Синхронизация для SDH

Устойчивая работа сети SDH во многом зависит от качества синхронизации между ее узлами. В сети SDH применяется иерархический метод принудительной синхронизации с парами «ведущий/ведомый таймер».

Очевидно, что и источники синхронизации должны быть отказоустойчивыми. Для обеспечения этого свойства в сети SDH могут присутствовать несколько дублирующих источников синхронизации.

· Сигнал внешнего сетевого таймера с частотой 2048 кГц, называемого также первичным эталонным генератором (ПЭГ, или Primary Reference Clock, PRC) в соответствии с рекомендациями G.811. Его точность должна быть не ниже 1 х 10^-11. Первичный эталонный таймер обычно представляет собой хронометрирующий атомный источник тактовых импульсов (цезиевые или рубидиевые часы). Его калибруют вручную или автоматически по сигналам мирового скоординированного времени (Universal Time Coordinated, UTC).

· Сигнал внутреннего таймера узла SDH. Его точность обычно невелика - порядка (1-5) х 10^-6.

· Сигнал 2048 кГц, выделяемый из линейного (или трибутарного) сигнала STM-N. Чаще всего точность такого источника синхронизации составляет 5 х 10^-8.

· Сигнал с пользовательского (трибутарного) интерфейса PDH.

Так как сигналы трибутарных потоков 2 Мбит/с могут смещаться внутри виртуальных контейнеров VC-12, их использование в качестве источников синхронизации в сетях SDH нецелесообразно. Низкая точность внутреннего таймера мультиплексора не позволяет добиться хорошей синхронизации передающего и принимающего узлов SDH. Поэтому основными источниками надежной и точной синхронизации являются сигналы первичного эталонного генератора и сигналы, выделяемые из кадров STM-N.

Внешними источниками в этом случае служат как внешние таймеры, подключаемые к специальным синхронизирующим входам мультиплексора, так и сигналы STM-N линейного входа (и трибутарных, если они поддерживают какой-либо уровень STM, а не PDH). Одна схема мультиплексора осуществляет выбор источника синхронизации для внутренних элементов мультиплексора, а другая — для внешних.

В синхронных сетях общего пользования используется иерархия задающих генераторов, в которой сигнал каждого генератора синхронизируется по эталону сигнала верхнего уровня, имеющего более высокую точность.

Иерархия синхронизирующих источников — это сеть, состоящая из нескольких слоев генераторов, называемых также стратум-таймерами (от stratum — слой). Сеть синхронизации содержит один генератор уровня Stratum 1 и несколько генераторов более низких уровней, от Stratum 2 до Stratum 4.

Генератор Stratum 1 посылает эталонные сигналы тактовой частоты нескольким генераторам слоя Stratum 2. В свою очередь, последние посылают сигналы другим генераторам слоя Stratum 2 и слоя Stratum 3. Аналогично, генераторы слоя Stratum 3 синхронизируют другие элементы слоев Stratum 3 и Stratum 4. Генератор, фаза которого подстраивается по входному сигналу, полученному от генератора более высокого или того же уровня качества, называется ведомым задающим генератором (ВЗГ, или Secondary Reference Clock, SRC). Ведомый задающий генератор высшего качества занимает вторую ступень в иерархии слоев синхронизации, т. е. соответствует слою Stratum 2, и устанавливается обычно в транзитных узлах сети. Ведомые генераторы третьего уровня качества Stratum 3 работают, как правило, в локальных (терминальных) узлах сети.

Генераторы каждого слоя должны удовлетворять стандартным требованиям к точности частоты, приведенным в Таблице.

Stratum	Минимальная точность	Минимальная стабильность удержания
	1,0 х 10-11	Не применимо
	1,6 х 10-8	Дрейф - не более 1,0 х 10-10 в сутки
	4,6 х 10-6	0,37 х 10-6 в течение первых 24 ч
	20 х 10-6	Не требуется

При потере сигнала синхронизации от генератора более высокого уровня генераторы слоев Stratum 2 и 3 переходят в режим удержания частоты (режим holdover), при этом они должны автономно обеспечивать синхросигналы с указанной в таблице точностью на протяжении хотя бы первых 24 ч после потери связи с эталонным источником более высокого уровня.

Для надежной работы сети у каждого мультиплексора SDH должно быть несколько альтернативных источников синхронизации, но использоваться в каждый момент времени должен только один, наиболее точный. Для выбора такого источника имеются приоритетные (называемые также иерархическими) списки, задаваемые администратором, а также механизм сообщений о статусе синхронизации (Synchronization Status Messaging, SSM). Сообщения SSM транспортируются по сети в заголовках кадров STM-N, в них указывается уровень качества синхронизации (Quality Level, QL) для данного сигнала. Переменная QL может принимать 16 значений, от 0 до 15, при этом чем меньше значение QL, тем уровень качества выше (за исключением значения 0, которое мультиплексоры, как правило, интерпретируют как эквивалент 15). Кодирование уровня QL чаще всего производится с помощью четырех значений кода, соответствующих четырем уровням точности синхронизирующего сигнала, т. е. уровням Stratum 1 (QL=2), Stratum 2 (QL=4), Stratum 3 (QL=8) и Stratum 4 (QL=11). Значение QL=15 воспринимается как «не использовать для синхронизации», обычно оно служит для указания ведущему мультиплексору не применять ведомый в качестве источника синхронизации.

Администратор может задавать и другие значения кодов. В режиме по умолчанию, поступающее в заголовке кадра STM-N сообщение SSM принимается мультиплексором и используется при выборе источника синхронизации, а далее в неизменном виде передается в составе кадра следующему мультиплексору. У администратора имеется возможность изменить (override) значение QL в поступившем кадре, так что отправленный следующему мультиплексору кадр будет иметь новое значение QL. Механизм QL override применяется также для внешних источников синхронизации, когда те не могут поместить сообщение SSM в кадр.

Если у нескольких источников из иерархического списка соотношение значений QL противоречит указанным в списке приоритетам этих источников, то предпочтение отдается источнику с лучшим (меньшим) значением QL (а не источнику с более высоким положением в списке).

Ниже приведен пример кольца SDH, в котором используются механизмы SSM и списка источников по приоритетам. К кольцу подключено два первичных эталонных генератора — PRC1 и PRC2, при этом за счет соответствующего конфигурирования все мультиплексоры кольца синхронизируются с PRC1 — либо непосредственно, либо косвенно, а генератор PRC2 является резервным.

Непосредственно с PRC1 синхронизируется мультиплексор М1 — через порт внешней синхронизации Ext1, так как он занимает верхнюю строчку в иерархическом списке приоритетов источников для этого мультиплексора. Для источника Ext1 задан режим QL override со значением 2, подтверждающим соответствие точности Stratum 1. Мультиплексор М1 указывает уровень QL=2 в кадрах, которые он передает мультиплексорам М2 и М4.

Мультиплексор M2 синхронизируется по потоку STM-N, поступающему через порт P2 (с высшим приоритетом в списке) от мультиплексора М1, т. е. косвенно — с PRC1. В обратном направлении (к М1) кадры передаются со значением QL=15. Мультиплексор М3 выбирает источником синхронизации порт P2 — он и в списке стоит первым, и качество сигнала от него (QL=2) выше, чем у внешнего порта Ext1 (QL=4). Наконец, мультиплексор М4 берет для синхронизации сигналы с порта P2, потому что этот порт при равенстве качества сигналов с портом P1 стоит выше в иерархическом списке.

При отказе генератора PRC1 мультиплексор переходит в режим удержания частоты внутренним генератором. Точность такого генератора соответствует уровню Stratum 4, поэтому в кадрах STM-N мультиплексор М1 указывает значение QL=11. Кадры с этим значением распространяются по сети, но на мультиплексоре М3 данный процесс заканчивается, так как у него в списке есть источник Ext1 с более высоким качеством QL=4. Поэтому источником синхронизации для кольца становится генератор PRC2, при этом мультиплексоры М2 и М1 синхронизируются потоками STM-N, идущими по часовой стрелке, а мультиплексор М4 — против часовой стрелки.

При распространении сигналов синхронизации соблюдается определенная иерархия: от сигналов PRC синхронизируется магистральная сеть, от магистральной — внутризоновые, а от магистральной и внутризоновых — местные сети.

Максимальное число промежуточных мультиплексоров SDH, через которые в потоке STM-N можно передавать синхросигналы от первичного генератора PRC, определено в стандартах G.803 — это последовательность из 20 мультиплексоров. При большем числе промежуточных мультиплексоров нужно использовать внешний ведомый задающий генератор, который будет синхронизироваться от первичного и выполнять роль источника синхронизации для остальной части сети. В примере показано несколько ВЗГ, синхронизирующихся от сигналов уровня Stratum 1. Ведомых генераторов с последовательной синхронизацией друг от друга не должно быть более 10.

В России источником синхронизации для сетей операторов связи служат первичные эталонные генераторы, входящие в систему тактовой сетевой синхронизации (ТСС) ОАО «Ростелеком». Ведомственные и корпоративные сети связи могут пользоваться как ПЭГ «Ростелеком», так и устанавливать собственные ПЭГ (в случае специфических особенностей сети).

Дата добавления: 2015-01-03