自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時鐘恢復(fù)

【摘要】 時鐘恢復(fù)是電路仿真業(yè)務(wù)中核心技術(shù)問題，自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)因其自身獨(dú)特的工作特點(diǎn)對其時鐘恢復(fù)帶來一定難度。本文在淺析網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，著重探討自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時鐘恢復(fù)算法原理和實現(xiàn)方式。以期為今后自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時鐘恢復(fù)研究提供基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò) 時鐘恢復(fù)

一、前言

時鐘恢復(fù)是TDM電路仿真業(yè)務(wù)中一個核心的技術(shù)問題。以SDH網(wǎng)絡(luò)和PSN網(wǎng)絡(luò)為例，SDH網(wǎng)絡(luò)憑借SDH時鐘全網(wǎng)這個天然同步完進(jìn)行傳遞可以實現(xiàn)在接收端恢復(fù)時鐘，而PSN網(wǎng)絡(luò)因為在不同的頻率上工作，TDM源端的時鐘需要依靠同步以太網(wǎng)進(jìn)行傳遞。在恢復(fù)E1/T1等PDH業(yè)務(wù)時，需要對時鐘恢復(fù)進(jìn)行特殊處理，以保證輸出業(yè)務(wù)能夠抖動漂移。

二、網(wǎng)絡(luò)模型

在不同場合下，一般采用三種網(wǎng)絡(luò)模型，包括同步網(wǎng)絡(luò)、差分網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)對時鐘恢復(fù)進(jìn)行處理：

2.1同步網(wǎng)絡(luò)

同步網(wǎng)絡(luò)分為完全同步網(wǎng)絡(luò)和完全異步網(wǎng)絡(luò)兩種情況。

完全同步網(wǎng)絡(luò)是指SDH網(wǎng)絡(luò)或PSN網(wǎng)絡(luò)組成的核心網(wǎng)絡(luò)處于完全同步狀態(tài)，并與主參考時鐘（PRC時鐘）同步，同時控制接入設(shè)備的時鐘，這種情況非常有利于時鐘恢復(fù)，可以通過接入設(shè)備提取與核心網(wǎng)絡(luò)對接的業(yè)務(wù)接口上的時鐘進(jìn)行，其工作原理主要是核心網(wǎng)絡(luò)的時鐘與PRC同步。

完全異步網(wǎng)絡(luò)是指SDH網(wǎng)絡(luò)或PSN網(wǎng)絡(luò)組成的核心網(wǎng)絡(luò)處于完全異步狀態(tài)，這種工作狀態(tài)可以通過接入設(shè)備保證GPS/BITS完全同步，這種情況下時鐘與GPS/BITS同步，這時需要靠接收端對一定數(shù)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，才能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)延時帶來的變化。

2.2差分網(wǎng)絡(luò)

差分網(wǎng)絡(luò)是指即使核心網(wǎng)絡(luò)完全同步，也需要接入設(shè)備擁有各自的時鐘，從而保證終端時鐘恢復(fù)的高質(zhì)量。以SDH網(wǎng)絡(luò)的PDH傳送業(yè)務(wù)為例，PDH業(yè)務(wù)獨(dú)特時鐘特性導(dǎo)致其進(jìn)入SDH網(wǎng)絡(luò)時產(chǎn)生比特映射抖動和指針抖動，從而難以在終端進(jìn)行時鐘恢復(fù)，需要通過平滑指針抖動，才能滿足輸出要求中抖動指標(biāo)。全網(wǎng)同步的PSN網(wǎng)絡(luò)存在TDM業(yè)務(wù)惡劣的運(yùn)行環(huán)境，如報文丟失和延時變化等，更加劇了時鐘恢復(fù)的困難。這種情況下，可以參考同步剩余時間戳方法（SRTS）對時鐘恢復(fù)進(jìn)行處理。此外，SDH網(wǎng)絡(luò)中PDH時鐘恢復(fù)在提供額外的帶寬條件下，也可以參考打時戳的方式進(jìn)行。

2.3自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)

自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)是指核心網(wǎng)絡(luò)的每個PSN設(shè)備有各自的工作頻率和工作方式，這種差異性導(dǎo)致了在該網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)TDM仿真工作時在保證同步規(guī)格的要求的同時進(jìn)行時鐘恢復(fù)的困難性。因此，有必要深入探討自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時鐘恢復(fù)。

三、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的鐘恢復(fù)算法原理

通過住在下行接收側(cè)執(zhí)行兩步操作，保證數(shù)據(jù)在自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的E1/T1的仿真業(yè)務(wù)按照包的格式在PSN網(wǎng)絡(luò)中交互作用。兩個操作包括：（1）去包頭和并串轉(zhuǎn)換接收到的數(shù)據(jù)；（2）通過接收側(cè)需要恢復(fù)的時鐘（）去跟蹤發(fā)送側(cè)的時鐘（），以便恢復(fù)數(shù)據(jù)包中的時鐘信息。

提高接收側(cè)需要恢復(fù)的時鐘（）跟蹤發(fā)送側(cè)的時鐘（）的精度是時鐘恢復(fù)設(shè)計工作的目標(biāo)。恢復(fù)原始的E1/T1數(shù)據(jù)，主要通過解包和并串轉(zhuǎn)換兩步進(jìn)行，前者主要用于去除仿真業(yè)務(wù)中的爆頭，后者對各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)并串轉(zhuǎn)換。恢復(fù)原始數(shù)據(jù)的解包和并串轉(zhuǎn)換是相對較簡單的過程，如何使時鐘恢復(fù)達(dá)到最符合技術(shù)指標(biāo)的工作狀態(tài)是接收側(cè)處理工作的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

四、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時鐘恢復(fù)的實現(xiàn)方式

在自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)延時有固定和抖動兩種情況，這兩種情況對報文接收有不同的影響。在網(wǎng)絡(luò)延時固定時，相鄰TDM電路仿真報文在確定的時間到達(dá)，從而接收時刻接收端統(tǒng)計并平均后得到固定的值。在網(wǎng)絡(luò)延時抖動時，報文到達(dá)的時間收到網(wǎng)絡(luò)實際情況影響，在一個范圍內(nèi)變動，這種情況下不能根據(jù)一個固定的值對時鐘進(jìn)行調(diào)整，通常采用濾波的方式對一段時間的值去除明顯不合理的報文接受時戳值，然后再控制DDS的分頻因子。

目前自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時鐘恢復(fù)方法主要是基于消抖緩存區(qū)占滿率和基于時間戳的兩種方法，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。基于消抖緩存區(qū)占滿率的方法可以確保頻率在小幅度范圍內(nèi)波動，缺點(diǎn)是該方法收斂時間較長，恢復(fù)的時鐘頻率抖動較高。基于時間戳的方法恢復(fù)的時鐘頻率精度較高，性能較穩(wěn)定，缺點(diǎn)是不能容忍收發(fā)頻率差異導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏移，從而引起接受緩存區(qū)數(shù)據(jù)讀空或溢出的現(xiàn)象。

五、總結(jié)

本文在初步介紹網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時鐘算法原理和實現(xiàn)方式，并對比分析了當(dāng)前進(jìn)行自適應(yīng)的時鐘恢復(fù)的兩種主要方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為今后的相關(guān)工作提供指導(dǎo)作用。

參 考 文 獻(xiàn)

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