浅谈SDH传输系统中的时钟同步 网络

yuyang911220

同步网的基本功能是准确地将定时基准信号从基准时钟向同步网的各节点传递，从而调节网中的各时钟，以建立并保持同步，满足电信网传递各类业务信息的要求。数字同步网的服务对象是各钟业务网（海缆站目前是SDH），数字同步网是由节点时钟设备和同步（定时）链路组成的一个实体网，为各种业务网提供定时。同步链路指用来传送定时信号和同步信息，一般指2个同步网节点间的物理链路。同步不良将会引起网络中数字信号的频偏、抖动及漂动，对传输网络而言，会引起指针调整、误码等现象。

术语解释

简称	全称	中文释义	备注
SEC	Sychronous equipment clock SDH equipment clock	同步设备时钟 SDH设备时钟	也称网元时钟，即设备的内部时钟/SETS，每个NE提供SEC
GPS	Global Positioning System	全球定位系统	提供高精度定时，可以作为时钟参考信号输入
PRC	primary reference clock	主基准时钟	是对某一类时钟的定义，定义为最高级别的时钟
LPR	Local primary reference	区域基准时钟	该区域内的各级时钟同步于LRP，当它有外接的参考时钟时，该参考时钟为PRC
SSU	Synchronization supply unit	同步供给设备	SSU是数字同步网的节点从钟，具有频率基准选择、处理和定时分配功能。同步供给单元可以是独立型同步设备，也可以是依附于其他相关设备（例如DXC/ADM等）的一种功能单元。
BITS	Building Integrated Timing Supply System	大楼综合定时供给系统	为数字通信设备提供高精准度时钟信号的一种设备
MS	Master-slave synchronization	主从同步	用单一基准时钟经同步分配网的同步链路控制全网同步，网中使用一系列分级时钟，每一级时钟都与上一级时钟或同一级时钟同步。使得网络中所有时钟都能最终跟踪到唯一的主基准时钟（PRC）
SSM	Synchronization state message	同步状态信息	该信息用于定义时钟参考源的级别，用于在同步定时传递链路中直接反映同步定时信号的等级
TNC	Transit node clock	G.812转接节点时钟信号	相当于SSU T(SSU Transit)
LNC	Local node clock	G.812本地节点时钟信号	相当于SSU L(SSU Local)
DNU	Do not use	不应用作同步	SSM级别为DNU的参考源不能用作时钟源

同步网里面的节点设备（BIT/SSU，SDH设备等）可以同时有时钟输入口和时钟输出口。SSU和BITS都有多路时钟输入和多路时钟输出，提供多路时钟输入，可以在在用时钟信号丢失时，自动切换到另外备用的一路（按照优先级设置）。SDH设备一般有1路或者2路时钟输入，也提供1路时钟输出（有些SDH设备没有提供时钟输出接口），当没有提供时钟输出口时，要获得这个设备的时钟信号，可通过STM-N线路来提取。为了提高安全可靠性，楼内设备最好是接受来自同步供给单元上两路定时基准信号的同步（即采用一主一备的外定时信号方式）。

同步接口包括各级时钟设备的输入/输出端口（对于基准时钟PRC，只存在输出端口）及与同步链路相关的设备（如传输设备等）时钟输入输出端口。可以有3钟类型：2048KHz接口、2048Kbit接口和STM-N接口。

时钟的工作模式：
1、locked/lockout（跟踪锁定模式）
     跟踪锁定的时钟基准是外部时钟参考源，此模式可理想地还原外基准时钟并输出，可看做接收外部时钟参考后原封不动地再输出和分配。此工作模式时钟精度最高。
2、hold-over（保持模式）
     当外部基准时钟源丢失后，进入保持模式，意思是利用原先跟踪或存储的数据，通过记忆功能提供与原定时基准较相符的定时信号，维持一段时间的输出，此种工作方式提供的较高精度时钟不能持续很久，此种工作模式的时钟精度仅次于正常工作模式的时钟精度，但性能优于自由震荡。
3、free running（自由震荡模式）
    当从时钟丢失所有外部基准定时，也失去了定时基准记忆或处于保持模式时长，从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式，此时钟信号不受外部参考源控制，输出时钟信号的准确度和稳定度取决于震荡器本身。

SDH网元时钟源的种类
外部时钟源	由SETPI功能块提供时钟输入接口，从提供的外接口接入时钟参考信号
线路时钟源	由SPI功能块从STM-N 线路信号中提取时钟信号，定时信号由该站点的SDH网元经过SDH传输链路送往其他站点SDH网元或者是本站其他SDH设备
支路时钟源	由PPI功能块从PDH支路信号中提取 不过该时钟一般不用。
设备内置时钟源	由设备内部SETS功能块提供，即是设备内部时钟源

同时SDH网元通过SETPI功能块向外提供时钟源输出接口，从而可以向外输出时钟参考信号

同步的几种方式介绍
主从同步：网络中一个设计为主钟的时钟作为参考标准并向其他时钟分配该参考信号，网络中其他时钟为从钟，受主钟控制，所有时钟都跟踪到一个基准上，网络中的从钟是分级的，可分为主从两级，也可分为多级。简单理解为每一级时钟都与其上一级同步，在网中最高一级的时钟为基准参考时钟（PRC）也称主钟。可以这样理解，主钟是一个信号发生器，去控制其他较低等级的节点时钟。

伪同步：网络中包括多个分网络，各分网络中的PRC皆符合G.811建议的要求，分别控制各自网络的同步，分网络中的各级从时钟以等级主从同步方式分别同步于各分网络中的PRC。因此各分网络的时钟相互独立但不完全相同，批次误差极小接近同步。各国家网络之间的工作方式是伪同步工作方式。







外基准注入：是利用GPS（卫星全球定位系统），在网元重要节点局安装GPS接收机，提供高精度定时基准时钟。形成地区级基准时钟(LPR), 该地区其它的下级网元在主时钟基准丢失后仍采用主从同步方式跟踪这个GPS提供的基准时钟.