114

осуществляются параллельно методом итераций: вначале создается СС как наложенная

на существующую сеть система, топология такой системы делается из общих соображений,

параметры синхросигналов рассчитываются оценочно; затем производятся измерения па-

раметров синхросигналов в наиболее ключевых точках; на основании данных о параметрах синхросигналов принимается решение о модернизации определенного участка СС; затем выполняется модернизация, ее эффективность проверяется на основании измеренийпара-

метров синхросигналов в новой системе и т.д. В результате измерительный компонент ста-

новится очень важным компонентом динамически развиваемой СС. Обычно измерения проводятся либо отдельными измерительными приборами, либо территориально-распре-

деленными измерительными комплексами (ИКС). В последнем случае измерительная под-

система и подсистема управления объединяются в рамках общего программного обеспече-

ния на основе TMN (см. рис. 4.1). Важным следствием применения этого метода является то, чтоСС создается и модернизируетсяна основании данныхо параметрахсинхросигналов сети и требований к их параметрам.

4.2.1. Структура системы межузловой синхронизации

CMC является основой системы синхронизации и представляет собой объединение за-

дающихгенераторовузлов СС по сетисвязи. Рассмотрим основные режимыработы генера-

торов межузловой синхронизациивсистеме связи.В мировойпрактике существует несколь-

ко режимов работы генераторов, определяющих топологию CMC. Схемы синхронизации сетимогутбытьразделенынасхемыпринудительной(сервосинхронной,гомохронной,другое название — система «ведущий-ведомый»(«master-slave»)), независимой (асинхронной, ге-

теросинхронной, плезиохронной) и взаимной (автосинхронной) синхронизации.

1. На рис. 4.2 показана схема независимой синхронизации, которая используется для плезиохронной работы телекоммуникационных узлов, например, при взаимодействии на-

циональных систем связи, каждая из которых имеет свою систему синхронизации. Сети,

построенные по данному методу, называются анархическими сетями. Каждый узел сети имеет собственный локальный тактовый генератор (PRS — PrimaryReference Source). Неза-

висимо от остальных узлов сети он задает тактовую частоту и фазу (асинхронный режим).

Для предотвращения достаточно больших потерь информации в результате проскальзыва-

ний необходимо обеспечитьстабильность частоты и фазы тактовыхгенераторов в заданных допусках (плезиохронный режим). Согласно данной схеме, цифровое оборудование в сети синхронизируется независимо и взаимодействует друг с другом только через каналы трафи-

ка. Различие тактовых частот, неизбежное для такой схемы, будет приводить к появлению в ней проскальзываний и точек рассинхронизации.

Схема независимой синхронизации в сетях связи используется редко, только для соеди-

нения региональных сетей, имеющих свои независимые СС, а также для синхронизации в спутниковом канале.

116

От PRS синхросигналы распределяются по каналам передачи ко всем генераторам СС,

называемымвторичнымизадающимигенераторами (ВЗГ). Все ВЗГработаютв режимепри-

нудительной синхронизации и образуют многоуровневую иерархию источников синхрони-

зации. Источники более низкого уровня иерархии берут синхросигнал от источников более высокого уровня, хотя допускаются связи между источниками внутри одного уровня. В ре-

зультате каждыйисточник синхронизации в системесвязи синхронизирован по цепиот пер-

вичного эталонного генератора. Чем длиннее цепочка, тем больше ухудшение параметров синхросигнала. Поэтому при построении СС и ее модернизации одним из основных зако-

нов является проектирование СС таким образом, чтобы количество переприемов синхро-

сигнала было минимальнымдля каждого направления. Чтобы добитьсяэтого, иногда требу-

ется разделить систему связи на несколько регионов и разместить в каждом регионе PRS.

Вэтом случаедлякаждого регионастроитсясвояиерархия подуправлениемPRS, а регионы взаимодействуют друг с другом по схеме независимой синхронизации (плезиохронной ра-

боты).Притакой структуресети носятназваниеолигархическихсетей [22].Некоторыеузлы сети, которые являются полностью равноправными между собой, задают тактовую частоту в сети и управляют остальными узлами. Таким образом можно создавать подсети, в преде-

лахкоторых обеспечивается стабильность частоты.

Так, например,система межузловой синхронизации ВССРФ состоит из 5регионов пле-

зиохронной работы [21]. Образование регионов плезиохронной работы может происходить как по причинам технического плана, так и по административно-политическим.

3. Взаимнаясинхронизацияпредусматриваетсинхронизациюравноправныхустройств путем усреднения тактовых частот. Сети, использующие принцип взаимной синхрониза-

ции, носят название демократических сетей. Все генераторы узлов сети участвуют в уста-

новлении средней, общей для всей сети, тактовой частоты. В каждом узле входящие опор-

ные частоты усредняются, и этот результат используется в качестве тактовой частоты для местного использования и для передачи. Как правило, тактовая частота сети стремится к единственной стабильной величине и обеспечивает теоретически максимально точную синхронизацию цифровых устройств, что было доказано в технической литературе. Однако методуприсущиследующие серьезные недостатки:

неопределенность точного значения усредненной частоты;

неопределенность поведения во время переходных процессов;

зависимость устанавливаемой для каждого значения тактовой частоты fт от времени распространения сигналов по линиям связи;

территориально распределенные СС не могут обеспечить высокуюнадежность соеди-

нений пометодуполносвязной сети, вэтом случае само усреднениетехнически реализовать сложно;

большое количество устройств в сети приводит к резкому увеличению количества со-

единений по синхронизации, что также нежелательно;

сбой любого устройства в схеме способствует значительной деградации всей СС;

117

схема взаимной синхронизации предусматривает равноправность устройств, что на-

ходится в противоречии с иерархической структурой систем связи.

В практике построения СС современных сетей связи этот вариант организации синхро-

низации не нашел большого распространения. Обычно схема взаимной синхронизации ис-

пользуется не в распределенных, а в централизованных системах, например для конфигура-

циисоставногопервичногоэталонногогенератора,всоставкоторогомогутвходитьнесколько резервированных цезиевых стандартов. Одной из схем резервирования может быть схема взаимной синхронизации.

Основные рекомендации по системе синхронизации цифровых телефонных сетей [22]:

1)на первом этапе внедрения цифровых систем коммутации все станции и узлы этих систем будут работать в плезиохронном режиме;

2)концентраторы, включаемые в опорные станции и оконечные станции трактов ИКМ,

подключаемых к транзитным узлам, будут работать в режиме принудительной синхрониза-

ции со стороны опорной станции или транзитного узла;

3)долговременная нестабильность генераторов опорных станций и транзитных узлов должна быть не хуже 10–9;

4)на опорных станциях и транзитных узлах должна быть предусмотрена буферная па-

мять на 256 бит для компенсации блужданий и уменьшения эффекта скольжения;

5)все генераторы электронных станций должны иметь вход для внешнего управления частотой;

6)цифровые сети должны синхронизироваться по методу принудительной синхрониза-

ции с возможностью перехода в плезиохронный режим в аварийных ситуациях (при по-

вреждении трактов синхронизации);

7)отдельные синхронные сети будут работать между собой в плезиохронном режиме

сучетом дальнейшего перехода к режимупринудительной синхронизации;

8)параметры устройств синхронизации, тактовых генераторов и буферной памяти дол-

жны определяться в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т по мере появления такихреко-

мендаций.

Были сформулированы несколько довольно простых правил проектирования и расчета СС [21]. Первым приемом при проектировании СС стало использование графов, уже широ-

ко применявшихся при проектировании топологии систем связи. Граф синхронизации,

в отличие от графа топологии сети, должен быть незамкнутым. Любое замыкание графа СС приводит к появлению так называемой «петли в СС», когда синхросигнал проходит по зам-

кнутомупути.Какследствие возникает положительная обратнаясвязь, усиливающая откло-

нения в стабильности синхросигнала, что в конечном итоге приводит к деградации всего участка СС. Поэтомуосновным правилом при проектировании топологии современныхСС является исключение «петель в СС». Это стало первой элементарной концепцией постро-

ения СС. Таким образом, топологии трафиковой сети и СС принципиально различные, по-

этому СС должна проектироваться отдельно от системы связи. Например, первичная сеть