通信信息网络 第3章 支撑网2(同步网).ppt

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1、第3章 支撑网（同步网：见第四章）第3章 支撑网（同步网：见第四章）4.1 概述概述4.2 网同步设备和定时分配链路网同步设备和定时分配链路4.3 网同步技术网同步技术4.4 同步网的主要技术指标同步网的主要技术指标4.5 我国的同步网我国的同步网思考题思考题4.1 概概 述述 同步是指信号之间在同步是指信号之间在频率或相位频率或相位上保持某种严格的特定关上保持某种严格的特定关系，也就是它们相对应的有效瞬间以同一个平均速率出现。系，也就是它们相对应的有效瞬间以同一个平均速率出现。频率同步频率同步是指信号的是指信号的频率跟踪到基准频率频率跟踪到基准频率上，使其长期稳上，使其长期稳定地与基准保持一

2、致。但不要求起始时刻保持一致。定地与基准保持一致。但不要求起始时刻保持一致。时间同步时间同步不仅要求信号的不仅要求信号的频率锁定到基准频率频率锁定到基准频率上，使其长上，使其长期稳定地与基准保持一致，而且要求期稳定地与基准保持一致，而且要求信号的起始时刻信号的起始时刻保持一致。保持一致。信息交换的分类及同步要求信息交换的分类及同步要求电路交换：电路交换：数字化信息在设备内部进行时隙交换，数字化信息在设备内部进行时隙交换，交换前后需保持时隙一一对应关系。交换前后需保持时隙一一对应关系。主要业务：程控交换机，主要业务：程控交换机，DDN，SDH等。等。分组交换：分组交换：数字化信息在设备内部采用数

3、字化信息在设备内部采用“分组交分组交换换”方式，交换前后的一连串信息分组间的时间方式，交换前后的一连串信息分组间的时间关系相对松散甚至无关。设备各端口间无需时隙关系相对松散甚至无关。设备各端口间无需时隙一一对应，速率也可不同。一一对应，速率也可不同。主要业务主要业务：X.25，FR，ATMATM、帧中继和X.25的同步方法ATMATM、FRFR、X.25X.25都属于都属于分组交换分组交换，原理上无须节点间同，原理上无须节点间同步。但是，这些设备与传输系统相连，则需要满足传步。但是，这些设备与传输系统相连，则需要满足传输接口同步要求。输接口同步要求。当当ATM(FR)ATM(FR)以以STM-

4、1STM-1或或(STM-N)(STM-N)与与SDHSDH接口时，须做接口同步。接口时，须做接口同步。一般做法是使一般做法是使ATM(FR)ATM(FR)在在STM-1STM-1端口上环回定时。端口上环回定时。当当ATM(FR)ATM(FR)以以PDHPDH端口端口(例如例如34Mb/s)34Mb/s)与传输系统接口时，则无与传输系统接口时，则无须做端口同步。须做端口同步。当当ATM(FR)ATM(FR)节点机之间节点机之间2048Kb/s2048Kb/s中继电路经过中继电路经过DXC1/0DXC1/0设备连接设备连接时，则须做端口同步。可以用时，则须做端口同步。可以用“网同步网同步”的方式

5、解决，也可的方式解决，也可以仅在以仅在2048Kb/s2048Kb/s端口环回定时。端口环回定时。指指网络中各个节点的时钟信号网络中各个节点的时钟信号的频率相等，也就是多个节点的频率相等，也就是多个节点之间的时钟同步；从而可以在之间的时钟同步；从而可以在各个节点实现帧同步。各个节点实现帧同步。网络同步技术 位同步位同步、帧同步帧同步和和网同步网同步。指通信双方的帧定时信号的频率相等且保持指通信双方的帧定时信号的频率相等且保持一定的相位关系。一定的相位关系。-在帧中插入帧同步码在帧中插入帧同步码指通信双方的位定时脉冲信号频率相等且符合一定指通信双方的位定时脉冲信号频率相等且符合一定的相位关系。的

6、相位关系。数字传输设备数字传输设备-判决判决-误码误码程控交换机程控交换机-时隙交换时隙交换-滑码滑码复用设备复用设备-低速率复用成高速低速率复用成高速率信号率信号-码元重叠码元重叠 在模拟通信网中，载波传输系统两端机间的在模拟通信网中，载波传输系统两端机间的载波频率需要同步，即收发终端机的载波频率需要同步，即收发终端机的载波频载波频率应该相等或基本相等率应该相等或基本相等，并保持稳定，以保，并保持稳定，以保证接收端正确的复原信号。证接收端正确的复原信号。数字网中的同步技术有以下几种：数字网中的同步技术有以下几种：(1)接收同步接收同步：在点与点之间进行数字传输时，收端产生：在点与点之间进行数

7、字传输时，收端产生一个一个时间上与发端信号同步的、位于最佳取样判决位置的脉冲时间上与发端信号同步的、位于最佳取样判决位置的脉冲序列序列。因此，必须从接收信码中提取时钟信息，使其与接收信。因此，必须从接收信码中提取时钟信息，使其与接收信码在相位上同步。码在相位上同步。(2)复用同步：复用同步：为了使这些支路信号在群路信道上正确地为了使这些支路信号在群路信道上正确地进行合路，要求它们在群路信道上能同步运行。这种复用同步进行合路，要求它们在群路信道上能同步运行。这种复用同步是线路上传输所必需的。是线路上传输所必需的。复用包括复用包括同步复用、准同步复用和非同步复用同步复用、准同步复用和非同步复用三种

8、技术。三种技术。同步复用：同步复用：各支路信号之间的频率和相位严格同步（在各支路信号之间的频率和相位严格同步（在一主时钟的控制下）一主时钟的控制下），将，将各支路信息依次插入群路时隙各支路信息依次插入群路时隙中，实现简单，传输效率高，已广泛应用于数字话路复中，实现简单，传输效率高，已广泛应用于数字话路复用设备和用设备和SDH设备中。设备中。准同步复用准同步复用采用采用码速调整技术码速调整技术，首先将支路速率进行调，首先将支路速率进行调整。因此能将在一定频率容差范围内的各个支路信号复整。因此能将在一定频率容差范围内的各个支路信号复用成一个高速数字流，而不再像同步复用那样要求各支用成一个高速数字流

9、，而不再像同步复用那样要求各支路信号之间的频率和相位严格同步，传输效率也较高，路信号之间的频率和相位严格同步，传输效率也较高，广泛应用于广泛应用于PDH数字群复用中。数字群复用中。非同步复用非同步复用采用采用多个二进制数码传送一个二进制数字信多个二进制数码传送一个二进制数字信息息的方法的方法(如高速取样法、跳变沿编码法等如高速取样法、跳变沿编码法等)，因此各复，因此各复用支路信号之间的频率和相位都不必同步。但信道的传用支路信号之间的频率和相位都不必同步。但信道的传输效率较低，一般只用在低速数据信号复用中。输效率较低，一般只用在低速数据信号复用中。(3)交换同步：交换同步：在数字传输和数字交换构

10、成的综合数字网在数字传输和数字交换构成的综合数字网内，为了使到达网内各交换节点的全部数字流都能实现有效的内，为了使到达网内各交换节点的全部数字流都能实现有效的交换，必须使交换，必须使到达交换节点的所有数字流的帧定位信号同步到达交换节点的所有数字流的帧定位信号同步，这种数字交换中需要的同步称为交换同步。这种数字交换中需要的同步称为交换同步。由于交换同步涉及到网中到达各交换节点的全部数字流，因此由于交换同步涉及到网中到达各交换节点的全部数字流，因此又称为网同步。又称为网同步。4.2 网同步设备和定时分配链路网同步设备和定时分配链路4.2.1 节点时钟设备节点时钟设备 节点时钟设备主要包括节点时钟设

11、备主要包括独立型定时独立型定时供给设备和供给设备和混合型定时混合型定时供供给设备。给设备。4.2 网同步设备和定时分配链路网同步设备和定时分配链路4.2.1 节点时钟设备节点时钟设备独立型节点独立型节点时钟设备是数字同步网的专用设备，主要包括：时钟设备是数字同步网的专用设备，主要包括：铯铯原子钟、铷原子钟、晶体钟、大楼综合定时系统原子钟、铷原子钟、晶体钟、大楼综合定时系统(BITS)以及由以及由全球定位系统全球定位系统(GPS和和GLONASS)组成的定时系统。组成的定时系统。混合型定时混合型定时供给设备是指供给设备是指通信设备中的时钟单元通信设备中的时钟单元，它的性能满，它的性能满足同步网设

12、备指标要求，可以承担定时分配任务，足同步网设备指标要求，可以承担定时分配任务，如交换机时如交换机时钟，数字交叉连接设备钟，数字交叉连接设备(DXC)等。等。4.2 网同步设备和定时分配链路网同步设备和定时分配链路4.2.1 节点时钟设备节点时钟设备 铯钟的长期稳定性非常好，没有老化现象，可以作为自主铯钟的长期稳定性非常好，没有老化现象，可以作为自主运行的基准源。但是铯钟体积大、耗能高、价格贵运行的基准源。但是铯钟体积大、耗能高、价格贵,并且铯素管并且铯素管的寿命为的寿命为58年，维护费用大，一般在网络中只配置年，维护费用大，一般在网络中只配置l2组铯钟组铯钟做基准钟。做基准钟。铷钟与铯钟铷钟与

13、铯钟相比，相比，长期稳定性差，但是短期稳定长期稳定性差，但是短期稳定性性好，并且体积小、重量轻、耗电少、价格低。好，并且体积小、重量轻、耗电少、价格低。利用利用GPS校正铷钟的长期稳定性，也可以达到一级时钟的校正铷钟的长期稳定性，也可以达到一级时钟的标准，标准，因此配置了因此配置了GPS的铷钟系统常用作一级基准源。的铷钟系统常用作一级基准源。晶体钟长期稳定性和短期稳定性比原子钟差，但晶体钟长期稳定性和短期稳定性比原子钟差，但晶体钟体积小、重量轻、耗电少，并且价格比较便宜，晶体钟体积小、重量轻、耗电少，并且价格比较便宜，平均故障间隔时间长。因此，平均故障间隔时间长。因此，晶体钟在通信网中应用晶体

14、钟在通信网中应用非常广泛。非常广泛。4.2.2 定时分配定时分配 定时分配就是将基准定时信号定时分配就是将基准定时信号逐级传递逐级传递到同步通到同步通信网中的各种设备。信网中的各种设备。定时分配包括：定时分配包括：局内局内定时分配定时分配局间局间定时分配。定时分配。1局内定时分配局内定时分配 局内定时分配是指在同步网节点上直接将定时信号送给各个通信设备。即在通信楼内直接将同步网设备(BITS)的输出信号连接到通信设备上。局内定时分配一般采用星型结构，从BITS到被同步设备之间的连线采用2 Mb/s或2 MHz的专线。图4.2 改进的局内定时分配当局内的设备较多时，对同一类设备或当局内的设备较多

15、时，对同一类设备或组成系统的设备，可以通过业务线串接，组成系统的设备，可以通过业务线串接，也可以通过外同步接口连接。也可以通过外同步接口连接。2局间定时分配局间定时分配 局间定时分配是指在同步网节点间的定时传递。局间定时分配是指在同步网节点间的定时传递。根据同步网结构，局间定时传递采用根据同步网结构，局间定时传递采用树状结构树状结构，通过定时，通过定时链路在同步网节点间，将来自基准钟的定时信号逐级向下传递。链路在同步网节点间，将来自基准钟的定时信号逐级向下传递。上游时钟通过定时链路将定时信号传递给下游时钟。下游时钟上游时钟通过定时链路将定时信号传递给下游时钟。下游时钟提取定时，滤除传输损伤，重

16、新产生高质量信号提供给局内设提取定时，滤除传输损伤，重新产生高质量信号提供给局内设备，并再通过定时链路传递给它的下游时钟备，并再通过定时链路传递给它的下游时钟。目前采用的定时链路主要有两种：目前采用的定时链路主要有两种：PDH（码速调整）定时）定时链路和链路和SDH（采用指针调整技术）定时链路（）定时链路（一般采用STM-N信号传递定时）。）。4.3网同步技术网网同步的方法同步的方法准准同步同步同步同步主从同步主从同步等级同步等级同步外外基准同步基准同步互互同步同步单端控制法单端控制法双端控制法双端控制法主从：主基准时钟的频率控制从时钟的信号频率，主从：主基准时钟的频率控制从时钟的信号频率，常

17、常用的时钟为铯时钟，时钟的传输呈星状或树状用的时钟为铯时钟，时钟的传输呈星状或树状准同步：准同步：互不控制互不控制互同步：互同步：节点时钟节点时钟受所有接收到的定时受所有接收到的定时信号的共同加权控制。信号的共同加权控制。图4.3 同步概念示意图(a)准同步；(b)主从(单端，单向)；(c)时间基准(双端，单向)；(d)外部基准(单向)；(e)单端控制(双向)；(f)双端控制图4.4 主从同步方式 不同的同步技术对节点时钟的控制将采用不同的方法。(1)单向控制：对同步的控制仅在传输链路的一个方向上进行，或者说仅对链路的一侧有效，如图4.3(b)、(c)、(d)所示。强制同步都是单向控制的。主从

18、同步是网中指定一个主时钟节点，所有其他从时钟节点都受主时钟节点的控制；时间基准分配是从节点都接受时间基准的同步控制；外部基准是利用通信网外的基准时钟来控制网中所有的节点。图4.3 同步概念示意图(a)准同步；(b)主从(单端，单向)；(c)时间基准(双端，单向)；(d)外部基准(单向)；(e)单端控制(双向)；(f)双端控制 不同的同步技术对节点时钟的控制将采用不同的方法。(2)双向控制：网同步的控制在传输链路的两个方向上都使用，也就是链路两侧都受到控制。互同步方法中节点之间的控制是双向的，如图4.3(e)、(f)所示。(3)单端控制：节点时钟的同步控制信号来自输入时钟信号和本地时钟信号的差值

19、，也就是来自节点的本端。图4.3(b)的主从同步必然是单端的，图4.3(e)所示为单端互同步方式。(4)双端控制：节点时钟的同步控制信号除来自本端输入时钟信号和本地时钟的相位差值相位差值外，还将发送时钟信号对端所得到的相位差值通过线路传送到本端作为控制信号。因为控制信号利用了两端的相位差值，所以称为双端控制。时间基准分配和双端互同步方式都采用了双端控制，如图4.3(c)和(f)所示。图中除时钟信号传送线外，多了一条控制信号的传送线。4.3.4 外时间基准同步外时间基准同步 外时间基准同步方式是指数字通信网中所有节点的时间基外时间基准同步方式是指数字通信网中所有节点的时间基准依赖于该节点所能接收

20、到的外来基准信号。通过将本地时钟准依赖于该节点所能接收到的外来基准信号。通过将本地时钟信号锁定到外来时间基准信号的相位上，来达到全网定时信号信号锁定到外来时间基准信号的相位上，来达到全网定时信号的同步。的同步。目前常用的外时间基准信号是目前常用的外时间基准信号是GPS(Globe Positioning System)或或GLONASS(Global Navigation Satellite System格洛纳斯格洛纳斯)全球导全球导航卫星系统航卫星系统(俄罗斯的全球定位系统系列卫星）。俄罗斯的全球定位系统系列卫星）。1GPS系统概述系统概述 GPS(全球定位系统全球定位系统)是是美国国防部组

21、织美国国防部组织建立并控制的卫星定建立并控制的卫星定位系统，它可以提供位系统，它可以提供三维定位三维定位(经度、纬度和高度经度、纬度和高度)、时间同步、时间同步和频率同步，和频率同步，是一套覆盖全球的全方位导航系统。是一套覆盖全球的全方位导航系统。2GPS系统组成系统组成1)GPS卫星系统卫星系统p24颗卫星，分布在颗卫星，分布在6个轨道上，其中个轨道上，其中3颗卫星作备用。每个轨颗卫星作备用。每个轨道上平均有道上平均有34颗卫星。颗卫星。p每个轨道面相对于赤道的倾角为每个轨道面相对于赤道的倾角为55，轨道平均高度为，轨道平均高度为20200 km，卫星运行周期为卫星运行周期为11小时小时58

22、分。分。p全球在任何时间、任何地点至少可以看到全球在任何时间、任何地点至少可以看到4颗卫星，最多可以颗卫星，最多可以看到看到8颗。颗。p每颗卫星上都载有铷钟，称为卫星钟，接受地面主钟的控制。每颗卫星上都载有铷钟，称为卫星钟，接受地面主钟的控制。2)地面控制系统地面控制系统 地面控制系统地面控制系统:p1个主控站个主控站(MCS：Master Control Station)p5个监控站个监控站(MS：Monitor Station)p3个地面站个地面站(GA：Ground Antennas)。2)地面控制系统地面控制系统p监控站监控站分布在不同地域，能够同时检测多达分布在不同地域，能够同时检测

23、多达11颗卫星。监控站颗卫星。监控站对收集来的数据并不做过多的处理，而对收集来的数据并不做过多的处理，而将原始的测试数据和相关将原始的测试数据和相关信息信息送给主控站处理。送给主控站处理。p主控站主控站根据收集来的数据根据收集来的数据估算估算出每个卫星的位置和时间参数，出每个卫星的位置和时间参数，并且与地面基准相比对，然后并且与地面基准相比对，然后形成对卫星的指令形成对卫星的指令。在主控站中用。在主控站中用于比对的同步基准由美国海军天文台控制，它是于比对的同步基准由美国海军天文台控制，它是原子钟与协调世原子钟与协调世界时界时(UTC：Coordinated Universal Time)比对后

24、的信号比对后的信号。这样就使。这样就使卫星钟与卫星钟与GPS主时钟之间保持精确同步。主时钟之间保持精确同步。p 新的数据和指令被送往新的数据和指令被送往卫星地面站卫星地面站，通过卫星地面站发送出去，通过卫星地面站发送出去，卫星按这些新的数据和指令进行工作卫星按这些新的数据和指令进行工作p卫星把有关数据发送给用户。卫星把有关数据发送给用户。卫星发射的信号有两种，其中每一种用不同的频率发射：卫星发射的信号有两种，其中每一种用不同的频率发射：L1波段：波段：1575.42 MHz，载有民用码载有民用码(C/A伪随机码伪随机码)、军用、军用码码(P伪随机码伪随机码)和数据信息。和数据信息。L2波段：波

25、段：1227.26 MHz，仅供军用码仅供军用码(P伪随机码伪随机码)和数据信和数据信息使用。息使用。C/A码的误差是码的误差是29.3m到到2.93米。一般的接收机利用米。一般的接收机利用C/A码计码计算定位。算定位。P码的误差为码的误差为2.93米到米到0.293米是米是C/A码的十分之一。但是码的十分之一。但是P码码只能美国军方使用只能美国军方使用国际上包括国际上包括四套四套卫星定位系统卫星定位系统中国北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统美国美国GPS 俄罗斯俄罗斯GLONASS(即即“格洛纳斯格洛纳斯”)欧洲欧洲GALILEO(即即“伽利略伽利略”)北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统20

26、12年左右，年左右，“北斗北斗”将将首先具备首先具备覆盖亚太地区覆盖亚太地区的定位、导航和授时的定位、导航和授时以及短报文通讯服务能力。以及短报文通讯服务能力。2020年左右，将年左右，将建成覆盖全球建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。的北斗卫星导航系统。3)用户设备用户设备 用户设备指用户设备指GPS接收机接收机。其中中央处理单元由。其中中央处理单元由高稳晶振和高稳晶振和锁相环锁相环组成，它对接收信号进行处理，经过一套严密的误差校组成，它对接收信号进行处理，经过一套严密的误差校正，使输出的信号达到很高的长期稳定性。定时精度能够达到正，使输出的信号达到很高的长期稳定性。定时精度能够达到300 ns

27、以内。以内。在通信网中，常将在通信网中，常将GPS与铷钟与铷钟配合使用，利用配合使用，利用GPS的长稳的长稳特性，结合铷钟的短稳特性特性，结合铷钟的短稳特性,得到准确度和稳定度都很高的同得到准确度和稳定度都很高的同步信号。该信号可以作为基准源使用。步信号。该信号可以作为基准源使用。原子钟是利用原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计来计时的。由于这种电磁波非常稳定，再加上利用一系列时的。由于这种电磁波非常稳定，再加上利用一系列精密的仪器进行控制，原子钟的计时就可以非常准确精密的仪器进行控制，原子钟的计时就可以非常准确了。现在用在原子钟里的元素有氢了。现在

28、用在原子钟里的元素有氢(Hactare)、铯铯(Seterium)、铷铷(Russium)等。原子钟的精度可以达等。原子钟的精度可以达到每到每100万年才误差万年才误差1秒。最好的铯原子钟达到秒。最好的铯原子钟达到500万年万年才相差才相差 1 秒。秒。氢原子钟铷原子钟4.3.5 通信楼综合定时供给系统通信楼综合定时供给系统通信楼内安装的数字设备的种类和数量日益增加，所需要的基通信楼内安装的数字设备的种类和数量日益增加，所需要的基准定时信号的数量和类型也增多了，同时要求的时钟性能指标准定时信号的数量和类型也增多了，同时要求的时钟性能指标也提高了，因此有必要也提高了，因此有必要在同步节点或通信设

29、备较多以及通信网在同步节点或通信设备较多以及通信网的重要枢纽，单独设置时钟系统，这就是通信楼综合定时供给的重要枢纽，单独设置时钟系统，这就是通信楼综合定时供给系统系统(BITS)。图4.6 BITS系统 1基准信号输入控制单元基准信号输入控制单元 基准信号输入控制单元应具有下列功能：基准信号输入控制单元应具有下列功能：(1)基准信号输入控制单元应有两个，一个基准信号输入控制单元应有两个，一个为主用为主用，一个为，一个为备用备用。(2)基准信号基准信号输入口输入口一般为一般为4个，可按个，可按ITU-T G.703建议的要建议的要求接求接2048 kb/s或或2.048 MHz的信号，有的可根据

30、需要配接的信号，有的可根据需要配接5 MHz或其他类型外基准信号。或其他类型外基准信号。(3)应能对输入的基准信号预置应能对输入的基准信号预置优先优先顺序。顺序。(4)具有具有监测输入基准信号监测输入基准信号的功能，监测的项目包括信号中的功能，监测的项目包括信号中断、帧失步、循环冗余校验、双极性破坏、告警指示及频率断、帧失步、循环冗余校验、双极性破坏、告警指示及频率偏差等。偏差等。(5)进行基准信号管理。对每个输入信号进行比较，对合进行基准信号管理。对每个输入信号进行比较，对合格的输入信号进行选择。对不合格格的输入信号进行选择。对不合格(超出预先设定的阈值超出预先设定的阈值)的信的信号从参与选

31、择的信号中删除。号从参与选择的信号中删除。(6)部分或全部基准信号故障时应发出部分或全部基准信号故障时应发出告警信号告警信号，全部不，全部不可用时应使时钟进入可用时应使时钟进入保持方式保持方式，当输入信号恢复正常后，时钟，当输入信号恢复正常后，时钟应能重新输入基准同步。应能重新输入基准同步。(7)通过维护控制接口可进行通过维护控制接口可进行遥控遥控。2时钟时钟 (1)时钟应该有时钟应该有主用时钟和备用时钟主用时钟和备用时钟，故障时主用时钟应能，故障时主用时钟应能自动转备用时钟，需要时可将主用时钟人工转备用时钟。自动转备用时钟，需要时可将主用时钟人工转备用时钟。(2)按需要设置所需按需要设置所需

32、级别的时钟级别的时钟，时钟的性能要求应符合，时钟的性能要求应符合有关的技术规范。有关的技术规范。(3)通过通过相位控制相位控制，在输入基准信号或时钟转换时，其输，在输入基准信号或时钟转换时，其输出的相位变化应不超出规定的要求，并减小输入相位变化对输出的相位变化应不超出规定的要求，并减小输入相位变化对输出相位的影响。出相位的影响。3定时信号输出定时信号输出 (1)应能应能提供所需要的输出信号提供所需要的输出信号，并有热备用，一旦某个输出，并有热备用，一旦某个输出信号发生故障即转入备用。信号发生故障即转入备用。(2)如果需要，可以如果需要，可以扩展输出信号的数量和其他类型扩展输出信号的数量和其他类

33、型的信号。的信号。4同步时钟信号插入单元同步时钟信号插入单元 可以用本设备的频率对输入的可以用本设备的频率对输入的2048 kb/s信号进行信号进行再定时再定时，定，定时后再传送。时后再传送。5同步信号监测单元同步信号监测单元 (1)对接入此单元的信号进行对接入此单元的信号进行性能进行监视性能进行监视：信号丢失、帧：信号丢失、帧失步、循环冗余校验、双极性破坏等。失步、循环冗余校验、双极性破坏等。(2)对某些参数，如最大时间间隔误差对某些参数，如最大时间间隔误差(MTIE)、阿伦方差阿伦方差(AVAR，是一个反映频率稳定度的量，是一个反映频率稳定度的量)、时间方差时间方差(TVAR)等能进等能进

34、行测量，并能送出监测报告。行测量，并能送出监测报告。6日历时钟日历时钟 如果需要，可以产生日历码，输出日历时间信号。如果需要，可以产生日历码，输出日历时间信号。7维护与控制接口维护与控制接口 为了能够遥控及监测，BITS应有通信接口，能与运行维护系统(或网管系统)相连，对设备的运行状态、告警及监测结果等自动输出或按命令送出报告。4.3.6 数字同步网结构数字同步网结构1全同步网全同步网 在全同步方式下，同步网接受一个或几个基准时钟控制。只有一个基准时钟时，同步网内的其他时钟就都同步到该基准时钟上，如图4.7所示。图4.7 主从同步网图4.8 多基准全同步网同步网中，存在着几个基准时钟，网络中的

35、其他时钟接受这几同步网中，存在着几个基准时钟，网络中的其他时钟接受这几个基准时钟的共同控制个基准时钟的共同控制需要采用一定的方法对基准时钟进行校验，以保证基准时钟间需要采用一定的方法对基准时钟进行校验，以保证基准时钟间的同步。目前，一般采用如下两种方法：的同步。目前，一般采用如下两种方法：(1)在所有的基准时钟上装配在所有的基准时钟上装配GPS接收机接收机，使所有基准时，使所有基准时钟通过钟通过GPS系统跟踪系统跟踪UTC，保持与保持与UTC一致的长期频率准确度一致的长期频率准确度,从而达到全网同步运行的目的。从而达到全网同步运行的目的。(2)在基准时钟层面上，基准时钟间采用类似在基准时钟层面

36、上，基准时钟间采用类似互同步互同步的方的方法，每个基准时钟都与其他基准时钟相连，并进行对比计算，法，每个基准时钟都与其他基准时钟相连，并进行对比计算，以获得一个更为准确的以获得一个更为准确的综合频率基准综合频率基准。然后去。然后去调整每个基准调整每个基准时时钟，使网络同步运行。钟，使网络同步运行。2全准同步网全准同步网 在全准同步方式下，网内的所有时钟都独立运行，不接受其他时钟的控制。网络采用分布式结构，网络内时钟没有高级和低级之分，同步网以各个时钟为中心，划分为多个独立的同以各个时钟为中心，划分为多个独立的同步区，各时钟负责本区内设备的同步步区，各时钟负责本区内设备的同步。在各个时钟之间不需

37、要定时链路的连接，没有局间定时分配。3混合同步网混合同步网 在混合同步方式下，将同步网划分为若干个同步区，每个同步区是一个子网，在子网内采用全同步方式，在子网间采用准同步方式。图4.10 混合同步4.4 同步网的主要技术指标同步网的主要技术指标滑码：滑码：在同步传输或准同步传输的数字码流中，由在同步传输或准同步传输的数字码流中，由于缓冲存储器的读和写的速率不一致造成一组比特丢于缓冲存储器的读和写的速率不一致造成一组比特丢失或重复插入的现象。失或重复插入的现象。数字网中各节点的数字网中各节点的时钟频率存在偏差时钟频率存在偏差是引起滑码的是引起滑码的主要原因。主要原因。图4.12 缓冲器容量为1

38、bit时的滑码滑码是一种数字网的同步损伤。图4.13是缓冲器的容量为1帧时滑码产生的情况。图4.13中，f af c，即对于缓冲器是写得快而读得慢，缓冲器存储的码元逐渐增加，当增加至一帧时，将产生一次滑码，从而丢失1帧的码元。图4.13(b)是f bf c的情况，这时滑码一次，码元将增加1帧。2滑动的影响滑动的影响滑动对不同的通信业务会产生不同的效果，信息冗余度越高的系统，滑动的影响就越小。滑码对语音的影响较小。一次滑码对于PCM基群将丢失或增加一个整帧，但对于64 kb/s的一路话音信号则丢失或增加一个取样值，这时感觉到的仅是轻微的卡嗒声。由于话音波形的相关性，因此能够有效地掩盖这种滑码的影

39、响，对于电话而言可以允许每分钟滑码5次。对于对于PCM系统中的系统中的随路信令而言，滑码将造成复帧失步随路信令而言，滑码将造成复帧失步。复帧失步后的恢复时间一般为复帧失步后的恢复时间一般为5ms。因此一次滑码将造成随路因此一次滑码将造成随路信号信号5ms的中断的中断。对于公共信道信令，由于。对于公共信道信令，由于ITU-T No.7信号系信号系统采用统采用检错重发检错重发(ARQ)方式方式，发生滑码以后则要求发端将有关的，发生滑码以后则要求发端将有关的信令重发一次，因此滑码将使呼叫接续的信令重发一次，因此滑码将使呼叫接续的速度变慢速度变慢，而不致造，而不致造成接续的错误。成接续的错误。对于对于

40、64 kb/s及中速的数据，滑码造成丢失或增加的数据可及中速的数据，滑码造成丢失或增加的数据可以为以为检错程序检错程序所发现，并要求前一级将此数据重发，虽然不会所发现，并要求前一级将此数据重发，虽然不会发生错误，但发生错误，但延迟了信息传送时间，降低了电路利用率延迟了信息传送时间，降低了电路利用率。如果。如果要求无效时间小于要求无效时间小于1%5%，则每小时可以允许滑码发生，则每小时可以允许滑码发生l7次。次。4.4.2 抖动和漂移抖动和漂移 同步网定时性能的一项重要指标为同步网定时性能的一项重要指标为抖动和漂移抖动和漂移。数字信号的抖动定义为数字信号的数字信号的抖动定义为数字信号的有效瞬间在

41、时间上偏离其理有效瞬间在时间上偏离其理想位置想位置的的短期短期变化，变化，数字信号的漂移定义为数字信号的有效瞬间在时间上偏离其理数字信号的漂移定义为数字信号的有效瞬间在时间上偏离其理想位置的想位置的长期变长期变化化通常把往复变化频率通常把往复变化频率超过超过10 Hz的称为抖动，而将小于的称为抖动，而将小于10 Hz的的相位变化称为漂移。相位变化称为漂移。4.4.3 时间间隔误差时间间隔误差 时间间隔误差是在特定的时间周期内，时间间隔误差是在特定的时间周期内，给定的定时信号与给定的定时信号与理想定时信号的相对时延变化理想定时信号的相对时延变化，通常用，通常用ns、s或单位时间间隔或单位时间间隔

42、UI来表示。来表示。4.5 我国的同步网我国的同步网我国同步网同步方式：我国同步网同步方式：多基准、等级主从同步方式，即主从同步方式多基准、等级主从同步方式，即主从同步方式等级结构：等级结构：四级结构：四级结构：PRC基准时钟、转接局、本地局、基准时钟、转接局、本地局、设备从时钟设备从时钟第一级是基准时钟，由第一级是基准时钟，由铯铯(原子原子)钟或钟或GPS配铷钟配铷钟组成。它是数组成。它是数字网中最高等级的时钟，是其他所有时钟的惟一基准。字网中最高等级的时钟，是其他所有时钟的惟一基准。在北京在北京国际通信大楼安装三组铯钟国际通信大楼安装三组铯钟，武汉长话大楼安装两组超武汉长话大楼安装两组超高精度铯钟及两个高精度铯钟及两个GPS，这些都是超高精度一级基准时钟这些都是超高精度一级基准时钟(PRC：Primary Reference Clock)。思思 考考 题题1什么是同步?数字网为什么需要同步?2同步网传送定时基准的方法有哪些?3数字网同步方式有几种?各有何特点?4说明BITS的组成和各部分功能。5利用基本的网同步方法，可以组成哪些结构同步网?6数字同步网的技术指标有哪些?7数字通信中的滑码是如何产生的?滑码对通信有什么影响?8什么是抖动和漂移？它们的存在对数字通信系统有何影响？9叙述我国同步网的等级和结构。