SDH网同步源的设定
SDH网同步源的设定（陈笑非）
SDH的设计和应用以网状结构为主，要保证网的安全和稳定，“网同步”是主要的技术要素。实现网同步的目的是使网中所有节点的时钟频率都工作在确定的容差范围内，以保证各交换节点间时钟同频，否则通信就不能得以保障。
网的同步方式各不相同。我国电话公用网采用主从同步方式。即每一级时钟都与上一级时钟同步，最高级为基准主时钟，我国根据ITU－T的标准，采用4种不同质量的时钟等级，以它们作为SDH网的同步源，各级时钟划分如下：
(1)基准主时钟PRC，以绝钟为主，设在北京及武汉。时钟等级为G.811。
(2)转接局从时钟，又称二级主时钟，以铷钟为主，在各省中心，一般由大楼综合定时系统BITS提供，标准为G.812T。
(3)端局从时钟，一般由大楼综合定时系统BITS提供，用于本地同步数字网，标准为G.812L。
(4)设备定时源，由设备内部提供，标准为G.813。
BITS在同步网中使用较多，下面简述其特点：
(1)BITS具有高性能主时钟，受控于上级基准时钟，且能够过滤在传输过程中产生的定时损伤。
(2)BITS有保持能力，在上级参考时钟中断24小时内，时钟能保持原有精度。
(3)BITS有上百个定时信号输出端口，可供给各种业务使用，使新业务的增加有同步的保证。
(4)BITS提供标准接口和协议，使兼容各家BITS设备和统一管理成为可能。
国家电话公用网时钟从上而下采用树型结构，那么在本地网或某一区域内同步源如何选择、设定和运作将是本文重点所在。
SDH设备在实际组网中多以环状结构出现，也有部分是线型结构。当某一节点是多个环状网的连接点，同步源在该节点多以星状分布；在环状网内同步源多以环状分布；在线型结构中一般为线型分布。这些星状、环状及线型同步源的分布，就使得该网有效地工作在主时钟源的控制下，
下面进行详细说明：
1同步源的选择
SDH设备的种类可分为终端复用器TM、分插复用器ADM及交叉连接设备DXC。虽然设备种类不同，但可选时钟源的种类大致相同，分别是以下几种选择：
(1)外同步时钟源输入。设备可以从两个不同的外同步信号输人端口提取时钟，信号可以是2048kbit／s（HDB3）也可以是2048kHz
(2)线路时钟源。对于终端复用设备可从其光线路中提取时钟；对于分插复用设备可以从两个方向的光线路中任选一个做同步源；对于DXC设备可以从多个STM－1信号中选择同步源
(3)支路时钟源。设备可以上下话路时，可从不同支路板的不同分支提取时钟，支路板可以是STM—N／140M／155M／34M／2M中的任意级别，每块支路板所带分支数量不同，有的厂家所有分支均可作为时钟源的提取点，有的厂家规定只有固定的几个支路可作为时钟源的提取点。
SDH选定时钟后，其工作模式有三种：
a.正常工作模式
指在正常状态下的工作模式，此时设备同步于所选的时钟源
b.保持模式
设备对使用的时钟频率进行抽样，计算平均值储存于相应的寄存器中。当定时基准失效后，设备将进入到保持模式，以失效前储存的频率为其定时基准而工作，使其自身的振荡器跟随于这个储存值。振荡器固有频率慢慢漂移，以保证时钟频率在长时间内与基准频率只有很小的频率偏差，可保证滑动损伤在允许指标内。
c.自由振荡模式
当丢失时钟基准，且定时基准没有保持模式，启动设备内部振荡器工作于自由振荡模式，振荡器频率在长时间内与基准频率仅有很小的偏差，系统的内部时钟信号可选做整个设备主时钟，时钟等级标准G.813。不同的振荡器的稳定程度稍有不同
2优先晋级表的设定
SDH设备必须在软件设定相关参数后方能运行，主要包括电路板的生产序号及版本、电路交叉连接、告警的种类及门限值等，这里介绍时钟等级的设定。
就某一节点而言，SDH设备具有按预先设定的优先等级表选择不同同步源的功能。如何选择并安排等级，将直接影响该节点以至全网的同步。
等级表中列出同步源以下相关信息需要设定：
(1)同步源的来源：在该可选框中将自动列出外同步、线路侧电路板的槽位或编号、支路侧电路板槽位及可提取时钟的支路号或者内部振荡器等所有可选方案；
(2)同步源的优先等级：1，2，3……选择同步源后必须设定其优先级，“ 1”表示在多个可选同步源中，该同步源为首选。“2、3……”依次类推；
(3)同步源的质量等级：G.811，G.812T，G.812L，G.813，另外还有“不同于时钟同步”，“质量未知”两种状态。
为满足定时源质量指标的要求，引用同步状态标志SSM，可用STM－N信号中的复用段开销的同步状态字节S1来描述，ITU－T用S1的第5－8比特表示同步状态消息指示。
“0010”表示G.811
“0100”表示G.812T
“0111”表示G.812L
“1111”表示不同于时钟同步
当A站发送至B站的STM－N线路信号被选做时钟源时，B站设备将在其输出至A站方向的SSM中S1字节发送“1111”，这样A站将不再选取这一STM－N信号作为时钟源，避免了时钟环路的出现。
对于2048kbit／s（HDB3）或2048kHz的外同步源，没有S1字节，必须通过软件来设定时钟质量等级。当设备同步于STM－N信号，可达到通过线路或支路信号分配定时的目的，以保证节点从时钟同步于基准时钟。STM－N信号中同步状态标志SSB的S1字节指示了其承载的当前定时源质量等级，不能人为设定。
当设备预先设定了同步源优先等级表，有不同的时钟源可供选择。设备选择最高等级的同步源，如果该同步源失效，设备将自动选择等级表中次高级同步源。但选择同步源的方法不仅基于时钟等级还要考虑时钟质量，是由二者共同决定。当高等级同步源再次可以使用时，当前时钟将自动切换回高等级同步源。
3同步源失效
SDH设备设定多个同步源后，当所选时钟基准失效后，SDH设备能自动倒换至另一时钟基准，不同同步源失效的情况有所不同，以下出现的各种告警信号可以通过SDH设备自身检测出来：
(1)2048kHz外时钟选作同步源
LOS 输入信号丢失
(2)
2048kbit／s外时钟选作同步源
LOS 输入信号丢失
AIS 告警指示信号
2Mbit／S EXC
2Mbit／S输入检测到误码
(3)STM—N信号选作同步源
LOS 输入信号丢失
LOF 帧丢失
MS－AIS 复用段收到AIS信号
MS－EXC 复用段检测到误码
(4)2048kbit／s支路选作同步源
LOS 输入信号丢失
AIS 告警指示信号
EBER 复用段检测到误码
另外定时基准信号偏离劣化也能造成时钟源失效：
(5)同步源频率偏差超过允许值
(6)STM—T中表示同步状态标准SSM的S1字节指示的时钟等级低于门限值
4设备同步鹰号输出
当设备工作于某一选定的同步源后，就将同步信号送至它的线路侧，支路侧及外同步输出端口，对于前两者，时钟质量等级自动跟踪选定的同步源，对于外同步输出端口，其时钟质量等级可以通过软件来设定。对于接收端是否使用这些同步源，由同步源优先等级表决定。
下面以具体实例来说明
对于一个环状网，在只有一个外时钟作为同步源的情况下，网络中主时钟分配方向有两种选择：
(1)单向分时钟：指网络中所有节点的“1”选时钟为同一方向，同为顺时针或同为逆时针。
(2)双向分时钟：指网络中所有节点的“1”选时钟为两个方向，既有顺时针又有逆时针。
其中双向分时钟在网络环路中节点数量较多时，可以有效降低因时钟多次过节点而造成的质量的衰减，提高设备稳定性，而且在某一节点时钟失效的情况下，对整个网络的影响也将是最小。 首先以双向分时钟的情况进行分析说明。
各站点设备在使用前需先通过软件设定同步源的优先等级表，如表1。
在正常工作模式下，A站工作于“1”选外时钟同步源，时钟质量等级设为G.811。从A站分别向B，C和F，E，D两个方向经线路侧送出该同步源，这几个站都将“1”选为工作同步源，同时表示时钟状态标志SSM的S1字节也分别向反方向发送“1111”，故B，E，F的“2”选时钟源的质量等级为“不同于同步源”，以避免造成定时环路。对于节点C，D，它们的“ 2”选也是G.811等级的时钟源，为待选状态。 当A→B的时钟源失效，B站“1”选失效，而“2”选为“不同于同步源”，故B 站工作于保持模式，质量等级通常定为G.813，这时B站向C站，也发送G.813时钟同步源。在C站，同时收到来自B站的“1”选G.813和来自D站的“2”选G.811同步源，经比较设备将“ 2”选作为工作同步源，这时 C站向线路及支路发送的同步源为跟踪于“2”选的G.811同步源。当B站收到来自于C站同步源后，选择比较，因“2” 选的时钟质量等级高，这时设备将选择工作于“ 2”选同步源而放弃保持模式。选择保持模式仅是过渡步骤，持续时间极短，在实际观察中，B站直接从“1”选进入到“2”选。在这一系列过程中，环的另一侧A→F→E→D的同步时钟方案不发生变化。这样就使网络的工作状态更趋于稳定。 再以网络工作于单向分时钟状态进行分析说明。 各站点设备在使用前需先通过软件设定同步源的优先等级表：
在正常工作模式下， A站工作于“ 1”选外时钟同步源，时钟质量等级设为G.811，从 A站逆时针向B、C、D、E、F站依次送出该同步源，这几个站以“1”选作为工作同步源，同时表示时钟状态标志SSM的SI字节也分别向反方向发送“1111”，故B，C， D，E的“ 2”选时钟源的质量等级为“不同于同步源”。对于节点F，它的“ 2”选是G.811等级的时钟源，为待选状态。 当A→B的时钟源失效， B站“1”选失效，而“2”选为“不同于同步源”，故B 站工作于保持模式，质量等级为G.813，这时B站向C站也发送G.813时钟同步源。同一情况出现在C、D、E站。而F站同时收到来自E站“ 1”选G.813和来自A站的“ 2”选 G.811同步源，经比较，设备将“ 2”选作为工作同步源，这时F站向整个线路及支路发送的同步源为跟踪于“2”选的G.811同步源。当E站收到来自于F站同步源后，选择比较，因“ 2”选的时钟质量等级高，这时设备工作于“2”选同步源而放弃“1” 选。同样情况又接连出现在D、C、B站。选择保持模式仅是过渡步骤，持续时间极短，在实际观察中，各站直接从“1”选进入到“ 2”选。在这一系列过程中，环上的所有节点同步时钟方案均发生变化。这样就增加了网络工作的不可靠性。 由以上分析可以看出双向分时钟方案的优势。 但在实际应用中发现，一个网中只有一个外时钟源用来同步，如果这个外同步源失效，整个网络将工作在保持模式下，这时网络工作不稳定，尤其对传输信令信号的 2Mbit/s支路，严重时会有瞬断现象。所以在实际组网中，一个网必须有两个以上的时钟源来同步，而且这些同步源应分散在不同的网络节点上，以增加网络的可靠性。当网中来自A站的外时钟源失效后，全网将跟随于D站“ 3”同步源，避免进入保持模式。 当网中有多于1个环状结构时，应注意避免时钟环路的形成。 在实际的SDH网的应用中，还应充分利用单机软件及网管的监控能力，观察设备的同步工作方式，避免保持模式的出现，如果出现应及时查修相关设备。当设备工作在保持模式下，容易产生指针的频繁调整，所以还应利用“性能监控”功能及时发现问题。 综上所述，为增加SDH网的同步能力，必须注意以下几点： ①选择高性能主时钟； ②合理配置网同步方案； ③正确配置各节点同步时钟的优先等级表； ④防止时钟同步环路； ⑤做好性能指标的监测。
