Синхронизация в системах передачи синхронной цифровой иерархии

Варианты получения и выдачи синхросигналов в мультиплексорах. Система синхронизации сети для уменьшения проскальзываний по возможности должна использовать общий источник синхросигналов. При этом необходимо исключить зацикливание синхросигналов. Рассмотрим типовую схему синхронизации участка транспортной сети при дуплексной передаче данных (рис. 6. 4- а).

В этой схеме начальный и конечный узлы участка транспортной сети синхронизируются от генераторов Г наивысшего уровня точности и стабильности (слева – ПЭГ, справа – ВЗГ).

ПЭГ – первичный эталонный генератор;

ВЗГ – вторичный задающий генератор;

 

Рис. 6.3. Пример изменения направления синхронизации в СЦИ

 

    Данные, смешанные с синхросигналами, передаются между мультиплексорами (М) одновременно в обе стороны, т.е. в дуплексном режиме. Каждый мультиплексор (рис. 6.4-б) принимает линейные сигналы с обоих направлений, выделяет из них данные и синхроимпульсы. Для восстановления правильной синхронизации используются блоки буферной памяти. Штриховые линии отражают возможные пути передачи синхросигналов.

Каждый мультиплексор содержит генератор сетевого элемента (ГСЭ), который используется кратковременно и только в критических ситуациях, в процессе оперативной автоматической замены источника синхронизации.

При нормальной работе этот генератор выключен. Для синхронизации выходных сигналов применяется синхросигнал, выделенный из входного, поступающего справа или слева, в соответствии с присвоенными им приоритетами. В примере (рис. 6.4-б) высокий приоритет ВП присвоен левому, а низкий НП – правому входам мультиплексора.

Промежуточный мультиплексор можно настроить на работу в одном из трёх режимов (рис. 6.4- в, г, д). В первом режиме (рис. 6.4- в) для общей синхронизации используется сигнал с высокоприоритетного входа ВП.

Синхроимпульсы, выделенные из сигнала с низкоприоритетного входа НП, заносятся в буферную память и далее не распространяются, что условно отражено на рисунке «крестиком». Сплошными линиями показана трасса распространения основного синхросигнала.

 

      ПЭГ                                                      ВЗГ

 

 

            а)   ...               

                                                                                              

 

 

                                  ВП                                                                         

                    б)

                                                                НП

ВП                                          ВП             

в)                                                        г)                                                              

                                  НП                                                   НП

 

                                  ВП

                       

                         д)

                                                                       НП

Рис. 6. 4. Схема синхронизации участка транспортной сети

а) – последовательно включённые мультиплексоры (М); б) – структура М;

в), г), д) – варианты настройки М;  – обозначение МЗГ; ВП –высокий приоритет; НП – низкий приоритет.

 

Во втором и третьем режимах (рис. 6.4- г и д) для общей синхронизации используются соответственно сигналы от генератора ГСЭ и с низкоприоритетного входа НП.

Зацикливание синхросигналов. Появление циклов поясняется на рис. 6.5. На рис. 6.5- а показано работоспособное состояние участка сети, состоящего из четырёх мультиплексоров М₁ – М₄. Мультиплексоры М₁ и М₄ синхронизируются непосредственно от генераторов ПЭГ₁ и ПЭГ₂.

 

 

   М₁   ВП         М₂ ВП       М₃  ВП          М₄

 

 

        НП                     НП                  НП

                                     

                                          а)

       Отказ                 Цикл

М ₁                                   М ₂                                    М ₃                     М ₄

                                                                                 

 

                                                  

                                                     б)

      Отказ

М ₁                       М ₂                   М ₃                     М ₄

           ВП                         ВП                    ВП

                                                                      

                                     НП                   НП

                                           в)

Рис. 6. 5. Схемы синхронизации при отказе канала связи

а) исходное (работоспособное) состояние цепи;

б) зацикливание синхросигналов после отказа канала;

в) конечное состояние после адаптации.

В мультиплексорах М₂ и М₃ (рис. 6.5- а) для синхронизации выходных сигналов используются импульсы, выделенные с высокоприоритетных входов ВП. Синхросигналы с низкоприоритетных входов НП используются только для ввода данных в буферную память и дальше не передаются.

Таким образом, все мультиплексоры, показанные на рис. 6.5- а, синхронизируются сигналами уровня ПЭГ: мультиплексоры М₁, М₂ и М₃ – от генератора Г₁, а М₄ – от генератора Г₂.

Предположим, что канал связи между М₁ и М₂ перестал работать. Если оператор примет самое простое, но не продуманное решение: в мультиплексоре М₂ в ответ на пропадание высокоприоритетного сигнала с входа ВП переключится на низкоприоритетный сигнал с входа НП. После такого переключения образуется цикл, не содержащий связи с опорными генераторами Г₁ и Г₂.

 Избежать зацикливания синхросигналов позволяет Система управления ТСС, состоящая из устройств контроля и управления. В рассматриваемом примере система автоматического управления ТСС примет решение, показанное на рис. 6.5- в.

Синхронизация кольцевых структур. На рис. 6.6 показана кольцевая структура СЦИ из 6 мультиплексоров: М₁ получает синхросигналы непосредственно от генератора Г (ПЭГ), а остальные мультиплексоры – косвенно, выделяя их из передаваемой по линии смеси данных и синхроимпульсов. Возникновение циклов предотвращается приданием cтатуса DUS (Do not Use for Sync – Не использовать для синхронизации) синхросигналам, возвращающимся в сторону генератора Г.

 

                                DUS                          DUS                    

                                                                                              СПУ

   DUS  СПУ     М ₂     СПУ          М₃

                                                                         DUS

        М₁                                                          М₄

       DUS    М₆   DUS             М₅  DUS

                                                                                             СПУ

СПУ                                              СПУ                                         СПУ

 

Рис. 6. 6. Схема распространения синхросигналов в кольцевой структуре

Обозначения:    DUS;              Г –генератор; СПУ – синхросигнал

первого уровня.

 

Рассмотрим поведение системы синхронизации в трёх нештатных ситуациях (А, В, С).

Ситуация А. Предположим, что в генераторе отказал приёмник сигналов от спутниковой глобальной системы позиционирования ГЛОНАСС/GPS. Генератор будет продолжать работать в автономном режиме. О возможном снижении качества синхросигналов будет сообщено всем мультиплексорам. Все мультиплексоры принимают эту информацию к сведению, но за неимением лучшего синхросигнала продолжают работать в тех же режимах, что и ранее. Кольцевая структура остаётся работоспособной.

Ситуация В. Предположим, что генератор отказал. В этом случае система управления ТСС в зависимости от качества линии может принять одно из следующих решений: 1) обеспечить передачу синхросигналов от ГСЭ мультиплексора М₁; 2) перевести в рабочее состояние ГСЭ во всех мультиплексорах. Кольцевая структура и в этой ситуации остаётся работоспособной.

Ситуация С. Предположим, что отказал мультиплексор М₁. В этом случае во всех остальных мультиплексорах включаются в работу ГСЭ и кольцевая структура остаётся работоспособной.

Здесь рассмотрены простейшие способы синхронизации в кольцевых структурах. Более сложные способы синхронизации рассмотрены в [3].