相關數字同步網的常用術語通常是由ITU-T G.810給予定義與解釋的,我國相關數字同步網的標準中依據G.810也給出了相同的解釋,往往是在標準的附錄中提供的。下述是依據通信相關標準給出的數字同步網技術的常用術語的定義匯集,以供通信人查詢。
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一、基本概念
1、同步網(Synchronization Network)是一個用于提供定定時基準信號的網絡。是通過同步鏈路將同步網節點連接起來而形成的物理網。同步網節點由各級時鐘構成。
2、網同步(Network Synchronization)是一個廣義上的概念,用來描述在網絡中將公共頻率信號或時間信號傳送到所有網元的方法。
3、同步的網(Synchronous Network)指這樣一個網絡,它的所有時鐘在正常工作狀態下,都具有相同的長期頻率準確度。
4、同步單元(Synchronization Element):指為所連接的網絡單元提供定時服務的時鐘。包括符合G.811、G.812、G.813建議的時鐘。這是一種廣義上的定義,包括:基準時鐘,即性能滿足G.811建議的時鐘。定時供給單元,即性能滿足G.812建議的時鐘,包括獨立型和混合型定時供給單元。設備時鐘,即各種設備中的時鐘或同步單元,其性能滿足G.812建議或G.813建議,例如交換機時鐘和SDH設備時鐘。
5、定時供給單元(SSU,Synchronization Supply Unit):一個邏輯功能單元,能夠對參考信號進行選擇、處理和分配,并且符合建議G.812規定的性能。定時供給單元可分為獨立型定時供給單元和混合型定時供給單元。
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6、獨立型定時供給單元(SASE,Stand Alone Synchronization Equipment):是指能夠完成對定時信號選擇、處理和分配,并且具有自己的管理功能的獨立設備。在北美,獨立型定時供給單元又被稱為通信樓定時供給系統(BITS,Building Integrated Timing System)。目前人們常說的同步網設備一般指SASE(即BITS)。由于我國同步網起步時主要參照北美標準,因此一直簡稱同步網設備為BITS。
7、混合型定時供給單元:是指能夠完成對定時信號選擇、處理和分配等功能,但是這些功能與其他功能結合在一套設備中。例如DXC設備時鐘,具有G.812功能,但不是一套獨立設備。但它可以做同步網設備使用。
8、同步網設備時鐘:一般包括基準時鐘和定時供給單元。其中,多數定時供給單元是獨立型的,但有些定時供給單元是由設備時鐘構成的,即混合型定時供給單元。
9、SDH設備時鐘(SEC,SDH Equipment Clock):一般由晶體鐘構成,其性能由G.813規范規定。當SDH設備處在通信樞紐或承載的業務量較大時,也可能采用G.812時鐘。G.813規定了兩類時鐘,即I類為2.048Mbit/s系列(我國選用此類)和II類為1.544Mbit/s系列。G.783中規定了SDH設備的時鐘功能,G.803中規定了SDH網定時參考鏈模型。
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10、同步鏈路(Synchronization Link)是指連接兩個同步網節點的物理鏈路,用來承載定時信號和同步信息。
11、同步鏈(Synchronization Chain)是指由同步網節點和同步鏈路組成的物理路由,用來承載定時信號和同步信息。例如,為了將基準定時信號傳遞到末端網元,需要經過各級同步網節點和同步鏈路,形成一條承載定時信號和同步信息的路由,即一條同步鏈。
12、同步參考鏈(Synchronization Reference Chain)是一個假設的同步鏈,用來模擬計算同步網中的抖動和漂動。
13、同步狀態信息(SSM,Synchronization Statue Message)或稱定時質量標記(Timing Markers),用于在同步定時鏈路中傳遞定時信號的質量等級,使得同步網中的節點時鐘通過對SSM的讀解獲取上游時鐘的信息,對本節點的時鐘進行相應操作(如跟蹤、倒換或轉入保持),并將該節點同步信息傳遞給下游。
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14、時鐘質量等級(Clock Source Quality-Level):SEC或SASE的質量等級指該時鐘最終跟蹤的時鐘的等級,即經過一串SDH時鐘SEC和同步網時鐘SASE最終跟蹤的時鐘的質量等級。它可以是符合G.811的PRC,也可以是G.812鐘或G.813時鐘的保持運行狀態和自由運行狀態。
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二、網絡工作狀態
1、異步狀態(Asynchronous Mode)指網絡中的所有時鐘都工作在自由運行狀態。網絡內各時鐘間可以存在較大頻率偏差。
2、準同步狀態(Plesiochronous Mode):指網絡中所有時標或信號都工作在幾乎相同的速率上,任何變化都不能超過規定的范圍。在國與國之間或不同的運營者之間的同步網一般采用準同步狀態,而國內網間和網內采用同步狀態。處于準同步狀態運行的時鐘有很高的準確度和穩定度,使它們之間的頻率變化很小。
3、偽同步狀態(Pseudo-synchronous Mode):是這樣一個狀態,網絡中的所有時鐘在正常工作狀態下與一個符合建議G.811的基準時鐘的長期頻率準確度相同。但不是所有時鐘都跟蹤到同一個基準時鐘上。網絡中的時鐘可能跟蹤到不同的基準鐘上。但時鐘運行時的準確度很高,時鐘間頻率偏差很小。
4、同步狀態(Synchronous Mode):是這樣一種狀態,網絡中的所有時鐘都跟蹤到同一個或一組基準源上。正常情況下,網絡內時鐘間沒有頻率偏差。
三、網絡中時鐘地位和時鐘間同步方式
1、主鐘(Master Clock):是一個信號發生器,它可以產生一個準確的頻率信號去控制其他信號發生器。
2、從鐘(Slave Clock):是一個時鐘,它的輸出信號相位鎖定到一個高質量的時鐘上。
3、基準鐘(PRC,Primary Reference Clock)簡稱PRC,是一個參考頻率基準,它可以提供一個符合G.811規范的頻率參考信號。PRC一般指能夠自主運行的原子鐘組,一般由銫鐘組成。
4、基準源(PRS,Primary Reference Source)簡稱PRS,是一個參考頻率基準,它可以提供一個符合G.811規范的頻率參考信號。一般由GPS配置銣鐘或精選高級晶振組成。在失去GPS信號后,它將降質為二級時鐘。在國內又稱PRS為區域基準,即LPR。
5、區域基準(LPR,Local Reference Source):在我國把PRS稱為LRP,以區別于由銫鐘構成的全國基準。國際時鐘基準中無此等級。
6、主從同步狀態(Master Slave Mode):是這樣一個狀態,網絡中一個被設計為主鐘的時鐘作為參考標準,并向其他時鐘分配該參考信號,網絡中其他時鐘作為從鐘,受主鐘控制。網絡中的時鐘是分級的,可以分為主從兩級,也可以分為多級。
7、互同步狀態(Mutually Synchronized Mode):是這樣一個狀態,網絡中的所有時鐘都在一定程度上接受其他時鐘的控制。網絡中的時鐘是不分級別的。互同步要求時鐘具有很高的頻率準確度和穩定度。因為要實時計算網絡參數,根據該參數對網絡時鐘進行動態調整,這種方式一般僅適合網絡規模小且結構簡單的網絡,因此,很少被采用。
8、全球定位系統(GPS,Global Position System):簡稱GPS,是由美國軍方開發研制的一套衛星系統,可以向全球范圍內提供定時和定位的功能。它由24顆衛星組成。全球各地通過GPS接受機接受衛星發出的信號,調整本地時鐘的準確度,使其跟蹤UTC。
9、全球導航衛星系統(GLObal NAvigation Satellite System):簡稱GLONASS,是前蘇聯緊跟美國GPS研究發展的衛星導航定位系統。也由24顆衛星組成,工作原理與GPS相似。
四、時鐘的工作狀態
下面的定義主要針對通信網中的從鐘。不包括自主運行的基準鐘。
1、自由運行狀態(Free Running Mode)是時鐘的一個運行狀態。此時,時鐘的輸出信號取決于內部的振蕩源,并且不受伺服鎖相環系統的控制。在這種狀態下,時鐘從來沒有網絡參考輸入信號,或者已經丟失了參考輸入信號并且沒有與外參考信號相關的存儲數據,可供捕獲外參考信息。當時鐘的輸出信號不受外參考信號的直接控制或間接影響時,時鐘進入自由運行工作狀態。當時鐘的輸出信號鎖定到外參考信號時,自由運行狀態結束。
2、保持工作狀態(Hold Over):是時鐘的一個運行狀態。此時,時鐘丟失其外參考信號,使用在鎖定狀態下存儲的數據來控制時鐘的輸出信號。存儲數據用來控制相位和頻率變化,使時鐘在指標范圍內重建鎖定狀態的性能。當時鐘的輸出信號不受外參考信號的直接或間接控制時,時鐘進入保持工作狀態。當時鐘的輸出信號鎖定到外參考信號時,保持狀態結束。
3、鎖定狀態(Locked Mode):也稱為跟蹤狀態,是時鐘的一個運行狀態。此時,時鐘的輸出信號受外參考信號的控制,這樣時鐘的輸出信號的長期平均頻率與輸入參考信號一致,并且輸出信號和輸入信號間的定時錯誤是相關聯的,即當主鐘信號在從鐘的牽引范圍內劣化時,從鐘也隨之劣化。鎖定狀態是從鐘的正常工作狀態。
4、定時環(Timing Loop)從鐘跟蹤到自己提供的網同步信號的現象,稱為定時環。當從鐘輸出或經過網絡間接環回到輸入時,發生定時環。在網絡設計時要注意避免定時環。
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