數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步

摘 要：本文中主要介紹的內(nèi)容有數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)同步的幾種方法和優(yōu)缺點(diǎn)，以及通信網(wǎng)絡(luò)滑動(dòng)的概念，數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步等。最后，介紹了數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：時(shí)鐘同步 滑動(dòng) 數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X(2011)10(b)-0000-00

模擬通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)漸漸的被淘汰，伴隨著數(shù)字通信技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN) 、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)等數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。隨著數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)不斷地向更高的傳輸速率發(fā)展，數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃已經(jīng)把數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的同步技術(shù)看成是非常重要的一個(gè)問(wèn)題來(lái)考慮。

所謂的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)同步就是為了使各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率和相位保持一致而對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各個(gè)節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)接點(diǎn)的時(shí)鐘頻率進(jìn)行調(diào)度。本文主要介紹的就是時(shí)鐘同步、通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步是數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)工作的基本條件。主要包括幀同步和時(shí)鐘同步兩方面內(nèi)容。

數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的同步方式

數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的五種同步方式主要有主從同步方式、準(zhǔn)同步方式、脈沖塞入同步方式、互同步方式和主時(shí)鐘同步方式。由它們組成的混合同步方式也可以作為同步方式。以下將分別介紹這五種同步方式。

1.1 脈沖塞入同步方式

在PCM系統(tǒng)的高次群數(shù)字復(fù)接方式中采用的同步方法就是脈沖塞入同步方式，這種同步方式中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率不一定相等。但是，通過(guò)控制插入脈沖的多少可以來(lái)使被同步的瞬時(shí)碼速率保持一致，要求傳輸?shù)男畔⒋a速率低于時(shí)鐘頻率，在傳輸?shù)倪^(guò)程中人為的在各個(gè)被同步的信號(hào)中插入一些脈沖。因?yàn)檫@種同步方式在每個(gè)轉(zhuǎn)接口需要單獨(dú)地對(duì)每一路輸入信號(hào)采用塞入脈沖方法，所以用這種形式來(lái)解決全網(wǎng)的同步問(wèn)題是不完美的，因此在實(shí)際應(yīng)用采用這種同步方式是少見(jiàn)的。

1.2 準(zhǔn)同步方式

準(zhǔn)同步方式要求在所有交換節(jié)點(diǎn)處使用高精度的時(shí)鐘，所以又叫做獨(dú)立時(shí)鐘方式。它不要求全網(wǎng)處于同步狀態(tài)，這就使得兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的滑碼率降低到可接受的程度。因?yàn)樗菀讓?shí)現(xiàn)，大型的通信網(wǎng)絡(luò)通常采用這種方式。如國(guó)際數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的連接就采用準(zhǔn)同步方式。在設(shè)計(jì)中已經(jīng)規(guī)定所有國(guó)家的出口數(shù)字交換局的時(shí)鐘穩(wěn)定度為10-11量級(jí)，缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中較小的交換節(jié)點(diǎn)也要求安裝高精度的時(shí)鐘源，費(fèi)用不經(jīng)濟(jì)。

1.3 主從同步方式

采用信息鏈路本身來(lái)傳送主時(shí)鐘是主從同步方式為了解決主時(shí)鐘同步方式缺點(diǎn)的一種方案。

主從同步方式的方法是在整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中只設(shè)立一個(gè)高精度的時(shí)鐘源，主節(jié)點(diǎn)在消除時(shí)鐘中的鏈路抖動(dòng)后，網(wǎng)絡(luò)的主時(shí)鐘只傳送到少數(shù)幾個(gè)級(jí)別較高的交換節(jié)點(diǎn)，就能夠通過(guò)現(xiàn)有的數(shù)字鏈路把基準(zhǔn)時(shí)鐘繼續(xù)傳送到級(jí)別較低的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘通過(guò)鎖相環(huán)與主基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。這種逐步向下傳送基準(zhǔn)時(shí)鐘的同步方式叫做“主從同步方式”，這種同步方式因?yàn)榫W(wǎng)中所有的節(jié)點(diǎn)都直接或者間接地與同一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘同步，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都以同樣的時(shí)鐘頻率運(yùn)行，所以不會(huì)出現(xiàn)滑碼。

1.4 主時(shí)鐘同步方式

網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)都直接與主時(shí)鐘相連接，主時(shí)鐘同步方式是將一個(gè)主基準(zhǔn)時(shí)鐘獨(dú)立的傳送到所有的交換節(jié)點(diǎn)去，這就意味著需要一個(gè)單獨(dú)的傳送基準(zhǔn)時(shí)鐘的網(wǎng)絡(luò)，使得這些交換節(jié)點(diǎn)都鎖定在一個(gè)共同的頻率上。但是一般不采用直接向節(jié)點(diǎn)傳送時(shí)鐘的方式，因?yàn)檫@種傳遞方式費(fèi)用比較高，但是為了提高時(shí)鐘傳送的可靠性，還是應(yīng)該為節(jié)點(diǎn)提供迂回路由。.

1.5 互同步方式

在連接局域網(wǎng)時(shí)，人們提出了這種同步方式是為了克服主從同步方式過(guò)于依賴(lài)主時(shí)鐘的缺點(diǎn)，它們相互控制和相互影響，最后使得全網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘頻率都被調(diào)整到統(tǒng)一的頻率上。這個(gè)統(tǒng)一的頻率的變化是可以相互抵消的，與全網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘都存在關(guān)系，由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有多個(gè)時(shí)鐘，所以穩(wěn)定性非常高，互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)也會(huì)越來(lái)越多。網(wǎng)絡(luò)頻率的穩(wěn)定性比網(wǎng)內(nèi)各個(gè)時(shí)鐘源的頻率穩(wěn)定性高。隨著網(wǎng)絡(luò)頻率的不斷變化，在穩(wěn)定后，某個(gè)節(jié)點(diǎn)的頻率或者相位也會(huì)變化的，網(wǎng)絡(luò)頻率從起始到最后穩(wěn)定都需要一段時(shí)間。要求網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)頻率變化小，互同步方式是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)局都需要有自己的時(shí)鐘，最后又會(huì)穩(wěn)定在某一值上，而這之間的暫態(tài)現(xiàn)象會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生一定的誤碼，優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)內(nèi)任意的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障后只會(huì)影響本節(jié)點(diǎn)，缺點(diǎn)是控制線(xiàn)過(guò)多，節(jié)點(diǎn)設(shè)備比較復(fù)雜。

綜合主從同步方式以及相互同步方式，混合同步方式把這兩種同步方式的優(yōu)點(diǎn)集中在一起，統(tǒng)稱(chēng)為全網(wǎng)同步方式，混合同步方式綜合了這兩種同步方式的優(yōu)點(diǎn)，將兩者稱(chēng)為全網(wǎng)同步方式，通過(guò)對(duì)頻率的穩(wěn)定度分等級(jí)而進(jìn)行相互同步，若高一級(jí)的時(shí)鐘出現(xiàn)問(wèn)題，可以使用低一級(jí)的時(shí)鐘工作。

數(shù)字通信網(wǎng)的滑動(dòng)

數(shù)字通信網(wǎng)的滑動(dòng)現(xiàn)象是：在數(shù)字信號(hào)傳輸過(guò)程中或者數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，若數(shù)字交換設(shè)備之間的時(shí)鐘頻率不一致，或者受到相位漂移和抖動(dòng)的影響，數(shù)字交換系統(tǒng)的緩沖器將會(huì)產(chǎn)生溢出。

時(shí)鐘頻率的不一致所引起的滑動(dòng)和傳輸鏈路受工作環(huán)境的影響，由于傳輸設(shè)備環(huán)境溫度的變化引起的滑動(dòng)是在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生滑動(dòng)的兩方面主要原因。

在規(guī)劃數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)時(shí)要考慮以下問(wèn)題：

1.滑動(dòng)指標(biāo)：服從滑動(dòng)指標(biāo)的分配，服從對(duì)從鐘及基準(zhǔn)時(shí)鐘的基本進(jìn)網(wǎng)要求。

2.漂移指標(biāo)：數(shù)字網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何節(jié)點(diǎn)之間信息傳輸系統(tǒng)的漂移小于6us，基準(zhǔn)時(shí)鐘漂移小于3us。

3.同步網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)性：數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有統(tǒng)一、可靠的監(jiān)測(cè)及告警控制功能，這些是為了確保數(shù)字同步我拿過(guò)來(lái)在滿(mǎn)足滑動(dòng)指標(biāo)的條件下的正常運(yùn)行。

4.從鐘：對(duì)從鐘以及進(jìn)網(wǎng)不可缺少的監(jiān)測(cè)及告警控制功能做出相應(yīng)的規(guī)定。

結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了數(shù)字通信網(wǎng)的五種同步方式，它們分別是主時(shí)鐘同步方式、互同步方式、主從同步方式、脈沖塞入同步方式和準(zhǔn)同步方式以及由五種同步方式混合而成的同步方式。淺析了數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的滑動(dòng)現(xiàn)象的基本概念及其原因，主要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步概念進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。

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