数字通信网络的时钟同步

数字通信网络的时钟同步

模拟通信网络已经渐渐的被淘汰，伴随着数字通信技术的快速发展，已经出现了异步转移模式(atm)、数字数据网(ddn) 、综合业务数字网(isdn)等数字通信网络。随着数字通信网络不断地向更高的传输速率发展，数字通信网络规划已经把数字网络的同步技术看成是非常重要的一个问题来考虑。

所谓的数字通信网络同步就是为了使各个节点的时钟频率和相位保持一致而对网络内部的各个节点或者转接点的时钟频率进行调度。本文主要介绍的就是时钟同步、通信网络的时钟同步是数字通信网络工作的基本条件。主要包括帧同步和时钟同步两方面内容。

数字通信网络的同步方式

数字通信网络的五种同步方式主要有主从同步方式、准同步方式、脉冲塞入同步方式、互同步方式和主时钟同步方式。由它们组成的混合同步方式也可以作为同步方式。以下将分别介绍这五种同步方式。

1.1 脉冲塞入同步方式

在pcm系统的高次群数字复接方式中采用的同步方法就是脉冲塞入同步方式，这种同步方式中各个节点的时钟频率不一定相等。但是，通过控制插入脉冲的多少可以来使被同步的瞬时码速率保持一致，要求传输的信息码速率低于时钟频率，在传输的过程中人为的在各个被同步的信号中插入一些脉冲。因为这种同步方式在每个转接口需要单独地对每一路输入信号采用塞入脉冲方法，所以用这种形式来解决全网的同步问题是不完美的，因此在实际应用采用这种同步方式是少见的。

1.2 准同步方式

准同步方式要求在所有交换节点处使用高精度的时钟，所以又叫做独立时钟方式。它不要求全网处于同步状态，这就使得两个节点之间的滑码率降低到可接受的程度。因为它容易实现，大型的通信网络通常采用这种方式。如国际数字网络的连接就采用准同步方式。在设计中已经规定所有国家的出口数字交换局的时钟稳定度为10-11量级，缺点是网络中较小的交换节点也要求安装高精度的时钟源，费用不经济。

1.3 主从同步方式

采用信息链路本身来传送主时钟是主从同步方式为了解决主时钟同步方式缺点的一种方案。

主从同步方式的方法是在整个通信网络中只设立一个高精度的时钟源，主节点在消除时钟中的链路抖动后，网络的主时钟只传送到少数几个级别较高的交换节点，就能够通过现有的数字链路把基准时钟继续传送到级别较低的节点，节点的时钟通过锁相环与主基准时钟同步。这种逐步向下传送基准时钟的同步方式叫做主从同步方式，这种同步方式因为网中所有的节点都直接或者间接地与同一个基准时钟同步，各个节点都以同样的时钟频率运行，所以不会出现滑码。

1.4 主时钟同步方式

网内的所有节点都直接与主时钟相连接，主时钟同步方式是将一个主基准时钟独立的传送到所有的交换节点去，这就意味着需要一个单独的传送基准时钟的网络，使得这些交换节点都锁定在一个共同的频率上。但是一般不采用直接向节点传送时钟的方式，因为这种传递方式费用比较高，但是为了提高时钟传送的可靠性，还是应该为节点提供迂回路由。.

1.5 互同步方式

在连接局域网时，人们提出了这种同步方式是为了克服主从同步方式过于依赖主时钟的缺点，它们相互控制和相互影响，最后使得全网络时钟频率都被调整到统一的频率上。这个统一的频率的变化是可以相互抵消的，与全网各个节点的时钟都存在关系，由于网络内部有

多个时钟，所以稳定性非常高，互联的节点也会越来越多。网络频率的稳定性比网内各个时钟源的频率稳定性高。随着网络频率的不断变化，在稳定后，某个节点的频率或者相位也会变化的，网络频率从起始到最后稳定都需要一段时间。要求网内的各个节点频率变化小，互同步方式是网络内各个局都需要有自己的时钟，最后又会稳定在某一值上，而这之间的暂态现象会使信号产生一定的误码，优点是网内任意的节点出现故障后只会影响本节点，缺点是控制线过多，节点设备比较复杂。

综合主从同步方式以及相互同步方式，混合同步方式把这两种同步方式的优点集中在一起，统称为全网同步方式，混合同步方式综合了这两种同步方式的优点，将两者称为全网同步方式，通过对频率的稳定度分等级而进行相互同步，若高一级的时钟出现问题，可以使用低一级的时钟工作。

数字通信网的滑动

数字通信网的滑动现象是：在数字信号传输过程中或者数字网络中传输数字信号时，若数字交换设备之间的时钟频率不一致，或者受到相位漂移和抖动的影响，数字交换系统的缓冲器将会产生溢出。

时钟频率的不一致所引起的滑动和传输链路受工作环境的影响，由于传输设备环境温度的变化引起的滑动是在数字网络中产生滑动的两方面主要原因。

在规划数字同步网络时要考虑以下问题：

1.滑动指标：服从滑动指标的分配，服从对从钟及基准时钟的基本进网要求。

2.漂移指标：数字网络内任何节点之间信息传输系统的漂移小于6us，基准时钟漂移小于3us。

3.同步网络的维护性：数字同步网络应该具有统一、可靠的监测及告警控制功能，这些是为了确保数字同步我拿过来在满足滑动指标的条件下的正常运行。

4.从钟：对从钟以及进网不可缺少的监测及告警控制功能做出相应的规定。

结语

本文主要介绍了数字通信网的五种同步方式，它们分别是主时钟同步方式、互同步方式、主从同步方式、脉冲塞入同步方式和准同步方式以及由五种同步方式混合而成的同步方式。浅析了数字通信网络的滑动现象的基本概念及其原因，主要根据实践经验对数字通信网络的时钟同步概念进行了简要的介绍。