Иерархическое построение сетей синхронизации. Оборудование синхронизации. Синхронизация в сетях SDH. Сети тсс в рф.

Система распределения сигнала синхронизации строится по трем альтернативным схемам:

О – синхронизируемые узлы

Одноуровневая звезда – все узлы сети питаются от одного первичного эталонного генератора тактовых импульсов (ПЭГ), расположенного в центре звезды (хабе).

БС – блок синхронизации.

Распределенная одноуровневая схема – каждый (или каждый второй) узел сети снабжается ПЭГ или его эквивалентом – приемником сигналов единого первичного эталонного генератора. Иерархическая многоуровневая схема:

 

Ее суть в том, что сигналы ПЭГ (первый уровень иерархии) распределяются по синхронизируемым элементам (СЭ) дерева сети синхронизации до второго уровня иерархии, где они управляют вторичными источниками – вторичными задающими генераторами (ВЗГ), которые через цепочки СЭ управляют локальными источниками синхронизации третьего уровня иерархии. В документах о ВСС РФ принята именно эта схема управления синхронизацией. ПЭГ строится на основе хронирующих атомных источников тактовых импульсов (водородный или цезиевый эталон) c точностью поддержания частоты не хуже 10^-13–10^-12. Стандарты предусматривают четыре режима работы хронирующих источников: 1.режим ПЭГ (мастер-узел); 2.режим принудительной синхронизации (ведомый ВЗГ, транзитный и/или местный узлы); 3.режим удержания (holdover) с точностью удержания 5·10^-10 для транзитного узла и 10^-8 для местного узла и с суточным дрейфом 10^-9 и 2·10^-8, соответственно; 4.свободный режим (free-run) для транзитного и местного узлов с точностью удержания 10^-8 и 10^-6, соответственно.Оборудование для синхронизации сетей можно условно разделить на две большие категории: 1.автономные хронирующие источники и 2.датчики точного времени.Автономные хронирующие источники основаны на прецизионных атомных эталонах времени. Достаточно дорогие и редкие до недавнего времени, они производятся серийно и вполне доступны для установки в сетях. Более широко распространены генераторы с кварцевым первичным источником, но они не используются в ПЭГ. Однако сегодня наиболее простое решение – датчики точного времени, работающие с системами точного времени. Они обладают точностью синхронизации 10^-11 и точностью удержания частоты 10^-10. Наиболее доступна (из универсальных и точных) система мирового скоординированного времени UTC. Для его трансляции используются несколько радионавигационных систем. Наиболее известные из них – международная радионавигационная система LORAN-C, отечественная система позиционирования ГЛОНАСС и глобальная система позиционирования GPS (США). Иерархическое построение сети по древовидной схеме:Внутри каждого региона сеть принудительной синхронизации должна строиться по иерархическому принципу по древовидной 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 первичный эталонный генератор, стабильность которого выбирается максимально возможной и составляет порядка десяти в минус двенадцатой - тринадцатой степени. От первичного эталонного генератора синхросигналы распределяются по каналам передачи ко всем генераторам сети. С точки зрения сети все остальные генераторы будут вторичными задающими генераторами. Все они работают в режиме принудительной синхронизации и образуют многоуровневую иерархию источников синхронизации. Источники более низкого уровня иерархии берут синхросигнал от источников более высокого уровня, хотя допускаются связи между источниками внутри одного уровня. В результате каждый источник синхронизации в системе связи синхронизирован по цепи от первичного эталонного генератора. По мере распределения синхросигнала по сети его параметры ухудшаются, так что до самых низких уровней он доходит с параметрами стабильности на 4 – 5, а то иногда и больше порядков хуже, чем синхросигнал, генерируемый эталонным задающим генератором. Чем длиннее цепочка, тем больше ухудшение параметров синхросигнала. Поэтому при построении сети синхронизации и ее модернизации одним из основных законов является: проектировать сеть синхронизации таким образом, чтобы количество переприемов синхросигнала было минимальным для каждого направления. Чтобы добиться этого, иногда требуется разделить систему связи на несколько регионов и разместить в каждом регионе первичный эталонный генератор. В этом случае для каждого региона строится своя иерархия под управлением первичного эталонного генератора, а регионы взаимодействуют друг с другом по схеме независимой синхронизации. Для повышения надежности сети связи внутри каждого региона обеспечивается резервирование сети синхронизации, часто регионы взаимно резервируют друг друга на различных уровнях. Синхронизация сетей SDH:Целостность синхронизации сети PDH основана на схеме иерархической принудительной синхронизации (ведущий-ведомый). Прохождение сигналов таймеров через узлы сети PDH прозрачно, так как фазы используемых для синхронизации сигналов в потоках E1 жестко привязаны к фрейму PDH. В сети SDH, восстанавливающей в каждом узле сигнал таймера из линейного сигнала STM-N, такая прозрачность теряется, и сигнал потока E1, демультиплексированный из потока STM, нельзя использовать для синхронизации без специальной процедуры ретайминга. Последнюю реализуют преобразователи сигналов синхронизации (ПСС, retimer), восстанавливающие исходную точность синхронизации плезиохронному потоковому сигналу 2048 Кбит/с, нарушенную действием механизма указателей полезной нагрузки при прохождении через SDH-сети. Кроме того, сети SDH наряду с привычной топологией точка-точка используют кольцевую и ячеистую топологии, для которых маршруты сигналов могут меняться в процессе функционирования сетей – а это дополнительные проблемы синхронизации.Сети SDH имеют несколько дублирующих источников синхронизации, подразделяемых на:внешние и внутренние. Внешняя синхронизация- это сигнал с частотой 2048 кГц (ITU-T G.703, п.13): от внешнего сетевого таймера типа ПЭГ; с интерфейса канала доступа (аналог таймера транзитного узла), выделяемый из первичного потока 2048 Кбит/с; выделяемый из линейного сигнала 155,520 Мбит/с или 4n·155,520 Мбит/с (линейный таймер). Внутренняя синхронизация- это сигнал 2048 кГц внутреннего таймера (аналог таймера ведомого локального узла). Точность внутреннего таймера мала, ошибка накапливается при так называемом “каскадировании сигналов таймеров”, когда узел сети восстанавливает сигнал таймера по принятому сигналу и передает его следующему узлу. Поэтому использовать внутренний таймер можно только локально. В этом смысле наиболее надежны сигналы внешнего сетевого таймера и линейный сигнал STM-N. Вообще же, целостность синхронизации сети SDH лучше поддерживается при распределенных первичных эталонных источниках – меньше влияет топология сети, нет эффектов “каскадирования сигналов таймеров”. Однако данный метод не используется на ЕСЭсв РФ. Синхронизация в РФ:Основные административно-технические меры предполагали построение сети с иерархической принудительной синхронизацией с узлами типа ведущий-ведомый. Сеть ТСС должна формироваться по региональному принципу, с качеством синхронизации на уровне псевдосинхронного режима. Базовая цифровая сеть России разбивается на регионы синхронизации. В настоящее время имеются следующие регионы:Центральный (Москва);Северо-западный (С. – Петербург);Сибирский (Новосибирск);Дальневосточный (Хабаровск);Южный (Ростов – на - Дону). В каждом из регионов синхронизации устанавливается по одному ПЭГ, кроме Центрального, в котором установлено два ПЭГ – один в Москве, второй – в загородном узле. ПЭГ обеспечивает подачу синхросигналов на все магистральные линии передачи и коммутационные станции, входящие в регион синхронизации.Для обеспечения живучести сети синхронизации предусматриваются резервные пути передачи сигналов синхронизации, в том числе и от ПЭГ соседних регионов.Основу базовой цифровой сети данных регионов составляют системы передачи SDH, так что основными переносчиками синхросигналов являются сигналы STM-N, из которых выделяются сигналы 2048 кГц для синхронизации цифровых АМТС.Региональные сети – типа “звезда” с ПЭГ и ВЗГ (стабильность не хуже 10^-11 и 10^-9, соответственно). ВЗГ в сети могут иметь резервные взаимные связи. На каждый ВЗГ сигнал синхронизации должен поступать по двум (основному и резервному) независимым разнесенным направлениям, причем переключение на резервное направление не должно создавать в топологии замкнутых петель для циркуляции сигнала синхронизации. Таймеры в узлах синхронизации поддерживают все четыре режима работы хронирующих источников. Сети PDH предполагается синхронизировать сигналом 2048 кГц, полученным из входного сигнала каналов Е1 2048 Кбит/с, или тактовым сигналом, переданным через интерфейс G.703 п.13; сети SDH или смешанные сети (PDH-SDH) – сигналом 2048 кГц, полученным из линейного сигнала STM-1 (155,520 Мбит/с). Во время разработки руководящих документов еще не было информации о других путях синхронизации сетей SDH, в частности – посредством устройств ПСС или мультиплексоров SDH с функцией ретайминга.Все оборудование узла или станции должно синхронизироваться от одного источника, посредством сети с топологией “звезда”. Предполагается, что режим работы ЕСЭСв РФ в целом будет не хуже плезиохронного. Однако, несмотря на определенные сдвиги в этой области, ни сеть ТСС, ни сеть ВСС так и не созданы.