SDH时钟专题讲议

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2.4 OptiX OSN 3500 交叉矩阵和同步功能定时单元
OptiX OSN 3500的交叉、时钟功能单元都由交叉时钟板提 供。交叉时钟板采用1+1热备份，可同时对交叉单元和时钟单元 进行保护。在主用交叉、时钟单元处于正常工作方式时，备用交 叉、时钟单元处于备用工作方式，不承担业务的交叉连接功能， 不向系统提供时钟，其交叉矩阵的设置和时钟配置完全与主用单 元相同。当备用单元在收到主用单元工作异常的信息或网管下发 的倒换命令时，立刻接管主用单元的工作，将自己设置为主用工 作模式，并上报倒换事件。
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2.5 OptiX OSN 3500的时钟
OptiX OSN 3500的时钟功能如下：
1、支持SSM时钟协议。 2、支持支路重定时。 3、支持2路75欧外时钟输入和输出，2048kbit/s或2048kHz。 4、支持2路120欧外时钟输入和输出，2048kbit/s或2048kHz。 5、当网元跟踪支路时钟源时，对于PQ1和PQM单板，只可以跟踪 网管上的第一个端口（对应物理端口为第一路）或者第二个端口（对应 物理端口为第九路）。 6、当网元跟踪支路时钟源时，对于PD3单板，只可以跟踪第一个 端口（对应物理端口为第一路）或者第二个端口（对应物理端口为第四 路）。 7、当网元跟踪支路时钟源时，对于PL3单板，只可以跟踪第一个端 口（对应物理端口为第一路）。
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2、1 Optix时钟单元介绍
(1)OptiX 155/622设备由STG（时钟板）处理定时功能； (2)OptiX 155/622H（Metro 1000）设备由SCB板处理定时功能； (3)OptiX 2500+（Metro 3000）由XCS板处理定时功能。 (4)OptiX 传输设备以先进的高精度晶体作为内部振荡源，定时系统 采用数 字信号处理器（DSP）和自适应数字滤波算法，保证其 技术指标完全符合ITU-T G.813建议的要求。 时钟同步在传输网中具有非常重要的意义，如果时钟性能劣 化导致各网元时钟不同步，会引起大量指针调整和误码，严重时 导致业务中断。
S1（b5-b8〕 0000 0010 0100 1000 1011 1111 其它作为保留 SDH同步质量等级描述 同步质量不可知（现存同步网） G.811时钟信号 G.812转接局时钟信号0101 G.812本地局时钟信号 同步设备定时源（SETS）信号 不应用作同步
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在SDH光同步传输系统中，时钟的自动保护倒换遵循 以下协议：
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1、同步方式
解决数字网同步的两种方法:
伪同步和主从同步
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伪同步和主从同步原理图：
至国外国际局 伪同步 国际局 MS 市内局 MS 市内局 市内汇接局 MS 端局 端局 MS 国内局 国际局
MS
国内局 MS 市内汇接局
MS 国内局 MS 市内汇接局 MS 端局
1、时钟逻辑功能块组成
2、Optix设备时钟单元介绍
3、时钟接口类型 4、时钟信号流
5、时钟定时和同步指标
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1、时钟逻辑功能块组成
SETS
SETPI
外接口
SETS：同步设备定时源 SETPI：同步设备定时物理接口 SETPI作用SETS与外部时钟源的物理接口，SETS 通过它接收外部时钟信号或提供外部时钟信号。
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(3)工作模式 OptiX 2500+(Metro3000)的同步定时单元具有三种工作模式： 1、 跟踪模式：正常工作模式。网元可跟踪来自所有线路、支路及两 路外定时源。 2、 保持模式：定时基准丢失后，网元利用定时基准丢失前存储下来 的频率信息作为其定时基准来工作，满足ITU-T G.813建议有关相位标 准的规定。 3、自由振荡模式：网元利用其内部晶体振荡器的固有频率进行工作。 此种模式的时钟精度最低。
时刻以网络安全为先时钟接tdev100s300s600s1000s指标要设备测试结果指标要求设备测试结果指标要求设备测试结果指标要求设备测试结果64ns符合64ns符合64ns符合64ns符合64ns符合64ns符合64ns符合64ns符合时钟接口mtie100s300s600s1000s指标要设备测试结果指标要求设备测试结果指标要求设备测试结果指标要求设备测试结果6439ns符合7901ns符合9076ns符合10052ns符合6439ns符合7901ns符合9076ns符合10052ns符合长期相位变化表mtie表d24长期相位变化tdev长期相位变化锁定模式下长期相位变化由于温度和老化等原因使基准主时钟的输出信号发生缓慢的偏移
MS 国内局
市内汇接局
端局
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2、主从同步网中从时钟的工作模式
主从同步的数字网中，从站的时钟通常有三种工作模式。
正常工作模式——跟踪锁定上级时钟模式 保持模式 自由运行模式——自由振荡模式
跟 踪
a：所有基准源丢失 b：基准源恢复 c：保持数据用完 d：所有基准源从配置中删除
b
a c
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SETS：同步设备定时源功能块
数字网都需要一个定时时钟以保证网络的同步，使设备能正常运行。而 SETS功能块的作用就是提供SDH网元乃至SDH系统的定时时钟信号。 SETS时钟信号的来源有4个： 1、由SPI功能块从线路上的STM-N信号中提取的时钟信号； 2、由PPI从PDH支路信号中提取的时钟信号； 3、由SETPI（同步设备定时物理接口）提取的外部时钟源，如：2MHz方波 信号或2Mbit/s； 4、当这些时钟信号源都劣化后，为保证设备的定时，由SETS的内置振荡器 产生的时钟。 SETS对这些时钟进行锁相后，选择其中一路高质量时钟信号，传给设 备中除SPI和PPI外的所有功能块使用。同时SETS通过SETPI功能块向外提 供2Mbit/s和2MHz的时钟信号，可供其它设备——交换机、SDH网元等作为 外部时钟源使用。
（1） 网元首先从当前可用的时钟源中，选择一个S1字节级别 最高的时钟源作为同步源。并将此同步源的质量信息（即S1字 节）传递给下游网元。 （2）当网元有多个时钟源所含的S1字节信息相同时，系统则根 据各时钟源在优先级别表中的优先顺序，选择优先级别高的时 钟源作为同步源，并将此同步源的质量信息传递给下游网元。 （3）若网元B当前跟踪网元A的时钟同步源，则对网元A来说， 网元B的时钟为不可用同步源。
(4)丰富的定时源 当工作于跟踪同步方式时，可选择下列同步时钟源作为基准时钟。 1、符合G.703建议的2个2.048MHz或2个2.048Mbit/s（含SSM）外 同步定时源。 2、12个接口单元中（每个接口板位可以提供4个定时源）任意一个 输出的定时基准源。共可以提供51个时钟输入单元。
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课程介绍
• • • • • SDH定时与同步 华为设备时钟单元 时钟保护倒换原理 常见时钟故障处理案例 时钟配置
文档密级：内部公开
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一、定时与同步
1、同步方式
2、主从同步网中从时钟的工作模式 3、SDH的引入对网同步的要求
4、SDH网的定时方式
5、S1字节和SDH网络时钟保护倒换原理
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SDH时钟专题
主讲:郭刚
广州传输项目组
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时钟性能对SDH网络的重要性
SDH网是同步数字传输网，网中所有节点 的时钟频率和相位都必须控制在预先确定的容 差范围内，以保证网中各交换节点的全部数据 信息实现正确有效的交换。时钟单元与SDH网 络同步性能关系有着密切的关系，时钟板的主 要功能就是向系统提供网同步时钟，从而实现 整个网的同步。如果SDH节点时钟的性能或质 量下降，网络出现了时钟劣化，将引起各个节 点不同步，使业务出现频繁指针调整，影响对 信号质量高的数据或移动业务，时钟性能劣化 甚至导致光路或支路出现大的误码或中断。
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3、时钟接口类型
OptiX OSN 3500设备的时钟特性如下表所示
2.3 OptiX 2500+(Metro3000)
交叉矩阵和同步功能定时单元
OptiX 2500+(Metro3000)的SDH交叉矩阵和同步定时 功能单元都由XCS、XCL板提供。XCS、XCL板采用1+1热 备份，可同时对交叉单元和时钟单元进行保护。在主用SDH 交叉矩阵和同步定时单元处于正常工作方式时，备用SDH交 叉矩阵和同步定时单元处于备用工作方式，不承担业务的交 叉连接功能，不向系统提供时钟，其交叉矩阵的设置和时钟 配置完全与主用单元相同。当备用单元在收到主用单元工作 异常的信息或网管下发的倒换命令时，立刻接管主用单元的 工作，将自己设置为主用工作模式，并发出倒换告警。
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SDH同步网中，保持各个网元的时钟的同步是极其重要的。通常，一 个网元同时有多个时钟基准源可用。这些时钟基准源可能来自于同一个主 时钟源，也可能来自于不同质量的时钟基准源。为了完成同步时钟源的自 动保护倒换功能，需要知道各个时钟基准源的质量信息。 ITU-T定义的S1字节，正是用来传递时钟源的质量信息的。它利用段 开销中S1字节的高四位来表示16种同步源质量信息。下表是ITU-T已定义的 同步状态信息编码。利用这一信息，遵循一定的倒换协议，就可实现同步 网中同步时钟的自动保护倒换功能。
d
b
保持
自由振荡
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3、SDH的引入对网同步的要求 4、SDH网的定时方式
（1）外同步定时方式； （2）从接收信号中提取时钟： 通过定时、环路定时、线路定时、支路定时。 （3）内部定时源。
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5、S1字节和SDH网络时钟保护倒换原理
同步状态字节：S1（b5-b8） 不同的比特图案表示ITU-T的不同时钟质量级别， 使设备能据此判定接收的时钟信号的质量，以此决 定是否切换时钟源，即切换到较高质量的时钟源上。 S1（b5-b8）的值越小，表示相应的时钟质量 级别越高。
图1：正常状态下的时钟跟踪
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图2：网元2、3间光纤损坏下的时钟跟踪
图3：网元1外接BITS失效下的时钟跟踪
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图4；两个外接BITS均失效下的时钟跟踪
由此可见，采用同步时钟的自动保护倒换，大大提高了同步网的可靠性和同步性。
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二、逻辑功能模块（时钟单元）
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PDH设备和SDH设备传输时钟信号的差异
要注意PDH设备和SDH设备传输时钟信号的差异： 由于PDH设备的复用结构采用比特间插方式，对所传输 的时钟信号基本上无损伤；而SDH设备由于引入指针调 整技术，对所传输的时钟信号不可避免的引入了抖动和 漂移，产生相位差异。因此，通过SDH设备2M通道传 送的时钟信号质量理论上劣于通过PDH传送的时钟信号 质量。所以建议不要通过OptiX OSN 3500/2500/1500 的支路口来传送2M时钟信号。可以使用OptiX OSN 3500/2500/1500的时钟输入输出端口来传送时钟。
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下面举例说明同步时钟自动保护倒换的实现过程。
如图1所示的传输网中，BITS时钟信号通过网元1和网元4的外时钟输入 口接入。这两个外接BITS时钟，互为主备，均满足ITU-T G.812本地时钟基 准源质量要求。启用S1字节，设置时钟保护。各个网元的同步源及时钟源 级别配置（分析）。另外，对于网元1和网元4，还需设置外接BITS时钟S1 字节所在的时隙（由BITS提供者给出）。 正常工作时，整个传输网的时钟同步于网元1的外接BITS时 钟基准源，如图所示。
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2.2 OptiX 2500+(Metro3000)的同步定时单元
(1)接口 OptiX 2500+(Metro3000)具有2个2.048MHz或2个2.048Mbit/s标准 G.703输入接口和2个2.048MHz或2个2.048Mbit/s的G.703标准输出接口， 所有接口的特性阻抗均为75欧姆。通过带阻抗变换功能的电缆提供120欧 姆的输入或输出。为了配合同步网建设的需要，OptiX 2500+(Metro3000) 同步输出接口可以将任意线路定时直接导出，给网络节点时钟提供上游定 时信息。 (2)SSM（同步状态信息）功能 OptiX 2500+(Metro3000)的同步定时单元使用S1字节，提供了功能齐 全、接口标准的SSM功能，有效地实现网络时钟的自动保护倒换，避免形 成定时环路，大大提高了网络的可靠性、简化了同步网的规划设计。OptiX 2500+(Metro3000)的2Mbit/s的外同步接口具备SSM功能。2Mbit/s同步时 钟输出口也具备SSM功能，可与外定时设备和各厂家设备对接。另外，可 由网管对OptiX 2500+(Metro3000)各网元设置SSM门限，以利于同步网的 管理。有关SSM功能的工作原理可参见“ 时钟同步网技术”一节。