSS

Problemele generale de sincronizare și definițiile de bază sunt descrise în Recomandarea ITU-T G.810; acestea sunt relevante atât pentru rețelele PDH, cât și pentru SDH. Scopul sincronizării ceasului este de a transmite, cu acuratețea necesară, informații despre lungimea unui interval de ceas unitar t0 (sau frecvența de ceas f0) către toate dispozitivele/nodurile unei rețele sau către toate rețelele care interacționează. O rețea regională compactă poate fi sincronizată cu un temporizator de înaltă precizie (primar) în nodul rețelei centrale, difuzând ciclurile sale de ceas către alte noduri de rețea (ca într-un serviciu de timp pentru orașe mari). Acest lucru necesită nu numai un temporizator primar, ci și un sistem de distribuție a semnalului de sincronizare (SRSS) fiabil către toate nodurile rețelei.

Dacă rețeaua este globală, atunci pentru sincronizare poate fi împărțită în mai multe rețele regionale, fiecare cu propriul cronometru principal și SRSS. Există două metode principale de sincronizare a ceasului: o metodă de sincronizare forțată ierarhică cu perechi de cronometru master-slave și o metodă de sincronizare reciprocă non-ierarhică. În practică, doar prima metodă este comună. De asemenea, este acceptat ca singurul din Rețeaua de comunicații interconectate (ICN) a Federației Ruse.

SRSS este construit conform a trei scheme alternative:

• stea cu un singur nivel - toate nodurile de rețea sunt alimentate de un generator primar de ceas de referință (PEG), situat în centrul stelei (hub);
• circuit distribuit cu un singur nivel - fiecare (sau fiecare secundă) nod de rețea este echipat cu un PEG sau echivalentul acestuia - un receptor de semnal al unui singur oscilator de referință primar;
• diagramă ierarhică cu mai multe niveluri. Esența sa este că semnalele PEG (primul nivel al ierarhiei) sunt distribuite peste elementele sincronizate (SE) ale arborelui rețelei de sincronizare la al doilea nivel al ierarhiei, unde controlează sursele secundare - oscilatorii master secundari (MSG), care, prin lanțurile SE, controlează sursele locale de sincronizare ale celui de-al treilea nivel ierarhic. Acest circuit de control este adesea numit circuit master-slave (sau master-slave). Această schemă de control al sincronizării este adoptată în documentele privind forțele armate ruse.

PEG-ul este construit pe baza surselor atomice de sincronizare a impulsurilor de ceas (standard de hidrogen sau cesiu) cu o acuratețe a frecvenței nu mai slabă de 10-13-10-12. Calibrat manual sau automat folosind semnale UTC. Semnalele PEG (precum și generatoarele de niveluri inferioare ale ierarhiei) sunt distribuite prin echipamente de distribuție a semnalelor de sincronizare (SDU/ARSS), care în practică furnizează de la 16 la 520 de ieșiri de interfață de semnale TSS, care sunt transmise prin linii de comunicații terestre către controlează VZG.

Standardele prevăd patru moduri de operare a surselor de temporizare: – modul PEG (nodul principal); modul de sincronizare forțată (slave VZG, tranzit și/sau noduri locale); modul de reținere cu o precizie de reținere de 5 10-10 pentru un nod de tranzit și 10-8 pentru un nod local și cu o deriva zilnică de 10-9 și respectiv 2 10-8; modul de rulare liberă pentru nodurile de tranzit și locale cu o precizie de reținere de 10-8 și, respectiv, 10-6.

PARAMETRI DE PRECIZIȚIE ȘI PRINCIPALE ERORI ALE SURSELOR DE REFERINȚĂ

Sursele de referință de diferite niveluri generează următoarele semnale de ceas de referință:

• 2048 kHz – semnal de frecvență sincronă în conformitate cu ITU-T G.703/13 – pentru sincronizarea centralelor telefonice automate, ASN (noduri de comutare automată), sisteme PDH/PDH și SDH/SDH;
• 2048 Kbps – semnal sincron în flux al unei secvențe pseudoaleatoare în conformitate cu ITU-T G.703/9 sau un semnal obținut din semnalul de intrare E1 (de la o centrală telefonică sau UAC) utilizând funcția de resincronizare. Folosit pentru sincronizarea sistemelor PDH, SDH și echipamentelor multiplexor;
• semnal sincron de 64 kHz pentru sincronizarea principalelor canale digitale (BCC) ale PDH;
• semnale sincrone suplimentare 8 kHz; 1; 5 și 10 MHz – pentru sincronizarea echipamentelor digitale.

În același timp, sursele de referință au o anumită instabilitate, parametrii individuali ai cărora sunt standardizați de standardele relevante pentru fiecare clasă de echipamente. Principalele:

• jitter/jitter de fază – deplasări pe termen scurt, cu o frecvență peste 10 Hz, ale marginilor semnalului de sincronizare a ceasului în raport cu pozițiile lor ideale în timp. Pentru toate tipurile de generatoare, fluctuația nu trebuie să depășească 5% din durata unui interval de unitate în semnalul de ieșire de 2048 kHz sau 2048 Kbps;
• deplasare/rătăcire de fază – lentă, cu o frecvență care nu depășește 10 Hz, deplasări ale marginilor semnalului de sincronizare a ceasului în raport cu pozițiile lor ideale în timp. Pentru toate tipurile de generatoare, vander nu trebuie să depășească 12,5% din durata unui interval unitar în semnalul de ieșire de 2048 kHz sau 2048 Kbps;
• hold-in range – discrepanța maximă între frecvențele de ceas ale generatoarelor master și slave, în cadrul cărora generatorul slave asigură controlul automat al frecvenței;
• eroare interval de timp OVI/TIE – diferența dintre valorile măsurate ale intervalului de timp T necesare generatorului testat pentru a genera n impulsuri cu durata t0 (T = n t0) și un interval de timp similar Tref pentru generatorul de referință (Tref = n tref): TIE(t, n) = T(t, n) – Tref(t, n);
• eroare maximă a intervalului de timp MOVI/MTIE – valoarea maximă a împrăștierii abaterilor de timp ale semnalelor generatorului testat față de cel de referință pe o anumită perioadă de măsurare T;
• abaterea intervalului de timp DVI/TDEV – abaterea maximă măsurată a parametrilor intervalului de timp de la valoarea medie a acestora;
• abaterea relativă a frecvenței Df/fн = (fд – fн) / fн, unde fд este frecvența reală a semnalului, fн este frecvența nominală a semnalului specificată.

CLASELE SI CARACTERISTICILE SURSELOR DE CRONIFICARE

Există două clasificări internaționale principale ale surselor de sincronizare - bazate pe standardul ANSI T1.101 și bazate pe recomandările ITU-T G.811, G.812, G.813. Există și clasificări naționale, de exemplu, clasificarea propusă în RTM al Ministerului de Finanțe al Federației Ruse, bazată pe conceptul de „unitate de sistem de sincronizare” (BSS). Statisticile privind apariția alunecărilor în timpul interacțiunii a două noduri sincronizate de temporizatoare cu precizie variabilă arată că, odată cu precizia existentă a temporizatoarelor, modul sincron este în general de neatins, modul pseudo-sincron este furnizat numai de nodurile cu Stratul 1 sau G.811. temporizatoarele de clasă și modul plesiocron pot fi acceptate dacă acuratețea temporizatoarelor nodurilor care interacționează nu este mai mică de 10-9. Dintre cronometrele domestice, ultimul mod este furnizat numai de generatoare bazate pe BSS-1. Este important ca statisticile prezentate să caracterizeze doar o singură legătură de sincronizare. Într-un circuit cu mai multe legături, situația se înrăutățește proporțional cu numărul de legături.

ECHIPAMENTE DE SINCRONIZARE REȚEA

Echipamentele pentru sincronizarea rețelei pot fi împărțite în două mari categorii: surse de temporizare autonome și senzori de timp precis. Primele se bazează pe standarde de timp atomice de precizie (hidrogen, rubidiu sau cesiu). Destul de scumpe și rare până de curând, acestea (datorită dezvoltării rapide a sistemelor de comunicații sincrone) sunt produse în serie și sunt destul de accesibile pentru instalare în rețele. Exemple tipice de astfel de dispozitive: standarde de hidrogen - activ VCH-1003A (eroare de frecvență ±1,5 10-12) și pasiv VCH-1004 (eroare ±3,0 10-12); cesiu HP 5071A (precizie ±1,5 10-12); rubidiu NNIPI R-1050S (±2,0 10-11). Oscilatoarele cu o sursă primară de cuarț sunt utilizate mai pe scară largă (în primul rând ca WSS), dar nu sunt utilizate în PEG-uri. Un exemplu tipic este cronometrul de cuarț ONIIP M0075 cu instabilitate zilnică a frecvenței ±1,0 10-9.

Cu toate acestea, astăzi cea mai simplă soluție sunt senzorii de timp de precizie care funcționează cu sisteme de timp de precizie prin satelit. Au o precizie de sincronizare de 10-11 și o precizie de păstrare a frecvenței de 10-10. Cel mai accesibil sistem (de universal și precis) este ora mondială coordonată UTC. Pentru difuzarea acestuia sunt folosite mai multe sisteme de satelit. Cele mai cunoscute dintre ele sunt sistemul internațional de radionavigație prin satelit LORAN-C, sistemul intern de poziționare GLONASS și sistemul de poziționare globală GPS (SUA). Acesta din urmă, datorită costului scăzut al echipamentelor de recepție, a devenit cel mai răspândit.

Bibliografie

1. RTM privind construirea sincronizării rețelei de ceas (TNS) pe rețeaua de comunicații digitale a Federației Ruse. – M.: TsNIIS, 1995.
2. Conceptul dezvoltării comunicațiilor Federației Ruse / Ed. V.B. Bulgak și L.E. Varakina. – M.: Radio și Comunicații, 1995. - 224 p.
3. MainStreet 3645. Informații generale. Lansarea 5. Newbridge, 1994.
4. Ryzhkov A.V., Kirillov V.P., Kaderleev M.K. Fundamentele sistemului TSS al unei rețele digitale de coloană vertebrală. – Buletinul de Comunicare, 2000, Nr. 10.
5. Slepov N.N. Tehnologii digitale moderne ale rețelelor de comunicații prin fibră optică. – M.: Radio și comunicații, 2000.

Necesitatea sincronizării rețelei de transport se datorează standardelor stricte pentru erorile în transmiterea informațiilor. Frecvența reapariției erorilor depinde de gradul de sincronizare a rețelei de transport și a rețelelor secundare care interacționează cu aceasta.

Toate elementele de rețea (NE) dintr-o rețea de transport SDH funcționează folosind o singură frecvență de ceas, a cărei sursă se numește Sursă de referință primară (PRS) sau Oscilator de referință primar (PEG). Caracteristicile ceasului de referință primar sunt definite de Recomandarea ITU-T G.811. Eroarea de frecvență și stabilitatea sa ar trebui să fie de ordinul ±10-11; aceste caracteristici sunt realizate folosind un generator de cesiu.

Semnalele de temporizare sunt distribuite folosind linii de transmisie convenționale, în acest caz linii de transmisie SDH. Elementele intermediare ale rețelei, cum ar fi regeneratoarele, multiplexoarele add-drop etc., funcționează în modul slave folosind o componentă de ceas extrasă din semnalul STM-N recepționat.

Degradarea calității semnalului de ceas, cum ar fi jitterul acumulat în timpul transmisiei printr-un lanț de elemente și linii de rețea, este redusă datorită calității înalte a echipamentului Sursei de referință secundare (SRS) sau a oscilatorilor master slave (MSG), ale căror caracteristici sunt dat in recomandarea G. 812 pentru tranzit si NE local. VZG este un oscilator cu cuarț stabilizat suplimentar, cu o precizie proprie de frecvență pe termen lung (pe zi) de nu mai puțin de 10-8 și o stabilitate mai mare pe termen scurt (până la 10-11 în intervalul de secundă). Prin urmare, VZG-urile elimină fluctuația de fază a frecvenței de ceas care le sincronizează. Arhitectura rețelei de sincronizare din regiunea de sincronizare ar trebui să aibă o structură arborescentă fără inele închise pentru a elimina modurile de operare ambigue (Fig. 2.12).

Orez. 2.12. Arhitectura rețelei de sincronizare

Circuitele de ceas ale elementelor de rețea SDH pot fi sincronizate atât de la semnalul de linie, cât și de la o sursă de referință externă.

Sursa de ceas slave intră în modul holdover atunci când pierde semnalul de ceas.

Elementul de rețea SDH are capacitatea de a scoate un semnal de ceas către un dispozitiv BITS (Building Integrated Timing Supply), ceea ce reduce distorsiunea semnalului de ceas. Elementele intermediare ale rețelei folosesc direct semnalul de ceas extras folosind BITS (Figura 2.13).

Orez. 2.13. Sursa ceasului în noduri:

de bază ----; backup ------------

Semnalele de ceas necesare pentru funcționarea elementului de rețea sunt generate de circuitele de ceas, care funcționează în principal în modul slave.

Astfel, rețeaua de sincronizare este o combinație de generatoare PEG, VZG și multiplexer și regeneratoare de semnale automate de backup, control și sincronizare în sine.

În practica mondială, există câteva abordări tehnologice importante pentru construirea unui sistem de sincronizare. Prima dintre ele este împărțirea întregului sistem de sincronizare în sisteme inter-nod și intra-nod. Ca rezultat, a apărut conceptul de sisteme de cronometrare integrate BITS. Conceptul BITS prezentat în Fig. 3.6, acoperă trei subsisteme principale: sistemul de sincronizare între noduri (Interoffice Timing), sistemul de sincronizare intra-nod (Intraoffice Timing) și subsistemul pentru monitorizarea și gestionarea calității sincronizării (QoS).

	BIȚI

Integrare la nivel

Folosind un singur sistem unificat

Echipamente

Integrarea în TMN

Orez. 3.6. Conceptul de construire a sistemelor integrate de sincronizare BITS.

Sistem de sincronizare între noduri prevede amplasarea generatoarelor de sincronizare în nodurile cheie ale rețelei și construirea unui sistem de distribuire a frecvențelor de ceas în întreaga rețea folosind trafic sau canale de comunicație dedicate. Acest sistem este baza oricărui sistem de cronometrare, deci este cel mai important în proiectare. Sistemul de sincronizare între noduri are propria sa topologie, adesea diferită de topologia rețelei și este strâns legat de structură, atât primară, cât și secundară.

reteaua de telecomunicatii. La extinderea și reconfigurarea rețelei de comunicații, sistemul de sincronizare între noduri trebuie de asemenea schimbat și modernizat.

Sistem de sincronizare intra-nod are o semnificație mai locală, deoarece determină ordinea în care sunt sincronizate diferite dispozitive digitale din același nod de rețea. Sistemul de sincronizare intra-nod poate include generatoare speciale, dar într-o măsură mai mare acest sistem este construit pe baza generatoarelor combinate care fac parte din dispozitivele de comunicație digitale situate pe nod. Spre deosebire de un sistem de sincronizare inter-nod, care trebuie proiectat, construit și întreținut sistematic, ținând cont de topologia și procesele care au loc în întreaga rețea, se creează local un sistem de sincronizare intra-nod, legat de un anumit nod de comunicație. Modernizarea unei rețele de comunicații poate necesita modificarea sistemului numai dacă prima actualizează un anumit nod sau duce la o modificare a parametrilor semnalului de ceas de la care acest nod este sincronizat.

Având în vedere că în prezent cerințele pentru fiabilitatea și calitatea sistemelor de sincronizare au crescut semnificativ, sistemul modern include un subsistem suplimentar care este direct legat de întreținerea sistemului de sincronizare - subsistem pentru monitorizarea și managementul calității sistemului de sincronizare (QoS). Scopul principal al acestui sistem este controlul, diagnosticarea și testarea sistemului de sincronizare.

Asigurarea parametrilor de înaltă calitate și a fiabilității sistemului de comunicații necesită ca operatorul să monitorizeze constant starea sistemului de sincronizare. Pentru gestionarea sistemului de sincronizare se creează un sistem de control care este integrat în platforma comună TMN, astfel încât operatorul să aibă capacitatea de a monitoriza starea sistemului de sincronizare și de a efectua reconfigurarea acestuia dintr-un singur centru în timp real. Funcții deosebit de importante sunt îndeplinite de sistemul de control în procesele de reconfigurare a sistemului de sincronizare. În acest scop, sunt utilizate semnale despre parametrii de calitate ai sistemului de sincronizare (SSM).

În conceptul BITS, împărțirea tuturor generatoarelor de rețea într-un sistem de sincronizare internod și intranod reduce semnificativ numărul de dispozitive luate în considerare. Există noduri de rețea care sunt considerate generatoare separate și așa este construit un sistem de sincronizare între noduri. Nodurile de rețea au un număr mare de dispozitive digitale diferite (uneori sute sau mii). Sincronizarea acestor dispozitive într-un nod este o sarcină separată. Astfel, în sistemul de sincronizare inter-nod vedem doar noduri, iar în sistemul de sincronizare intra-nod vedem dispozitive digitale.

Problema principală este sistemul de sincronizare între noduri, care este distribuit geografic. Pentru a sincroniza dispozitivele individuale în interiorul unui nod, în cele din urmă este posibil să așezați un cablu special. Dar acest lucru nu se poate face într-un sistem de sincronizare între noduri, unde sunt folosite doar canalele de comunicație existente.

Sincronizare în rețele SDH. Organismele internaționale de standardizare și, în special, ITU lucrează pentru a determina caracteristicile ceasului echipamentului SDH - SEC (SDH Equipment Clock). Caracteristicile SEC cuprinse în mai multe recomandări ETSI și ITU-T, care oferă specificații complete ale parametrilor de precizie și stabilitate, precum și o descriere funcțională detaliată. Aici SEC este reprezentată de blocul funcțional SETS (Synchronous Equipment Timing Sourse).

Sursa de sincronizare poate fi selectată de blocul SETS dintre trei puncte de referință:

T1 – semnal de referință extras din semnalul de intrare STM-N;

T2 – semnal de referință extras din semnalul de intrare PDI;

T3 – semnal de referință primit de la un dispozitiv de sincronizare extern printr-o interfață fizică de sincronizare.

În plus, SET-urile pot fi sincronizate de la oscilatorul său intern. În sensul de transmisie, SETS asigură sincronizarea:

Toate blocurile funcționale ca parte a echipamentului SDH prin punctul de referință T0;

Port de sincronizare extern prin punctul de referință T4.

Blocul generator de ceas al echipamentului sincron poate funcționa în următoarele moduri:

Modul de captare sincronizare din semnalul de referință de intrare (punctele T1, T2 sau T3), selectat de comutator;

modul Hold;

Mod de oscilație liberă cu acuratețe de frecvență.

În funcție de structura distribuției semnalelor de sincronizare a rețelei, există mai multe opțiuni sau moduri pentru sincronizarea blocului SETS și distribuirea semnalului de ceas al acestuia:

Sincronizare dintr-un semnal liniar. Semnalul ceasului de referință este separat de semnalul liniar în direcția „Est” sau „Vest” (T1). Acesta este modul obișnuit de sincronizare în rețelele de tip lanț sau inel.

Sincronizare de la un semnal component. Semnalul de ceas de referință este extras din semnalul component, care poate fi fie un semnal STM-N (T1), fie un semnal PDH (T2).

Sincronizare externă. Elementul de rețea este sincronizat de la un semnal de ceas de referință extern dedicat (T3). Acest mod de sincronizare este utilizat, de exemplu, atunci când elementul de rețea primește un semnal de ceas de la echipamentul generator al rețelei de sincronizare.

Sincronizare internă. Echipamentul generator al elementului de rețea nu primește niciun semnal de ceas de referință (mod de oscilație liberă sau mod de reținere.

Este bine cunoscut faptul că tehnologia SDH/SONET își poate realiza toate avantajele doar bazându-se pe distribuția unui semnal de sincronizare fiabil de calitate adecvată în întreaga rețea. În caz contrar, operațiunile cu pointeri pot duce la jitter excesiv și, în consecință, la scăderea fiabilității transmiterii informațiilor în semnalele componente transportate, în special cu un număr mare de hopuri.

Instrumentele de sincronizare a rețelei sunt acum recunoscute pe scară largă ca o resursă de rețea profitabilă care, pe lângă satisfacerea nevoilor SDH/SONET, permite comutarea digitală fără alunecare, îmbunătățește performanța serviciilor de transport bazate pe ATM și îmbunătățește calitatea multor servicii diferite ( de exemplu, rețele digitale cu servicii integrate, comunicații mobile celulare etc.).

Din acest motiv, majoritatea operatorilor de telecomunicații de top au stabilit rețele naționale de sincronizare pentru a furniza un semnal comun de ceas de referință fiecărui nod din rețeaua de telecomunicații. ITU-T și ETSI au lansat noi standarde de sincronizare potrivite pentru funcționarea rețelelor de telecomunicații digitale moderne (inclusiv cele bazate pe SDH/SONET). Aceste standarde conțin cerințe mai stricte și mai specifice pentru jitter și wander pe interfețele de ceas, cerințe pentru acuratețea și stabilitatea dispozitivelor de ceas și cerințe pentru arhitectura rețelelor de ceas.

Sincronizare și transmisie digitalăîn rețelele SDH/SONET. Rețelele SDH profită de sincronizarea rețelei pentru a reduce fluctuația și fluctuația în fluxurile componentelor de ieșire. Cert este că în rețelele complexe cu hopuri multiple (încărcare/descărcare) PDH-SDH și SDH-PDH și atunci când se utilizează echipamente de la diferiți furnizori, este posibil să se satisfacă cerințele pentru fluctuația de fază la limitele PDH/SDH doar cu o sincronizare precisă. a tuturor elementelor de rețea ale NE ( NE), evitând orice operații cu pointer. Prin urmare, în rețelele SDH este necesar să se sincronizeze nu numai multiplexoarele primare și echipamentele de comutare digitală, ci și nodurile rețelei de transport.

În rețelele SDH, nu este recomandat să transportați temporizarea pe semnalele plasate pe cadre STM-N (de exemplu, 2,048 Mbit/s), deoarece semnalele componentelor de sarcină utilă a modulului de transport sincron nu pot transporta în mod eficient semnale de ceas din cauza jitterului excesiv observat în timpul corecției pointerului. Cel mai bun și mai direct mod de a transmite semnalul de ceas într-o rețea SDH este de a-l transmite direct în semnale de grup STM-N. Semnalul de ceas extras din semnalele STM-N este de cea mai bună calitate care poate fi obținută în prezent. Este afectat doar de jitter introdus de linie (de exemplu, jitter din cauza zgomotului termic și a condițiilor de mediu în legătura optică), și nu de alinierea biților sau orice alte transformări.

Diagrama de sincronizare a două stații de comutare digitale din rețelele SDH este prezentată în Fig. 3.7. Echipamentul generator extern SASE (Stand Alone Synchronization Equipment) al primei stații (nod) sincronizează nu numai echipamentul generator al stației de comutare digitală, ci și oscilatorul principal al echipamentului SDH SEC. Astfel, aici semnalul grupului de ieșire este sincron cu generatorul principal de rețea. La capătul de recepție, SEC nu este sincronizat direct de la semnalul STM-N de intrare. O funcție specială de ceas a echipamentului SDH (comutator) permite ca semnalul de ceas să fie extras din semnalul de intrare STM-N și direcționat direct prin interfața de ceas de 2,048 MHz către echipamentul de ceas SASE de la acea stație. Acest echipament SASE își distribuie semnalele de ceas în întregul echipament al șantierului, inclusiv biroul de comutare digitală și demultiplexorul SDH.

2.048 Mbps 2.048 Mbmt/s

Rețeaua SDH

2.048 MHz 2.048 MHz

Maestru

generator

Orez. 3.7. Diagrama de sincronizare a două stații.

S-ar părea că această metodă de sincronizare a echipamentului generator al celei de-a doua stații este prea complicată, dar oferă cea mai bună soluție. Într-adevăr, echipamentele oscilatoare SASE au o stabilitate mai mare și capacități de filtrare a ceasului mai bune decât oscilatoarele SEC simple. Folosind această schemă, echipamentul oscilator al stației de comutare digitală și demultiplexorul SDH din a doua stație sunt sincronizate cu un semnal de ceas mai stabil. Mai mult, dacă semnalul STM-N eșuează, SASE oferă o frecvență de ieșire cu oscilație liberă pe termen lung, cu o precizie mult mai mare decât frecvența oscilatorului SEC corespunzătoare.

Conform schemei, echipamentele digitale din rețea sunt sincronizate independent și interacționează între ele numai prin canale de transmisie a datelor (canale de trafic). Diferența de frecvență a ceasului, care este inevitabilă pentru un astfel de circuit, va duce la alunecarea acestuia. Alunecarea nu poate fi exclusă într-o astfel de schemă, dar frecvența acesteia va fi legată de instabilitatea relativă a celor două generatoare PEG. De exemplu, dacă instabilitatea reciprocă a generatoarelor este în limită, atunci alunecările vor avea loc nu mai mult de o dată la șase luni. Nimeni nu va observa acest lucru, așa că o astfel de schemă poate fi folosită în acest caz.

O altă opțiune pentru construirea unui sistem de sincronizare între noduri este utilizarea principiului sincronizării forțate, atunci când un nod de rețea este sincronizat de altul. Această schemă este acceptată în practica internațională ca o schemă de construire a sistemelor de sincronizare între noduri pentru rețelele dedicate sau secțiunile acestora, deoarece asigură cea mai mare stabilitate a sistemului. Principiul sincronizării forțate prevede construirea unei structuri de sincronizare ierarhică cu unul sau mai multe generatoare primare de semnal de ceas (Fig. 3.9). Prezența mai multor grafice de sincronizare face posibilă circuitele de sincronizare redundante. Deci, de exemplu, în fig. Figura 3.9 prezintă atât căile principale de sincronizare (P - primar) cât și căile de rezervă (S - secundar). Fiecare dispozitiv din rețea poate comuta de la sursa principală de sincronizare la cea de rezervă dacă se pierde canalul de comunicare cu sursa principală. Un astfel de sistem a crescut fiabilitatea și este implementat pe toate rețelele de comunicații moderne. În plus, topologia ierarhică a sistemului de sincronizare corespunde topologiei sistemului de comunicații în sine, ceea ce face ușoară realizarea interacțiunii între ambele rețele.

Categorie: .

Necesitatea sincronizării ceasului apare atunci când sistemele digitale de transmisie și comutare funcționează împreună într-o singură rețea digitală. Asigurarea sincronizării ceasului acestei rețele, menținând în același timp cea mai mare stabilitate posibilă a vitezelor de ceas de referință, este fundamental necesară. Sistemul TCC coordonează scalele de timp ale tuturor dispozitivelor din rețea care necesită sincronizare și evită sau minimizează alunecarea semnalului digital. Astfel de alunecări apar atunci când biții de bloc sunt șterși sau repeți într-un semnal digital din cauza diferențelor între vitezele de scriere și citire ale dispozitivelor tampon dintr-o rețea digitală.

Pentru o rețea digitală care funcționează normal, rata de alunecare nu ar trebui să depășească standardele stabilite în Recomandarea G.822. O creștere a frecvenței derapajelor va afecta în mod semnificativ calitatea serviciilor de comunicații furnizate utilizatorilor, provocând pierderi de date, apariția unor „clicuri” în timpul transmisiei vorbirii, distorsiuni și pierderi de părți ale imaginii în timpul transmisiei video.

Astfel, este nevoie de o sincronizare fiabilă a ceasului, sarcina de a asigura care implică o serie de probleme complexe. La punerea în funcțiune și exploatarea tehnică a rețelei TSS, operatorii de rețea se confruntă cu anumite dificultăți:

Una dintre cele mai dificile sarcini la proiectarea rețelelor TSS este alegerea primirii semnalelor de sincronizare, distribuția acestora în cadrul rețelei digitale pentru a asigura o sincronizare fiabilă a tuturor echipamentelor digitale care necesită sincronizare. Adică, operatorul care proiectează rețeaua TSS trebuie să rezolve următoarele probleme:

Selectarea unei surse de ceas (principală și de rezervă)
determinarea căilor principale și de rezervă pentru trecerea semnalelor de ceas
stabilirea priorităților pentru intrarea semnalului de sincronizare în toate echipamentele de rețea TCC
determinarea calitatii surselor de semnal de sincronizare
efectuarea unei analize structurale a rețelei pentru a elimina posibilitatea buclelor și pierderii semnalelor de sincronizare în timpul accidentelor
determinarea necesității de echipamente suplimentare instalate în rețea
dezvoltarea unei scheme de sincronizare intra-nod, ținând cont de conectarea semnalelor de sincronizare la stațiile de comutare și alte echipamente terminale
verificarea furnizării semnalelor de sincronizare către fiecare stație de comutare în cazul oricărei defecțiuni unice.

Astfel, indicatorii de fiabilitate și calitate ai rețelei TSS ar trebui stabiliți în primele etape ale proiectării acesteia. Adesea, din cauza planificării insuficient de corecte a rețelei TSS, operatorii se confruntă cu problema buclelor în rețeaua de sincronizare. În plus, se pune problema alegerii celei mai eficiente metode de sincronizare a unei rețele de telecomunicații, de care depinde fiabilitatea structurală a rețelei de sincronizare.

Eficacitatea metodei de sincronizare a rețelei de telecomunicații se referă nu numai la problemele tehnice de distribuire a semnalelor de sincronizare în rețea, ținând cont de livrarea semnalelor de sincronizare către toate nodurile rețelei și rezervarea căilor acestora, ci și la aspectele economice, în care o rețea TSS atent planificată. poate fi destul de fiabil la costuri financiare mai mici pentru echipamentele de sincronizare.

Metode de sincronizare
retele de telecomunicatii

Rețeaua TSS este construită pe baza rețelelor de comunicații digitale ca o rețea de suprapunere. Acesta definește direcțiile de-a lungul cărora semnalele de sincronizare sunt sau pot fi transmise. Deoarece semnalul de ceas este conținut în structura semnalului de informații, acesta este transmis în aceeași direcție ca orice mesaj de informare.

Cu toate acestea, nu toate aceste direcții pot fi utilizate în rețeaua TCC pentru a transmite un semnal de sincronizare. Sarcina rețelei de sincronizare este de a determina ordinea de transmitere a semnalului de sincronizare și condițiile în care este interzisă recepția acestuia. Rețeaua de sincronizare astfel construită are propria sa structură specială.

Structura rețelei TSS depinde în mare măsură de metoda de sincronizare selectată. Există două metode principale de sincronizare: forțată și reciprocă. Sunt posibile și unele combinații ale acestora.

În cazul sincronizării forțate, numită adesea „master slave” în literatură, în rețea există un oscilator principal principal (MSG), care furnizează semnale de sincronizare tuturor celorlalți oscilatori master (MG) direct sau cu ajutorul masterului intermediar. oscilatoare (MG-uri). Astfel, GZG se numește cel lider, iar restul se numesc generatoare slave (SG) (Fig. 1, a).

Sincronizarea reciprocă este o metodă în care toate oscilatoarele master se controlează reciproc (Fig. 1, b).

De asemenea, este posibilă o metodă de sincronizare mixtă, în care GZG transmite semnale de sincronizare către oscilatorii slave ca în sincronizarea forțată și, în același timp, oscilatorii master conducători schimbă semnale de sincronizare ca în sincronizarea reciprocă (Fig. 1c).

Sincronizarea reciprocă este sensibilă la toate modificările din structura rețelei, prin urmare este utilizată numai în cazul structurilor staționare. Cu toate acestea, este permisă o stabilitate relativ scăzută a frecvențelor tuturor oscilatoarelor master, deoarece datorită echilibrării (alinierii) reciproce a frecvențelor oscilatoarelor master utilizate, se asigură o ușoară creștere a stabilității frecvenței în rețea.

În prezent, numai sincronizarea forțată este folosită pe rețelele de telecomunicații digitale, deși sincronizarea mixtă a fost folosită și pe unele rețele nu cu mult timp în urmă.

Fig.1 Sincronizare forțată (a), reciprocă (b), mixtă (c)

Sistem de sincronizare a ceasului din rețea
Republica Uzbekistan

Sincronizarea ceasului în rețeaua digitală a republicii ar trebui să asigure transmiterea digitală a informațiilor cu o calitate care îndeplinește cerințele ITU-T și, practic, să nu afecteze fiabilitatea și supraviețuirea rețelei în sine. Semnalele de sincronizare dintr-o rețea digitală pot servi ca semnale speciale cu o frecvență de 2048 kHz și semnale de informații cu o rată de transmisie de 2048 Kbit/s în conformitate cu Recomandarea ITU-T G.703.

Într-o rețea bazată pe sisteme de transmisie cu ierarhie digitală sincronă (SP SDH), semnalele de ceas sunt transmise în fluxuri digitale STM-N. Fluxurile digitale de 2048 Kbit/s transmise prin SP PDH practic nu sunt potrivite pentru a fi utilizate ca purtători de semnale de sincronizare.

În multiplexoarele SP SDH, semnalele de sincronizare de 2048 kHz sunt generate din fluxurile STM-N. Pentru a restabili calitatea semnalelor de sincronizare transmise folosind fluxuri STM-N, sunt utilizate generatoare de elemente de rețea (NEG), care fac parte din multiplexoare. GSE poate primi semnale de ceas dintr-un flux liniar sau component. Semnalele de sincronizare de 2048 kHz pot fi furnizate către GSE direct de la oscilatorul de referință primar (PEG), oscilatorul principal secundar (SMO) sau de la GSE-ul altui multiplexor.

Semnalele de sincronizare furnizate echipamentelor care necesită sincronizare sunt selectate în funcție de prioritate, iar în multiplexoarele SP SDH, de asemenea, pe baza calității semnalului de sincronizare transmis conținut în antetul semnalului STM-N.

În Republica Uzbekistan, rețeaua de sincronizare a ceasului a fost construită ținând cont de recomandările ITU-T G.803, G.811, G.812, G.813, G.822, G.823 pe principiul sincronizării forțate. În acest caz, se utilizează o ierarhie de oscilatoare master, pentru care fiecare nivel al oscilatorului master este sincronizat de la o sursă de un nivel superior sau de același nivel: primul nivel este PEG, al doilea este VZG (nodul de tranzit), al treilea este VZG al nodului local sau oscilatorul principal al stației de comutare, al patrulea este generatorul de element de rețea al oscilatorului principal (NEG).

Oscilatorul de referință primar este un oscilator principal de referință a cărui funcție este de a folosi standarde de frecvență de referință (hidrogen sau cesiu) pentru a genera semnale de ceas de ieșire.

Oscilatorul principal secundar este un oscilator care îndeplinește funcțiile logice de selectare a semnalului de ceas de intrare dintr-un număr de surse. În acest caz, se efectuează procesarea și filtrarea necesară a semnalului, precum și distribuția semnalului de ceas între alte elemente ale nodului. Dacă toate semnalele de referință de temporizare de intrare sunt deteriorate sau degradate, VZG va reține informațiile de frecvență pentru a intra în modul de memorie de frecvență în conformitate cu Rec. ITU-T G.812.

Generatorul de elemente de rețea este un oscilator principal încorporat în elementul de rețea (multiplexor) care primește semnale de sincronizare de intrare de la un număr de surse externe, selectează una dintre ele și efectuează filtrarea minimă. În cazul deteriorării tuturor semnalelor de sincronizare de referință de intrare în GSE, trebuie utilizat un oscilator master intern, care, în modul de memorie de frecvență, își va aminti aproximativ frecvența semnalului de ceas de intrare.

Fiabilitatea echipamentului PEG este asigurată de prezența în sistem a surselor de referință „în regim fierbinte” a mai multor standarde de frecvență (cesiu) și de receptoare GPS instalate suplimentar cu o sursă de frecvență controlată de rubidiu. Fiabilitatea și supraviețuirea sistemului TSS în ansamblu sunt garantate de omogenitatea rețelei de comunicații, de prezența căilor de sincronizare directă și de rezervă, a structurilor inelare (căi separate spațial) în linia de fibră optică, precum și a semnalelor suplimentare de la GPS. receptoare incluse în sistemul PEG.

Sistemul de sincronizare a ceasului de rețea este realizat folosind un sistem de surse de referință independente de semnale de sincronizare instalate în MCC Tashkent. Ca sursă de semnale de sincronizare, prima prioritate pe rețeaua TSS a republicii este PEG, care este un generator de frecvență de referință de cesiu de tip TimeCesium 4400 (Acterna, Germania). Aceasta este o sursă stabilă de frecvențe de referință cu control cu ​​microprocesor, precizia frecvenței la ieșirea generatorului este ± 1 × 10-12. Funcția acestui oscilator de referință este de a produce semnale de undă sinusoidală precise, stabile și pure din punct de vedere spectral. Receptor de semnale de sincronizare tip SYSTEM 2000 de la DATUM bazat pe sistemul GPS - Global Position System - Sistem global de navigatie bazat pe sistemul de sateliti de orbita joasa NAVSTAR. SYSTEM 2000 recepţionează semnale de satelit GPS cu o frecvenţă de 1575,42 MHz şi le reglează cu ajutorul unui oscilator master intern (pe bază de rubidiu). Această sursă de semnale de sincronizare este utilizată ca sursă de rezervă.

O sursă primară suplimentară de sincronizare folosind sistemul GPS a fost instalată în SMS-ul orașului Bukhara. Dacă toate sursele de referință instalate în MCC-ul Tașkent eșuează, această sursă preia sincronizarea rețelei digitale a republicii.

Această schemă, folosind surse de referință independente de semnale de ceas, asigură o fiabilitate ridicată și redundanță a circuitelor de sincronizare pe rețeaua digitală a republicii.

Rețeaua de sincronizare este reconstruită automat. Distribuția sincronizării ceasului în regiunile republicii se realizează astfel încât să excludă formarea buclelor de ceas închise.

La nodurile de rețea ale rețelei digitale principale și în centrele regionale, sincronizarea se realizează folosind oscilatoare principale secundare SSU (Synchronization Supply Unit - un generator special de sistem de sincronizare), care primește semnale de sincronizare de la PEG și apoi le distribuie între elementele de rețea ale secțiunea sau nodul de rețea.

Un sistem de sincronizare precum Sync Star NFR 2001 (Siemens) este utilizat ca VZG. Oscilatorul principal îndeplinește funcțiile de restabilire a calității semnalului de ceas transmis prin rețea (semnal de ceas de referință), distribuirea acestui semnal către numărul necesar de ieșiri și, atunci când semnalul de ceas de intrare dispare, stocarea caracteristicilor de timp ale acestuia pentru a obține un semnal de ceas de înaltă calitate la ieșirea VZG în modul de reținere a frecvenței în conformitate cu cerințele Recomandării ITU-T G.812. Semnalele de ceas obținute de la VZG pot fi utilizate atât în ​​rețelele de comunicații digitale plesiocrone, cât și sincrone.

Evaluarea calitatii muncii
sisteme de sincronizare a ceasului din rețea în timpul funcționării acesteia

Pentru a determina calitativ starea tehnică a sistemului TSS, este necesar să se controleze parametrii tuturor elementelor care asigură sincronizarea rețelei.

Monitorizarea stării rețelei de sincronizare se reduce la determinarea principalilor indicatori de calitate ai sistemului TSS:

Eroare interval de timp TIE (Time Interval Error) - eroarea intervalului de timp al semnalului măsurat în raport cu valoarea sa de referință
eroare maximă de interval de timp MTIE - valoarea maximă a erorii de interval de timp a semnalului măsurat pentru diferite intervale de timp pentru un anumit timp de observare
Jitter-ul într-un sistem de sincronizare reprezintă abateri pe termen scurt ale momentelor semnificative ale unui semnal digital în raport cu pozițiile lor ideale în timp, unde „pe termen scurt” înseamnă că aceste abateri apar la o frecvență mai mare de 10 Hz (în afara benzii de frecvență a filtru trece-jos PLL al dispozitivelor de sincronizare)
Rătăcirea într-un sistem de sincronizare reprezintă abateri pe termen lung ale momentelor semnificative ale unui semnal digital de la pozițiile lor ideale în timp (unde „pe termen lung” înseamnă că aceste abateri apar la o frecvență de cel mult 10 Hz în banda de frecvență a filtrul trece-jos PLL al dispozitivelor de sincronizare)
Abaterea intervalului de timp TDEV (Time Deviation) este valoarea modificării așteptate în durata unui anumit interval de timp al semnalului.

Monitorizarea parametrilor de calitate de mai sus ai sistemului TSS este una dintre sarcinile principale cu care se confruntă personalul tehnic atunci când asigură sincronizarea de înaltă calitate a rețelei de telecomunicații.

Sistem de control TCC

Un subsistem care face parte din rețelele moderne de telecomunicații este un subsistem de control, care include monitorizarea stării elementelor rețelei de sincronizare și gestionarea parametrilor acesteia în timp real. Aceste funcții au fost dezvoltate cel mai pe deplin odată cu introducerea tehnologiei SDH, deoarece SDH asigură transmiterea de semnale de serviciu speciale despre parametrii de sincronizare ai căii liniare.

Astfel, folosind sistemul de management al rețelei TSS, este posibilă transmiterea în timp real a caracteristicilor de sincronizare a semnalelor de la orice PEG sau VZG către centrele de control principale și regionale; evaluarea calității semnalelor de sincronizare; anticipează deteriorarea acestora; luați decizii operaționale privind planificarea și reconfigurarea sistemului TSS și asigurați-vă că modul de operare VZG nu este întreținut de personalul local.

Sistemul de management al rețelei de sincronizare asigură următoarele funcții în domeniul managementului și controlului atât la nivel de management al rețelei (nivel de rețea), cât și la nivelul elementelor de rețea ale rețelei de sincronizare:

1. Controlul calitatii generarii si transmiterii semnalelor de sincronizare.
2. Managementul gestionării defecțiunilor în rețeaua de sincronizare.
3. Sincronizare gestionarea configurației rețelei.
4. Sincronizarea managementului securității rețelei.
5. Contabilitate și managementul decontărilor.

Gestionarea calitatii generarii si transmiterii semnalelor de ceas presupune monitorizarea constanta a calitatii semnalelor de sincronizare a ceasului, intreprinderea de actiuni pentru asigurarea acestei calitati si obtinerea de rezultate de masurare a indicatorilor de calitate.

Managementul procesării defecțiunilor asigură colectarea și procesarea datelor de stare PEG/VZG, generarea de mesaje de alarmă și de evenimente. Toate informațiile detaliate sunt procesate printr-un sistem de priorități și filtre pentru a le furniza operatorului pentru luarea deciziilor.

Managementul configurației constă în gestionarea de la distanță și locală a parametrilor de configurare ai fiecărui PEG/VZG printr-o interfață grafică cu utilizatorul.

Managementul securității într-un sistem de gestionare a rețelei de sincronizare presupune protejarea împotriva accesului neautorizat cu ajutorul parolelor, precum și limitarea funcțiilor îndeplinite de un anumit operator în funcție de nivelul care i-a fost atribuit.

Strategia principală pentru funcționarea tehnică a sistemului TSS pe rețeaua republicană

1. Asigurarea în timpul exploatării soluțiilor de proiectare pentru TSS, a fiabilității acestuia și menținerea calității cerute în ceea ce privește principalii indicatori ai funcționării sistemului de sincronizare pe rețeaua digitală a republicii.
2. Dezvoltarea și îmbunătățirea continuă a metodelor de funcționare tehnică a sistemului TSS folosind instrumente moderne de monitorizare și management al rețelei.
3. Pregătirea avansată a personalului de service

În Odnoklassniki

2.6 Sincronizarea ceasului în rețea

Orice sistem digital necesită în mod fundamental un oscilator master de ceas, care trebuie să controleze toate operațiunile de prelucrare a datelor digitale interne și externe. Cele mai mari dificultăți în sistemele digitale apar atunci când este necesară stabilirea unei interacțiuni între sisteme digitale fundamental diferite, de exemplu. sisteme cu diferite generatoare de ceas și implementări funcționale (sisteme de transmisie și comutare). Chiar și în cadrul aceluiași sistem, de exemplu, un sistem de transmisie, este necesar să se sincronizeze receptorul de semnal cu transmițătorul (sincronism ceas, sincronism cadru, sincronism cu mai multe cadre). Utilizarea diferiților generatori de ceas poate duce la defecțiuni ale transmisiei dacă generatorul receptorului nu este forțat să se sincronizeze cu generatorul emițătorului. În acest caz, stabilitatea frecvențelor generatoarelor la ambele capete ale liniei de transmisie digitală va fi influențată de diverși factori fizici care provoacă jitter în faza impulsurilor de ceas.

Acești factori sunt:

Zgomot și interferență care afectează circuitul de sincronizare din receptor;
- modificarea lungimii traseului de transmisie a semnalului din cauza schimbărilor de temperatură, refracției în atmosferă etc.;
- modificarea vitezei de propagare a semnalului în mediul fizic (în linii cu fir și fără fir);
- încălcarea regularității primirii informațiilor de timp;
- Schimbări Doppler de la dispozitivele terminale în mișcare;
- comutare în linii (declanșare backup automat);
- jitterul de fază sistematic al semnalului digital care apare în regeneratoare (repetoare).

Pentru a rezolva problemele de acumulare a fluctuațiilor de fază de diferite origini, se utilizează o serie de măsuri speciale.

Utilizarea memoriei elastice pentru a compensa instabilitatea ceasului pe termen scurt. Un exemplu de utilizare a unei astfel de memorie este prezentat în Figura 2.47.

Aplicarea generatoarelor de ceas foarte stabile pentru rețelele de comunicații. De regulă, aceste generatoare sunt fabricate pe baza unui standard de frecvență atomică (cesiu, hidrogen, rubidiu) și asigură stabilitate pe termen lung a ceasului în limitele specificate, de exemplu

10 -12 .

Utilizarea unor astfel de generatoare face posibilă organizarea unui sistem de control ierarhic forțat pentru mai multe generatoare de ceas.

Termenii și definițiile TCC sunt date inițial în Recomandarea ITU-T G.810. O serie de termeni și definiții care sunt necesare pentru prezentarea ulterioară a materialului sunt date mai jos.

În sistemele digitale, conceptul de „sincronism” este strâns legat de conceptul de „alunecări”.
Alunecarea este excluderea sau repetarea unuia sau mai multor biți dintr-un semnal digital, care apare din cauza diferențelor de viteză de scriere și citire a datelor binare în dispozitivele tampon.

Alunecarea poate fi controlată sau necontrolată.

Alunecarea care nu duce la eșecul sincronizării cadrelor se numește controlată. În acest caz, semnalul cu pierderi restabilește sincronismul.

Cu alunecarea necontrolată, momentele de pierdere și repetare a pozițiilor în semnalul digital sunt de neînlocuit.

Jitter-ul de fază este o abatere pe termen scurt a momentelor semnificative ale unui semnal digital de la pozițiile lor ideale în timp. Dacă frecvența abaterilor depășește 10 Hz, atunci acestea se numesc jitter. Dacă frecvența abaterilor nu depășește 10 Hz, atunci acestea se numesc rătăcire sau rătăcire. Figura 2.48 prezintă caracteristicile unui semnal de impuls cu momente semnificative în schimbare.

În tehnologia modernă de monitorizare, practica măsurării amplitudinii jitterului semnalului digital în unități de timp a devenit larg răspândită: μs absolute (microsecunde) sau reduse - intervale unitare UI (Unit Interval). Un interval de unitate este timpul necesar pentru a transmite un bit de informație la o rată de transmisie dată.
Sursele semnalelor de ceas din sistemele și rețelele digitale sunt generatoarele de ceas, care sunt împărțite în referință primară (PEG), slave/master secundar (SMG) și oscilator element de rețea (NEG).

Figura 2.48 Diagrame de timp ale unui semnal digital trepidat și ale unei secvențe de ceas extrase dintr-un semnal digital ideal

Oscilator de referință primar (PEG)- un generator foarte stabil, a cărui abatere de frecvență relativă pe termen lung de la valoarea nominală este menținută care nu depășește 1x10 -11 atunci când este controlată de UTC.

Oscilator principal slave (MSG)- un generator a cărui fază este reglată în funcție de semnalul de intrare primit de la un generator de calitate superioară sau de aceeași calitate. VZG asigură, de regulă, o stabilitate relativă înaltă a frecvenței pe termen scurt (aproximativ 10 -9 - 10 -11) și o stabilitate relativă pe termen lung semnificativ mai scăzută în comparație cu PEG.

Generatorul de elemente de rețea (NGE) este un generator (cuarț obișnuit) sincronizat printr-un semnal de ceas extern, plasat în multiplexoare PDI, SDH, ATM, comutatoare încrucișate etc. Ceasurile GSE sunt, de asemenea, ajustate la ceasurile externe, ca în VZG, dar stabilitatea lor relativă pe termen lung nu depășește 10 -6.

Aceste generatoare au următoarele poziții ierarhice în ceea ce privește importanța în rețeaua de sincronizare a ceasului (TSN).

Primul sau cel mai înalt nivel al ierarhiei TSS este PEG (uneori numit zero).

Nivelul 1 al ierarhiei TSS-PEI (sursa de referință primară), care nu este parte integrantă a TSS, de exemplu, satelitul internațional de navigație GPS sau GLONASS-ul rusesc sau PEG al unei alte rețele.

Nivelul 2 al ierarhiei TSS este VZG, care este reprezentat ca tranzit sau terminal și combinat cu noduri de comutare automată (ASK) și centrale telefonice la distanță lungă (ATS) sau PBX-uri digitale.

Al treilea nivel al ierarhiei TSS este GSE, care include multiplexere SDH, comutatoare încrucișate SDH, terminale PBX digitale.

Sursele de ceas pot fi incluse în anumite configurații de rețea și pot forma diferite rețele TSS.

Rețea centralizată pentru distribuția semnalelor de ceas de la un singur PEG. Aceasta este o rețea sincronă. în care momentele semnificative ale semnalelor sunt reglate astfel încât să se stabilească sincronismul în care momentele semnificative se repetă cu o oarecare precizie medie. Aceasta este o rețea sincronizată forțat.

Un set de subrețele centralizate, fiecare dintre ele conține un PEG. În absența interconexiunii între PEG-uri, o astfel de rețea de sincronizare oferă un mod de operare pseudo-sincron pentru subrețelele digitale corespunzătoare.

Modul plesiocron al rețelei TSS poate apărea într-o rețea digitală atunci când generatorul unui nod slave (VZG sau GSE) își pierde complet capacitatea de sincronizare externă forțată din cauza încălcării atât a căilor de sincronizare principale, cât și a tuturor căilor de rezervă. În acest caz, generatorul intră în modul holdover (în literatura engleză - holdover), în care se reține frecvența rețelei de sincronizare forțată. Pe măsură ce frecvența generatorului se îndepărtează în timp din cauza derivei de la valoarea înregistrată la momentul inițial în memorie, aceasta trece în așa-numitul mod de rulare liberă (în literatura engleză - modul de rulare liberă). Acest mod de sincronizare este deja numit asincron și se caracterizează printr-o discrepanță mare în frecvențele generatoarelor, în care, însă, procesul de transmitere a încărcăturii de informații în rețeaua de comunicații nu este încă perturbat.

Rețeaua de sincronizare TSS este formată dintr-un set de generatoare (PEG, VZG, GSE), un sistem de distribuție a semnalelor de ceas în nodurile de comunicație SASE (Stand Alone Synchronization Equipment - echipamente separate de sincronizare) sau unități de sincronizare a rețelei (NSB) și între acestea și semnalele ceasului în sine, care sunt difuzate într-o anumită ordine.

Următoarele semnale pot fi utilizate ca semnale de sincronizare în rețeaua TCC:

a) semnal digital 2048 kbit/s codificat în cod ternar HDB3;
b) semnal armonic de o singură frecvență cu o frecvență de 2048 kHz;
c) semnal armonic cu o singură frecvență cu o frecvență de 10 MHz sau 5 MHz și altele (8 kHz, 64 kHz).

Unitățile de sincronizare a rețelei (NSU) sau SASE-urile sunt implementate în conformitate cu conceptul de construire a rețelelor de sincronizare integrate, de exemplu, în America de Nord BITS (Building Integrated Timing Supply). Integrarea la construirea unui TSS implică combinarea rețelelor de transport, a rețelelor de acces și a rețelelor secundare pentru a sprijini sincronizarea. În acest caz, rețeaua de sincronizare trebuie să fie proiectată și creată ca o rețea de suprapunere.

Normalizarea ratei de alunecare a fost introdusă cu recomandarea ITU-T G.822 pentru o conexiune de referință condițională digitală standard cu o lungime de 27500 km a canalului digital principal de 64 kbit/s între capete de abonat. Această conexiune este o conexiune a două rețele naționale prin mai multe tranzite internaționale și are în total până la 13 noduri și stații (dintre care cinci centre de comutație internaționale și pe fiecare rețea națională un centru de comutație terțiar, secundar și primar).

Într-o astfel de legătură pot apărea următoarele:

a) nu mai mult de cinci alunecări în 24 de ore pe parcursul a 98,9% din timpul de funcționare;
b) mai mult de cinci alunecări în 24 de ore, dar mai puțin de 30 într-o oră pe parcursul a 1% din timpul de funcționare;
c) mai mult de 30 de alunecări într-o oră pe parcursul a 0,1% din timpul de funcționare.

Timp de lucru - cel puțin un an.

Calitatea indicată de a) corespunde modului de rețea pseudo-sincronă.
Calitatea indicată la b) se apreciază ca o calitate redusă, la care se păstrează traficul.
Calitatea indicată la c) este considerată nesatisfăcătoare și corespunde unei defecțiuni a conexiunii.

Derapajele afectează în mod clar calitatea serviciilor de telecomunicații: