《光传输网络技术——SDH与DWDM 教学课件 ppt作者 何一心 第5章SDH网同步》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光传输网络技术——SDH与DWDM 教学课件 ppt作者 何一心 第5章SDH网同步（143页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 SDH网同步,【本章内容简介】 数字时钟同步网是电信网络的重要支撑网。 本章系统介绍网同步的基本概念、数字同步网的同步方式与结构、SDH设备定时工作方式，讨论了SDH网传送定时的方法，分析了SDH定时传送网的可靠性，最后对时间同步网建立的必要性与实现技术进行了简要阐述。,【本章重点难点】 数字同步网的同步方式，从时钟电路工作模式，同步网的时钟等级，定时基准的分配，SDH定时路径传递模型，SSM在定时路径上的传递，网元定时的保护倒换原理等。,5.1 网同步概述,5.1.1 网同步的基本概念 随着现代通信网在我国的迅速发展和新技术、新业务的大量采用，通信网中SDH传输设备、数字交换设备（T
2、S、LS）、七号信令系统（SS7）、数字交叉连接（DXC）、综合业务数字网（ISDN）、会议电视系统（MCU）等通信设备都在时钟同步方面提出了要求。,设备是否能被同步及同步信号的质量如何，将直接影响通信业务的质量。 同步是指通信网中运行的所有数字设备的时钟在频率或相位上保持某种严格的特定关系。 就是它们相对应的有效瞬间以同一平均速率出现，但允许有一定的预先确定的容差范围。,模拟通信网的同步是传输系统中两端载波机间的载波频率的同步，其目的是保证在音频通路中端到端的频差不超过2 Hz，从而满足模拟网中传输各类业务的要求。,数字通信网中传递的是对信息进行编码后得到的PCM离散脉冲，若两个数字交换设备
3、之间的时钟频率不一致，或者由于数字比特流在传输中经受损伤，叠加了相位漂移和抖动，就会在数字交换系统的缓冲存储器中产生码元的丢失或重复，导致在传输的比特流中出现滑动损伤。,滑动的产生是由于设备输入信号的速率由对端决定，在其进入数字交换网络之前需转换为本地交换设备的时钟速率，称为“再定时”，这是通过缓冲存储器来实现的。,从输入信号中提取时钟作为缓冲存储器的写时钟，以此时钟速率将数字信号写入缓冲存储器中，然后用接收设备的时钟（本地时钟）作为读时钟从缓冲器中将数据读出，这样就将输入信号的速率转换为本地时钟的速率。,当写时钟和读时钟的频率不一致时，会导致缓冲存储器的上溢或下溢，造成重读或漏读一组比特，这
4、种现象称为“滑动”。,为了降低滑码率，减少滑动损伤对各种业务的影响，使到达网内各交换节点的数字码流都能实现有效的交换和传输，就要有效地控制滑动，使网内各数字设备使用某个共同的基准时钟频率，即实现时钟间的同步。 因此，数字通信网的同步是网内各数字设备内时钟间的同步。,同步不良在PDH网中会造成滑动，在SDH网中，同步不良并不会导致滑动，因为在SDH网中，净荷是异步传输的，发端与收端的速率不同会造成指针调整。,但是，指针调整会使输出信号产生抖动和漂移，过大的抖动会造成失帧（丢失帧同步），过大的漂移会造成终端设备数字码的滑动。 在SDH网中，同步的目的是限制和减少网元指针调整的次数。,5.1.2 数
5、字时钟同步网的同步方式 数字通信的网同步是由时钟同步网络来实现的，数字时钟同步网是电信网络的一个支撑网，它支撑各种业务网（包括公用电话交换网、数据交换网等）的同步，同样也支撑SDH传输网的同步。,时钟同步网络是指能够提供参考定时信号的网络。 一个同步网络的结构包括了由同步链路所连接的同步网络节点，而同步网络节点是指在某个直接被节点时钟定时的单一物理位置中的一组设备。,1准同步方式 2主从同步方式 3互同步方式 4混合同步方式,图5-1 等级主从同步方式,图5-2 互同步方式,5.1.3 从时钟电路的工作模式 在主从方式的同步网中，从时钟的主要功能就是将本地时钟的相位与基准时钟锁定，以保证系统的
6、同步。 在实际运行过程中，根据从时钟电路所处的工作状态不同，可将其分为正常、保持和自由运行3种工作模式。,1正常工作模式 2保持工作模式 3自由运行模式,5.1.4 同步网中的节点时钟类型 目前同步网络中普遍使用的时钟类型主要有3种：铯原子钟、石英晶体振荡器、铷原子钟。 1铯原子钟 2铷原子钟 3石英晶体振荡器,5.2 同步网结构,5.2.1 同步网的构成 为了满足各种通信设备对时钟同步的要求，从1993年起，我国开始了数字时钟同步网的建设，到目前已基本建成了全国数字同步骨干网和各省的省内数字同步网。,数字同步网既依附数字业务网（主要是数字传输网），又与通信业务网相对独立，它是用来为通信设备提
7、供定时信号的专门系统。 数字同步网由基准时钟、同步信号单元（SSU）、传输链路及网管监控系统4个基本部分组成。,数字同步网的基本功能是准确地将同步信息从基准时钟向同步网的各下级或同级节点传递，从而建立并保持全网同步。,原有同步网是建立在PDH环境下，在同步网的节点上采用大楼综合时钟供给设备（BITS）或同步供给单元（SSU），在节点间通过PDH传递定时，近年由于SDH网络的成熟和稳定，PDH已经退网，时钟信号已转为由SDH网络传递。,为保证传送时钟的稳定，不受指针调整影响，要求采用STM-N线路信号传递时钟。 我国数字同步网分为三级，采用等级主从同步方式。数字同步网的构成如图5-3所示。,图5
8、-3 数字同步网的构成示意图,同步供给单元（SSU）是数字同步网的节点从钟，具有频率基准选择、处理和定时分配的功能。 SSU跟踪上游时钟，滤除传输损伤，重新产生高质量的定时信号。,同步供给单元可以是独立型同步设备（SASE），如大楼综合定时系统（BITS），也可以是依附于其他相关设备的一种功能单元，这些相关设备包括数字程控交换设备和SDH交叉连接设备（DXC），或分插复用设备（ADM）等。,图5-4 实际同步网结构,5.2.2 同步网的时钟等级 数字同步网时钟可分为3级，各级节点的时钟等级和设置位置列于表5-1。,1一级节点的时钟 （1）全国基准时钟（PRC）。 （2）区域基准时钟（LPR）。
9、,2二级节点的时钟 3三级节点的时钟,5.2.3 SDH网同步方式 SDH网的同步方式和数字同步网的同步方式、运行状态以及工作环境有关，可以有4种同步方式，即同步方式、伪同步方式、准同步方式和异步方式。 SDH网的传输性能也因不同的同步方式而受到影响。,1同步方式 2伪同步方式 3准同步方式 4异步方式,5.2.4 定时基准的传递 1局内定时分配,图5-5 局内定时传递的网络结构,图5-6 局内定时分配的网络结构,2局间定时传递 （1）2 Mbit/s业务定时链路 （2）2 Mbit/s专线定时链路,图5-7 局间定时传递的网络结构,5.3 SDH设备定时工作方式,5.3.1 SDH设备时钟性
10、能要求 SDH网元既包含DXC和ADM这样复杂的设备，又包含光终端和再生器这样比较简单的设备。 这些网元在SDH网中的地位是不一样的，因而其对时钟的要求也是不同的。,1线路复用设备 2线路再生设备 3数字交叉连接设备,5.3.2 SDH设备时钟结构和功能 SDH设备时钟系统（SETS）结构如图5-8所示。,图5-8 SDH设备时钟结构,SETS包括3部分：定时信号输入、定时信号输出和内部定时信号发生器（SETG）。 SETS可以从3种信号提取定时： （1）T1，来自STM-N的定时信号，即从线路信号中提取定时；,（2）T2，来自PDH的2 Mbit/s业务信号，该2 Mbit/s信号应直接来自
11、交换机，即未经过SDH传输的PDH信号； （3）T3，来自外同步基准信号，即直接来自外部时钟源的信号，包括2 Mbit/s和2 MHz信号。,定时信号输出包括： （1）T4，外时钟输出口，为其他设备提供定时，包括2 Mbit/s（应具备SSM功能）和2 MHz信号。 （2）T0，为本设备各功能块提供定时，并可以将定时信息承载在STM-N信号上，传递给下游。,其中，外时钟输出口（T4）可以有3种工作方式： （1）直接从线路信号（STM-N）中提取定时，不经过内部时钟，从T1口直接提取定时信号，经选择开关A和C直接送至T4口；,（2）选择开关B从T1、T2、T3口提取定时，去锁定内部时钟源（SET
12、G），产生定时信号，再经选择开关C送至外时钟输出口T4； （3）当T1、T2、T3均丢失时，利用SETG自由振荡产生的时钟信号工作，一般在设备安装或调试时多用这种方式。,5.3.3 定时接口要求 在SDH网中传送定时要通过下列接口： （1）STM-N接口； （2）2 048 kbit/s接口； （3）2 048 kHz接口。,在SDH网元之间采用STM-N接口；在SSU和SDH网元之间采用2 Mbit/s或2 MHz接口，首选2 Mbit/s接口。,5.3.4 SDH设备时钟工作方式 在SDH网中，根据SDH设备在网中的不同应用配置，SETS可以有下述6种不同的定时工作方式。 这些工作方式根据
13、需要可以自动或人工地转换。,1直接锁定的外定时方式 如图5-9所示，SETS直接接受SSU提供的定时。,图5-9 外同步定时方式,2从STM-N导出的外定时方式 3线路定时,图5-10 从STM-N导出的外定时方式,图5-11 线路定时,4环路定时,图5-12 环路定时,5通过定时,图5-13 通过定时,6内部定时源,5.4 SDH网传送定时的方法,5.4.1 SDH定时路径模型 SDH定时路径由SDH设备时钟（SEC）和数字同步网节点时钟（SSU）组成。 由于SDH定时路径结构非常复杂，因此引入定时路径模型的概念，如图5-14所示。,图5-14 以SDH为基础的定时路径模型,定时路径模型可划
14、分为以下3层。 （1）一级基准层：由符合G.811的PRC和LPR组成同步路径层，是数字同步网的最高层。 （2）SSU层：由符合G.812的SSU组成的同步路径层。 （3）SDH时钟层：由符合G.813的SDH时钟组成的同步路径层。,5.4.2 定时路径结构和定时传递方法 根据定时所依赖的物理网，可将定时路径分为下列3种： （1）经过PDH网的定时路径； （2）经过SDH网的定时路径： （3）经过PDH和SDH的混合定时路径。,根据我国SDH网结构和同步网结构，主要规定经SDH线形网和SDH环状网提供的基本定时路径的定时传递方法，其他的网络结构所提供的定时路径，可以看成是基本定时路径的组合。
15、因此，典型的定时路径可分为经过线形网和经过环状网的情况。,1经过线形网的定时路径结构和定时传递方法,图5-15 线形网定时路径结构,图5-16 链状网定时链路结构,2经过环形网的定时路径结构和定时传递方法,图5-17 经环形网的定时链路结构,3经过线形网和环形网混合连接时的定时路径结构和定时传递方法,图5-18 线形网与环形网相连,定时经过环形网和线形网时分别按照各自网络方式传递。 在两种网的连接处，ADM和TM间定时传递可以采用下列两种方式： （1）通过ADM和TM间的业务线传递定时； （2）通过连接ADM和TM的外时钟输入/输出口传递定时。,在实际SDH网中常采用背靠背TM替代ADM功能，
16、如图5-19所示。 当定时路径经过上述结构的SDH网时，两个TM间的定时传递方式有两种： （1）通过TM和TM间的业务线传递定时； （2）通过连接TM和TM的外时钟输入/输出口传递定时。,图5-19 背靠背TM替代ADM时的定时,5.4.3 SSM在定时路径上的传递 同步状态信息（SSM）也称为同步质量信息，用于在同步定时传递链路中直接反映同步定时信号的等级。 若具有SSM功能，则在同步传递链路中的每一个节点时钟都能在接收到从上游节点来的同步定时信号的同时，接收到SSM信息。,根据这些信息可以判断所收到同步定时信号的质量等级，以控制本节点时钟的运行状态，如继续跟踪该信号，或倒换输入基准信号，或转入保持状态等。,如果在数字同步网中每个节点时钟都能收到上游节点送来的SSM，以控制本身时钟处于正确的工作状态，并能在向下游节点输出同步定时信号的同时也送出反映该同步定时信号质量等级的SSM，则整个数字同步网内各级节点时钟都处在一种同步定时信号质量预知的监控状态下，从而可以大大提高全网同步运行的质量。,SSM传递链路示意如图5-20
