本地數字同步網建設淺析

2019-11-03 09:08:26

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供稿：網友

葉伯承葉志堅廣州通信學院　　同步是通信網數字化的基礎，網絡若無良好的同步，數字信息的傳遞就不可避免地會出現誤碼、滑碼等現象。根據承載業務和信息的不同，誤碼、滑碼的影響程度也大不相同，對普通話音會產生“喀喀”聲；對Voip語音會造成時延和抖動增大、音質變差；對傳真業務會造成信息不全；對無線話音業務會產生切換遲鈍、掉話率高、單向通話等現象，使接通率降低或通話質量變差；對數據業務尤其是加密和壓縮后的數據業務會使丟包率、掉線率變高、傳輸效率降低；對可視電話、視頻點播和會議電視等視頻業務會出現花屏和伴音中斷等現象，根本無法保證業務質量；對智能增值業務會造成信令丟失，導致接通率降低、業務質量欠佳等現象；對金融和電子商務業務則會造成效率低下，密鑰丟失、業務安全性降低。

　　長途通信對互聯互通業務的影響最大，通過監視個別業務鏈路質量并不能客觀地反映全網的滑碼性能。通過對主要指標的比較可以清楚地看出網絡同步性能的改善程度，當頻率準確度提高2～3個數量級時，抖動和漂移的累積將明顯地降低，時鐘的中、短期穩定度也將獲得明顯的改善；在使用BITS系統后，通信設備在比特誤碼率、SDH指針調整、傳輸質量的穩定性、業務鏈路滑碼率、時鐘性能惡化告警等方面，均有明顯的改善。

建設數字同步網的意義

　　隨著新業務、新設備的不斷涌現，業務需求綜合化、寬帶化，并要求靈活地實現互聯互通。為了確保電信業務的質量，ITU-T在不斷地更新時鐘標準，1999年ITU-T頒布了新的時鐘標準，大力推動數字同步網的建設步伐；同步技術被列為2000年十大通信熱點，例如歐洲聯合實施的“歐米伽”計劃，促進了同步時鐘的改進及建設工作在整個歐洲展開。

　　數字同步網是SDH技術的發展產物，SDH傳輸網絡需要嚴格的自身同步和網絡同步，為快速組建SDH傳輸網絡，使SDH網元時鐘的時間過濾常數遠比BITS小，即降低SDH網元時鐘的性能指標和要求，從而降低建網的成本是必要的。然而為了確保傳輸業務的質量，必須采用標準化BITS設備組建性能優良的統一時鐘平臺，通過SDH本身的光纖傳輸網絡傳遞BITS的優質時鐘，使各種通信設備同步于BITS的優質時鐘，以提高SDH網絡的時鐘同步性能（圖2）。隨著SDH傳輸網絡的不斷建設與擴大，數字同步網的建設刻不容緩。數字同步網猶如業務數字傳輸網的神經系統，起著致關重要的作用。數字同步網建設的優劣，直接影響DWDM/SDH的大容量、高速率、多業務、高性能、高可靠等優勢的發揮。

　　早期的通信網采用隨路信令，以提供低速話音和少量傳真為主要業務，業務的傳輸以PDH為主，通信網絡同步性能的重要性并不突出。隨著電信網絡向數字化、綜合化、寬帶化、智能化、個人化方向的發展，采用標準化BITS設備組建性能優良的統一時鐘平臺，變得十分重要和必要。傳統的網絡同步技術基于交換機和PDH傳輸系統，PDH設備無需同步（圖1）；而現在的同步網技術則為基于統一標準的BITS系統和SDH傳輸系統傳遞同步時鐘信息，SDH設備需要嚴格地與傳輸網絡同步（圖2）。BITS系統采用國際標準和當今最新的時鐘同步技術，同步網絡自成平臺，不受其它網絡和業務的制約，局間同步等級分明，局內同步可靠、維護方便。

　　有了數字同步網，就既能夠滿足普通業務的定時要求，又能夠滿足各種新業務、新設備對定時性能的苛刻要求，極大地改善通信設備的運行環境和互聯對接環境，使設備和網絡發揮卓越的品質、大幅度提高業務質量。而對網絡結構復雜、設備種類繁多、使用年限己久、技術老化的傳統電信設備而言，數字同步網的引入可以優化網絡結構、保護用戶的原有投資。通過發揮BITS系統具有的精密監測等特有功能，還可以全面監視網絡的時鐘同步性能，為故障定位和全網優化提供有力的支持。

建設本地數字同步網的必要性

綜合業務同步傳輸之必需

本地數字同步網位于整個數字同步網的最底層，對改善業務質量起著非常重要的作用。

　　對于固定網來說，本地網是各種網絡（PSTN、ISDN、PSPDN、DDN、FR、ATM、IP）和業務（語音、數據、圖像）的融合點，端局各種業務攜帶著不同的時鐘基淮，為了保證業務的對接質量，時鐘環境的優劣至關重要。固定網的用戶多、業務多，設備種類多、歷史又長久。由于受到歷史條件的限制，目前網上交換機的時鐘性能良秀不齊，交換機系統自己使用還可以，如果輸出到其它設備，則存在精度不高、漂移大、穩定度差等問題，因此繼續依賴交換機時鐘已經無法滿足業務的發展需求。

　　移動業務也是固定網的重要業務之一，聯通CDMA基站全部采用GPS接收機提供同步定時，中國移動GSM系統則通過地面鏈路組建主從同步的時鐘同步網絡。固定網的本地網匯接局和端局的數量遠比移動網大很多。目前一些省份開通了無線市話業務，但通話質量并不理想，原因是無線通信需要高精度的時鐘，傳輸的速率越高。對精度要求也越高，而且無線市話系統的基站覆蓋范圍很小、基站數量又多、造成越區切換頻繁。只有提供高精度時鐘才能確保越區切換的成功率和切換效率。無線市話系統由于本地數字同步網建設未到位，與早期SDH建網時的情況相似，其基站只能借助于GPS接收機。

　　GPS方案具有投資實惠的優點，但對GPS依賴性強、功能單一。端口數量有限、易受天氣、雷電等影響。對于GPS定時性能的惡化，由于缺乏高精度的定時基準作為參考，因而難以自己發現。大量應用GPS，必然會使同步區縮小，受到ITU-T滑碼指標分配的影響，必須對一級基準鐘的平均頻率準確度提出更苛刻的要求。從組建同步網的角度來看，在端局大量采用GPS不是同步網的最佳解決方案。

　　除了時鐘同步之外，時間同步問題也日趨重要，組建時間同步網可使全網在時間上達成協調一致，改善計費、日志和告警等性能，提高數據網的時間準確性。

增強運營商的核心競爭力

　　隨著電信運營商之間競爭的不斷加劇，如何改善服務、提高業務質量、豐富業務種類、降低運營成本、提高投資效益等已經成為普遍關注的課題。怎樣提高核心競爭力和投資效益？合理地建設本地數字同步網是理想的選擇。

　　從整體網絡著手，優化和完善數字同步網，是減小網絡滑碼、漂移、誤碼，提高運營質量的有效方法。采用標準化BITS設備，借助于傳輸網絡平臺，組建一個高精度、高穩定度、高可靠性的時鐘同步網絡平臺，不但可以超越普通業務對定時性能的要求，而且適應高速數據、寬帶視頻等新業務對定時性能的苛刻要求，充分發揮通信設備和網絡的整體性能，吸引眾多的用戶，同時還可優化網絡結構，提高維護效率和投資效益。

　　由此可見，建立本地數字同步網十分必要，為避免重復投資，最佳的解決方案是組建時鐘和時間的綜合同步網。

我國數字同步網建設的現狀

　　我國主要電信運營商（中國電信、中國網通、中國移動、中國聯通、中國鐵通等）已經完成了省際骨干數字同步網的建設，省內骨干數字同步網的建設也己基本到位，數字同步網幾乎覆蓋了所有本地網的長途局，部分發達省份（如廣東電信、浙江電信、南京電信、太原電信、沈陽電信、福州電信等）完成了本地數字同步網的建設。總之，本地數字同步網己成為我國電信行業的熱點建設項目。

　　我國數字同步網的建設起步較晚，以往我國只能參考北美的同步時鐘標準，由于SONET與SDH時鐘存在差異，因此影響了我國數字同步網的建設進程。1999年發布的新國標解決了我國的同步時鐘標準問題，成為我國數字同步網發展的一個重要里程碑。加上近幾年來我國自行開發成功擁有自主知識產權的BITS產品，打破了國外產品壟斷的局面，使數字同步網獲得了突飛猛進的發展機遇。到目前為止，我國BITS應用數量己達數千套，我國的數字同步網絡正在不斷的完善。

　　　本地數字同步網投資雖然不大，但對固話網、移動網、數據網等的重要性卻非常大。由于端局最終實現網絡中各類業務的接入，就需要把本地數字同步網一直覆蓋到端局。本地固定網正在向大容量、少局所目標演進，但固定網的匯接局和端局數量還是遠比移動網多，為此，本地數字同步網的建設對傳統的固定網運營商而言意義更重大、時間也更緊迫。

本地數字同步網的解決方案

　　應自上而下、由高到低地分步建設數字問步網，依據我國數字同步網的組織規劃原則，可概括為總體規劃、分層建設、分步實施三個步驟，國家骨干網以一級基準鐘為主、省內骨干網以二級節點從鐘為主、本地同步以三級節點從鐘為主，最終達到覆蓋每個端局的建設目標。按《“九五”期間本地網建設的若干規定》，本地數字同步網建設的方案應包括以下幾個方面：

組網方案

　　遵循國標組網規范，從本地網現狀出發，本地數字同步網宜以主從同步方式作為主要組網方式。按照漂移分配估算，自基準鐘到末端局的極長定時鏈路最多可以串連7個BITS時鐘，其中二級節點從鐘為2～3個，三級節點從鐘為3～4個，所以本地同步網的時鐘等級以三級鐘為主。

　　可以利用數字同步網綜合解決時間同步問題，BITS不但可以配置GPS獲得同步所需的TOD信息，也能通過組網傳送TOD信息。采用何種數字同步網的解決方案，應該由對同步時鐘精度的需求、投資成本來決定。事實證明，數字同步網不同方式方法的組合應用是最經濟實惠的全網TOD解決方案。

　　本地數字同步網的組網目標是高精度、高穩定度、高可靠性，功能靈活、使用方便。

時鐘選擇

　　在一般的端局／普通匯接局配置三級節點從鐘，可在網絡地位重要、提供重要業務、匯接通信設備眾多的匯接局配置二級節點從鐘。我國雖然不提倡大規模使用GPS，但可以合理和有效地利用GPS。

　　GPS的應用場合主要有兩種：（1）BITS的外基準源僅有一路時；（2）需要將BITS作為一級時間服務器時。由于本地網內所有局點的地理位置十分集中，使用GPS應以備用力主，而不應該濫用GPS，避免分割出眾多的同步區，以確保業務的傳輸質量。

鏈路選擇

　　從本地固定網的現狀來看，應發揮原有PDH的組網優勢，以PDH傳送定時信號為主，SDH光路傳送定時信號為輔，考慮到SDH業務的抖動性能，應避免SDH業務端口傳送定時信號。理想的情況是建立兩個互力備份的同等級時鐘源，作為本地數字同步網的最高時鐘基準，為下游BITS提供參考，利用互為備份的最高時鐘保護機制確保本地數字同步網的可靠性。

----《通訊世界》