SDH傳送網(wǎng)絡(luò)同步策略.ppt

SDH傳送網(wǎng)絡(luò)同步策略 （初稿）,中興通訊本部傳輸產(chǎn)品部 聶名義 2001/02,目 錄,關(guān)鍵詞 網(wǎng)同步方式 同步網(wǎng)工作模式 SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)和方式 SDH網(wǎng)中網(wǎng)元的定時方法及應(yīng)用 我司SDH設(shè)備網(wǎng)同步現(xiàn)狀 我司同步網(wǎng)規(guī)劃 結(jié)束語,引 言,由于SDH系統(tǒng)的大面積應(yīng)用，使得原有的單純PDH網(wǎng)絡(luò)和SDH/PDH共存網(wǎng)絡(luò)被全面替代，不可避免的完全依靠SDH進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)定時的同步和傳遞。由是，SDH的網(wǎng)絡(luò)同步規(guī)劃就被提到議事日程上來。,一、Key Words,SDHSynchronous digital hierarchy(同步數(shù)字體系) PRCPrimary Reference Source(基準(zhǔn)主時鐘) SSUSynchronization supply unit(同步供給單元) SSU-Aprimary level SSU(轉(zhuǎn)接局從時鐘 ) SSU-Bsecond level SSU(端局從時鐘 ) SECSDH Equipment Clock(同步設(shè)備時鐘) SSMSynchronization status message(同步狀態(tài)消息),二、網(wǎng)同步方式,網(wǎng)同步是數(shù)字網(wǎng)所特有的問題。實現(xiàn)網(wǎng)同步的目標(biāo)是使網(wǎng)中所有交換節(jié)點的時鐘頻率和相位都控制在預(yù)先確定的容差范圍內(nèi)，以便使網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點的全部數(shù)字流實現(xiàn)正確有效的交換。否則會在數(shù)字交換機(jī)的緩存器中產(chǎn)生信息比特的溢出和取空，導(dǎo)致數(shù)字流的滑動損傷，造成數(shù)據(jù)出錯。由于時鐘頻率不一致產(chǎn)生的滑動在所有使用同一時鐘的系統(tǒng)中都會出現(xiàn)，影響很大，因而必須有效控制。 目前電信網(wǎng)中交換節(jié)點時鐘的同步有兩種基本方式，即主從同步方式和相互同步方式。 同步方式的選擇取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和結(jié)構(gòu)、同步分配鏈路的特性、網(wǎng)絡(luò)可靠性和經(jīng)濟(jì)性等多種因素。目前在公用網(wǎng)中主從同步方式是比較適合的。,時鐘分級的概念,目前ITU-T將各級時鐘劃分為4類： 基準(zhǔn)主時鐘，由建議G。811規(guī)范為PRC； 轉(zhuǎn)接局從時鐘，由建議G。812規(guī)范SSU-A； 端局從時鐘，也由建議G。812規(guī)范SSU-B； SDH網(wǎng)元時鐘，由建議G。813規(guī)范SEC。,定時基準(zhǔn)信號,當(dāng)定時基準(zhǔn)信號主要是在SDH網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行傳送分配時，必須保證避免中間節(jié)點的指針調(diào)整，以免產(chǎn)生輸出相位躍變，影響下行方向的從時鐘。為此有兩種解決方法： 從接收的STM-N高速信號中直接提取定時基準(zhǔn)，避免指針調(diào)整對下行方向從時鐘的影響。 從不由SDH網(wǎng)支持的同步路徑（例如純粹的PDH網(wǎng)）獲取定時基準(zhǔn)。,主從同步方式,主從同步方式使用一系列分級的時鐘，每一級時鐘都與其上一級時鐘同步，在網(wǎng)中最高一級時鐘是一個高精度和高穩(wěn)定度的時鐘，稱為基準(zhǔn)主時鐘（PRC）。此時，同步分配網(wǎng)通常采用樹形結(jié)構(gòu)和星形結(jié)構(gòu)，將定時基準(zhǔn)信號送到網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點，然后通過鎖相環(huán)使本地時鐘的相位鎖定到收到的定時基準(zhǔn)上，從而時網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點的時鐘都與PRC同步。 單端控制方式，主要優(yōu)點在于網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好，組網(wǎng)靈活，對于從節(jié)點時鐘的頻率精度要求較低，控制簡單，網(wǎng)絡(luò)的滑動性能也較好。 主要缺點是對基準(zhǔn)主時鐘和同步分配鏈路的故障很敏感，一旦PRC發(fā)生故障就會造成全網(wǎng)的問題。為此，PRC應(yīng)該采用多重備份提高可靠性，同步分配鏈路也盡可能有備用。,相互同步方式,相互同步方式在網(wǎng)中不設(shè)主時鐘，由網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點的時鐘相互控制，最后調(diào)整到一個穩(wěn)定的、統(tǒng)一的系統(tǒng)頻率上，從而實現(xiàn)全網(wǎng)的同步工作。 這種方式對同步分配鏈路的失效不甚敏感，適用于網(wǎng)孔型結(jié)構(gòu)，對節(jié)點時鐘要求較低，設(shè)備便宜；但是網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不如主從方式，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率不確定且易受外界因素影響。,三、同步網(wǎng)工作模式,主從同步方式中，節(jié)點從時鐘通常有3種實際工作模式： 正常工作模式 ：在實際業(yè)務(wù)條件下的工作方式。 保持模式 ：當(dāng)所有可參考的定時基準(zhǔn)丟失后，從時鐘可以進(jìn)入所謂的保持模式。 自由運行模式 ：當(dāng)從時鐘不僅丟失所有定時基準(zhǔn)，而且也失去了定時基準(zhǔn)記憶或者根本沒有保持模式時，從時鐘內(nèi)部振蕩器工作于自由振蕩方式。,正常工作與保持,正常工作模式：時鐘同步于輸入的基準(zhǔn)時鐘信號，影響時鐘精度的主要因素有基準(zhǔn)時鐘信號的固有相位噪聲和從時鐘控制環(huán)（從時鐘振蕩器的鎖相環(huán)）的相位噪聲。通常，輸入基準(zhǔn)時鐘信號可以跟蹤至網(wǎng)中的主時鐘，也可能是從另一更高等級而暫時處于保持模式工作的G。812從時鐘中獲取定時。,保持模式：此時，從時鐘利用定時基準(zhǔn)信號丟失之前所存儲的最后的頻率信息作為其定時基準(zhǔn)而工作，同時振蕩器的固有頻率會慢慢地漂移，以保證從時鐘頻率在很長時間內(nèi)與基準(zhǔn)頻率只有很小的頻率偏差，使滑動損傷仍然在允許的指標(biāo)要求內(nèi)。這種方式可以應(yīng)付長達(dá)數(shù)天的外定時中斷故障。,四、SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)和方式,在SDH網(wǎng)中，自愈環(huán)、路由備用和DXC的自動配置功能帶來了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的靈活性和高生存性，也給網(wǎng)同步定時的選擇帶來了復(fù)雜性。 由于網(wǎng)絡(luò)定時的路由隨時都有可能變化，因而其定時性能也隨時可能變化，這就要求網(wǎng)元必須有較高的智能從而決定定時源是否還適用，是否需要搜尋其他更適合的定時源等。 選擇和管理適于傳定時基準(zhǔn)的新配置的通道成為一項復(fù)雜的任務(wù)，需要對每一種網(wǎng)絡(luò)配置及相關(guān)的各種故障影響都進(jìn)行仔細(xì)的分析和性能確認(rèn)，并在全網(wǎng)實施統(tǒng)一的同步選擇算法才行。,SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu),SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)通常采用主從同步方式，要求所有網(wǎng)元時鐘的定時都能最終跟蹤至全網(wǎng)的基準(zhǔn)主時鐘。從功能結(jié)構(gòu)的觀點看，同步網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)涉及定時信息傳送的建模問題，等級鐘可以表示為一種適配功能，用以按照本身的質(zhì)量級別來修改定時信息的質(zhì)量。 由于TU指針調(diào)整引起的相位變化會影響時鐘的定時性能，因而通常不提倡采用在SDH-TU內(nèi)傳送的一次群信號作為同步分配，而直接采用高比特率的STM-N信號傳送同步信息。,SDH網(wǎng)同步方式,從工作原理上劃分，SDH網(wǎng)同步可以有4種不同的方式，即同步方式、偽同步方式、準(zhǔn)同步方式和異步方式。 準(zhǔn)同步方式：同步網(wǎng)中有1個或多個時鐘的同步路徑和替代路徑出了故障，于是失去了所有外同步鏈路的節(jié)點時鐘將進(jìn)入保持模式或自由運行模式工作。 異步方式：網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)很大的頻率偏差，或當(dāng)時鐘精度達(dá)不到G。813所規(guī)定的數(shù)值時，SDH網(wǎng)不再維持業(yè)務(wù)量而將發(fā)送AIS信號。,同步方式：在網(wǎng)中的所有時鐘都能最終跟蹤到同一個網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)主時鐘。此時指針調(diào)整只是由同步分配過程中不可避免的噪聲所引起，呈隨機(jī)性。 偽同步方式：在網(wǎng)中有幾個都遵守ITU-TG.811要求的基準(zhǔn)主時鐘，即它們具有相同的標(biāo)稱頻率，但準(zhǔn)確的頻率仍略有差別，因而在不同同步網(wǎng)邊界的網(wǎng)元中會出現(xiàn)頻率或相位差異，引起指針調(diào)整。這樣，網(wǎng)絡(luò)中的從時鐘可能跟蹤于不同的基準(zhǔn)主時鐘，形成幾個不同的同步網(wǎng)。,五、SDH網(wǎng)元定時方法及應(yīng)用,從宏觀上來說，SDH網(wǎng)提供了3種不同的網(wǎng)元定時方法： 內(nèi)部定時源 。網(wǎng)元都具備內(nèi)部定時源，以便在外同步源丟失時可以使用內(nèi)部自身的定時源。 外同步定時源 。目前常用的是PDH網(wǎng)同步中的2048khz和2048kbps同步定時源，但是考慮到2048kbps信號傳輸距離長又可以有SSM字節(jié)，因而應(yīng)優(yōu)選2048kbps信號。 從接收信號中提取定時信號是廣泛應(yīng)用的同步定時方式，隨應(yīng)用場合的不同，又可以細(xì)分為通過定時、環(huán)路定時和線路定時3種。,從接收信號中提取的定時,環(huán)路定時：網(wǎng)元的每個發(fā)送STM-N信號都由相應(yīng)的輸入STM-N信號中所提取的定時來同步，主要用于線路終端設(shè)備。 通過定時：網(wǎng)元由同方向終結(jié)的輸入STM-N信號中提取定時信號，并由此再對網(wǎng)元的發(fā)送信號以及同方向來的分路信號進(jìn)行同步。再生器通常采用此種定時方式。 線路定時：象ADM這樣的網(wǎng)元中，所有發(fā)送STM-N/M信號的定時信號都是由某一特定的輸入STM-N信號中提取的。,六、我司SDH設(shè)備網(wǎng)同步現(xiàn)狀,目前我司的SDH的網(wǎng)同步和市場上的絕大多數(shù)設(shè)備供應(yīng)商一樣，一般采用主從同步方式，即同一組網(wǎng)中只有一個時鐘接入點，其他各點的時鐘均應(yīng)同步于該點。當(dāng)某些鏈路告警時，受影響的點應(yīng)能通過其他鏈路同步于時鐘接入點。 為了實現(xiàn)時鐘鏈路自動保護(hù)，ITU-T（國際電聯(lián)）規(guī)定了使用復(fù)用段開銷S1字節(jié)來傳送SDH網(wǎng)的時鐘同步信息。但該建議只能對部分特殊組網(wǎng)實現(xiàn)保護(hù)，對于復(fù)雜組網(wǎng)，則無能為力。目前SDH設(shè)備供應(yīng)商大都采用ITU-T的建議，時鐘鏈路自動保護(hù)能力受到局限。 我司方法突破了該限制，對標(biāo)準(zhǔn)的保留部分?jǐn)U充，各種復(fù)雜組網(wǎng)均可實現(xiàn)保護(hù)，同時與ITU-T標(biāo)準(zhǔn)兼容。該方法已在中興通訊最新的SDH設(shè)備上商用，效果良好。,七、我司同步網(wǎng)規(guī)劃,按照ITU-T建議、中華人民共和國國標(biāo)以及信息產(chǎn)業(yè)部的部標(biāo)（加上原郵電部的部標(biāo)），需要將我們的同步時鐘部分進(jìn)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化，這將包括很多的配置、維護(hù)診斷功能需要重新的修正、增加等工作。 主要集中在關(guān)于時鐘源切換的外部操作命令，線路時鐘的導(dǎo)出和SSM的傳遞，以及關(guān)于不同廠家、不同類型SDH系統(tǒng)的互通互連的邊界可靠性等問題上。 從同步方案的規(guī)劃來區(qū)分，到目前為止傳輸產(chǎn)品的發(fā)展歷程可以分成3個不同的發(fā)展階段。,第一階段 傳輸產(chǎn)品從無到有的階段,同步規(guī)劃中是按照人為控制來實現(xiàn)同步網(wǎng)時鐘的全網(wǎng)同步的； 這一類產(chǎn)品主要包括ZXSM150，ZXSM155/622，ZXSM10，ZXSM150S，ZXSM2500，ZXA10-S1等。,這一類產(chǎn)品的同步主要是依靠于網(wǎng)管操作員的仔細(xì)規(guī)劃和配置同步定時源的優(yōu)先級級別模式來防止和打斷成環(huán)，其他的功能由于網(wǎng)管功能的局限也不是很強(qiáng)。 至于SSM信息則雖然是有一些產(chǎn)品考慮過但是并沒有能夠?qū)崿F(xiàn)。,第二階段 傳輸產(chǎn)品的不停的改進(jìn)過程,同步規(guī)劃中采用了硬件開發(fā)部肖悅賞的專利算法，將S1字節(jié)的保留字節(jié)提出進(jìn)行了使用； 這一類產(chǎn)品主要包括目前已經(jīng)在市場上大面積應(yīng)用的ZXSM150/622/2500和ZXSM150（V2）系列。,這一類產(chǎn)品的同步除了上一類產(chǎn)品的優(yōu)先級模式進(jìn)行同步網(wǎng)的同步規(guī)劃之外，有一個顯著的特點是將ITU-T建議的SSM模式納入了同步規(guī)劃當(dāng)中。SSM模式的啟用在很大程度上解決了定時環(huán)路的問題，并且可以使得全網(wǎng)都能采用最優(yōu)路徑同步于同一接入時鐘 。,局限性,對于多個接入時鐘接入尚存在一定局限性； 而且，關(guān)于SSM的收發(fā)均需要通過S口轉(zhuǎn)發(fā)，在速度上和可靠性方面都產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響； 在功能方面，距離ITU-T標(biāo)準(zhǔn)還存在比較大的差距，與其他廠商的設(shè)備同步信息的互通互連還存在問題；所有這一切都需要我們必須有計劃地進(jìn)行解決。,第三階段 傳輸產(chǎn)品精益求精的縱深發(fā)展階段,同步規(guī)劃將緊密跟蹤于國際標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)、部標(biāo)的發(fā)展動向； 有感于前期產(chǎn)品的不足之處是驅(qū)使我們改進(jìn)的主要原因；,這一類產(chǎn)品將涵蓋目前正在進(jìn)行的ZXSM10G以及以后所有的SDH產(chǎn)品，還將將處于第二階段的產(chǎn)品改進(jìn)過來，以期增強(qiáng)產(chǎn)品的先進(jìn)性和市場競爭力。,有效措施,邊界處完全采用ITU-T標(biāo)準(zhǔn)接口，解決不同廠家和SDH/PDH同步網(wǎng)邊緣的互通互連問題；保證引入本司特有擴(kuò)展字節(jié)的算法實現(xiàn)全網(wǎng)最優(yōu)路徑的選擇以及達(dá)到全網(wǎng)多個接入時鐘的接入。 ZXSM10G將采用HW總線進(jìn)行網(wǎng)元內(nèi)SSM的傳遞，ZXSM150（V2）韓國版也采用了總線方式進(jìn)行網(wǎng)元內(nèi)SSM的傳遞，從硬件可靠性和實時性上給予保證 。,同步策略構(gòu)想,依據(jù)我司目前各種SDH設(shè)備的同步策略，以及根據(jù)ITU-T建議做的IC芯片，在原有設(shè)備的同步規(guī)劃上做相應(yīng)的改進(jìn)，達(dá)到符合ITU-T建議和其他供應(yīng)商的設(shè)備互通互連的目的，有以下幾種同步策略模式的構(gòu)想：（在NMC上通過命令條控制選擇） 1、SSM不使能模式，按照標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先級算法。 2、SSM使能模式，按照ITU-T建議的標(biāo)準(zhǔn)的SSM字節(jié)算法。 3、SSM使能模式，采用我司特有的擴(kuò)展字節(jié)算法。,設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)化和擴(kuò)展,按照ITU-T建議，國標(biāo)以及部標(biāo)進(jìn)行處理，主要包括： 定時源配置和統(tǒng)一選擇算法 啟動/禁止SSM使能模式 強(qiáng)制/自動收/發(fā)網(wǎng)管配置SSM字節(jié) 外部操作命令 Wait To Restore（WTR）時間的設(shè)置 和狀態(tài)清除 SSM質(zhì)量等級下限設(shè)置 外時鐘導(dǎo)出功能 外時鐘成幀設(shè)置 設(shè)置光線路相連設(shè)備類型功能 節(jié)點鐘 ID配置,規(guī)劃目標(biāo),將同時兼容支持/不支持SSM的同步網(wǎng)絡(luò)； 將更加完善不同設(shè)備廠商系統(tǒng)的互通互連能力； 將在最大程度上消除定