3.2 Режимы работы тактовой сетевой синхронизации

В современных цифровых сетях тактовая синхронизация обеспечивается системой тактовой сетевой синхронизации (ТСС). Система ТСС должна обеспечивать устойчивую работу всех задающих генераторов, установленных на цифровой сети. Основным режимом функционирования ^Сети в идеале должен быть синхронный режим, при котором обеспечиваются хорошие условия передачи сообщений, но возможны и другие ре­жимы функционирования сети, определяемые принципами построения и организацией ТСС. В соответствии с Рекомендацией G.803 МСЭ-Т определены четыре режима работы цифровой сети: синхронный, псевдосин хронный, плезиохронный и асинхронный.

Синхронный - наилучший режим работы цифровой сети, при котором проскальзывания носят случайный характер и возникают только в аварийных ситуациях. Этот режим обычно используется в пределах одног региона синхронизации национальной или сети одного оператора.

Псевдосинхронный режим имеет место в тех случаях, когда на цифр₀. вой сети работают два (или несколько) независимых задающих генерато­ров, стабильность частоты которых не хуже 1-10 ^-11 в соответствии с Ре­комендацией МСЭ-Т G.811. Такой режим функционирования возникает при совместной работе независимых национальных сетей или регионов синхронизации одной национальной сети (ЕСЭ), а также при взаимодей­ствии сетей различных операторов, осуществляющих синхронизацию от различных эталонных источников. Согласно Рекомендации МСЭ-Т G.802, если национальные сети с независимой синхронизацией соединяются че­рез международный тракт, который не синхронизирован ни с одной из двух национальных сетей (например, проходит через третью цифровую национальную сеть), то этот тракт должен быть синхронизирован от ис­точника, удовлетворяющего Рекомендации МСЭ-Т G.811. В случае, когда национальные сети с независимой синхронизацией соединяются через международный цифровой тракт, который синхронизирован со страной передачи, то стык псевдосинхронных сетей должен осуществляться в стране приема. На участках цифровой сети, где имеет место псевдосинхронный режим, происходит практически незаметное ухудшение качества передачи сообщений за счет появления не более одного проскальзывания за 70 сут.

Плезиохронный режим работы на цифровой сети возникает, когда учас­ток цифровой сети синхронизируется от генератора, относительная ста­бильность которого ниже 1-10^{- 11}, но не хуже 1-10 ^-9. При этом возникает не более одного проскальзывания за 17 ч. Этот режим нельзя считать ава­рийным, но в то же время такой режим нежелателен и допустим лишь да сравнительно коротком временном интервале, не превышающем несколь­ких суток.

Плезиохронный режим возникает в тех случаях, когда какой-либо из задающих генераторов (ЗГ) не может принимать внешний синхросигнал и переходит в так называемый режим удержания частоты (holdover mode), при котором запоминается частота синхросигнала перед его поте' рей. Далее, с течением времени, генератор постепенно переходит в ре жим свободных колебаний (free-run mode). Поэтому для соблюдения рекомендаций по частости проскальзываний длительность работы в режиме удержания должна быть жестко ограничена во времени. По точности запоминания и допустимому дрейфу частоты генераторы транзитных и мест­ных станций, относящиеся соответственно ко второму и третьему иерархическим уровням, должны удовлетворять согласно, Рекомендации МСЭ-TG 812, следующим требованиям (табл. 3.1):

Таблица 3.1

Тип станции	Точность запоминания	Суточный дрейф
Транзитная (сетевой узел)	5*10-11	1*10-9
Местная (сетевая станция)	1*10-8	2*10-8

При переходе в режим свободных колебаний соответствующее обору­дование начинает функционировать асинхронно с остальной сетью.

Асинхронный режим характеризуется относительной нестабильностью, которая в зависимости от типа ЗГ лежит в пределах от 1*10 ^{- 8} до 5*10^{- 9}. При этом проскальзывания возникают каждые 7 с. Такой режим работы цифровой сети недопустим и соответствует аварийной ситуации.

Как уже отмечалось, для реализации полностью синхронной сети используется, в основном, принудительный способ синхронизации. Ведоые генераторы на сети ПЦИ управляются синхросигналом тактовой частоты 2048 кГц, выделенным из первичной группы 2048 кбит/с, несу­щей коммерческую информацию.

Вследствие целого ряда причин фронты информационных цифровых сигналов при их передаче по линии подвержены фазовым флуктуациям, которые приводят к фазовым флуктуациям выделенных синхросигналов 2048 кГц. Фазовые флуктуации возникают и в аппаратуре группообразования за счет согласования скоростей объединяемых потоков, причем двустороннее согласование скоростей создает низкочастотные фазовые флуктуации (фазовые блуждания, вандер).

Быстрые фазовые флуктуации называются дрожанием фазы, джиттером. Условно границей между блужданием и дрожанием фазы принимается частота Флуктуации, равная 10 Гц

Фазовые флуктуации, вносимые согласованием скоростей в ПЦИ и на стыках ПЦИ-СЦИ, относительно невелики, поскольку шаг подстройки равен одному биту. В системах СЦИ за счет обработки указателей возникают фазовые флуктуации значительно большей величины, так как шаг подстройки составляет здесь один или три байта (8 или 24 бит). Кроме того, вследствие использования в системах СЦИ двустороннего согласо вания, в спектре фазовых флуктуации содержатся интенсивные НЧ со ставляющие, трудно поддающиеся фильтрации. Согласно Рекомендации МСЭ-Т G.803, первичные группы 2048 кбит/с не должны использоваться для переноса синхросигнала для ПЦИ через СЦИ. Для этого должны ис­пользоваться сигналы STM-N, которые не подвержены влиянию фазовых дрожаний от обработки указателей. С помощью сигналов STM-N на сты­ках формируются сигналы синхронизации 2048 кГц, которые таким обра­зом становятся основными синхросигналами в системе.

Для передачи сигналов синхронизации от систем СЦИ к линиям ПЦИ требуется сформировать специальные первичные группы 2048 кбит/с, на которые не влияют процессы преобразований, происходящие в системах СЦИ. Для этой цели можно использовать мультиплексоры первичной группы, которые синхронизируются от синхросигнала 2048 кГц, получен­ного от системы СЦИ, или применить аппаратуру преобразования пер­вичной группы, в которой происходит с помощью буферной памяти пере­нос передаваемой информации на частоту синхросигнала 2048 кГц, полу­ченного от системы СЦИ.

При построении сетей с принудительной синхронизацией используют ведущие генераторы очень высокого качества, обеспечивающего точность установки и поддержания частоты не хуже 1*10^{- 11}. Это необходимо для обеспечения синхронного или псевдосинхронного режима работы на стыках этих сетей. Такие генераторы называются первичными эталонными генера­торами (ПЭГ), составляющими аппаратуру первого уровня иерархии сети синхронизации.

Высокая точность установки частоты и поддержания ее номинального значения обеспечивается использованием в ПЭГ не менее трех эталонных источников этой частоты и проведением их непрерывного сличения между собой. В качестве источников эталонной частоты в ПЭГ могут использо­ваться атомные цезиевые или рубидиевые стандарты частоты, или приемни­ки навигационных систем ГЛОНАСС или GPS. Однако в России сигналы от GPS разрешается использовать только как резервные источники синхросиг­налов, что ограничивает область их применения. Генераторы с рубидиевы­ми и особенно с цезиевыми стандартами частоты являются весьма дорого­стоящими и сложными в эксплуатации. Поэтому проблема тактовой син­хронизации национальной телекоммуникационной сети решается путем создания системы тактовой сетевой синхронизации (ТСС), с небольшим количеством основных узлов, которые оснащаются высококачественными первичными генераторами.