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数 字 步 网
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(中国人民解放军 。 部队 。。o ) ／尹／ 多
1 数字通信网实现网同步的必要性
目前我国运行 中的通信网基本上 已经数字
化，即传输和交换都是数字设备 通信网使用的
时分多路复用传输系统主要有两类 ，即准同步数
字系列(PDH)和同步数字系列(SDH)。PDH 的
复用是逐级进行的 ，因为被复接的支路信号可能
来自不同方向，各支路信号的码率和到达时间不
可能完全相 同。因此在复 接前，各支路的码率应
相等．且划分 比特流段落的帧同步码应对齐，即频
率和帧同步码都要同步，为此，PDH采用了码速
调整技术。
码速调整(一般用正码速调整)原理是把参与
复接的低次群准同步码流调整到较 高的码率，其
中增加了帧同步码、业务码、插^码及插^标码
等，使各参与复接的支路信号码率达到同步，然后
进行复接。复接后的高次群码 流传送到接收端
后 ．先进行帧同步码捡出，在实现帧同步后再进行
分接，分接后的各支路经过码速恢复单元 ，将各支
路信号恢复 为与原输人信号码率相等的准同步码
流。因此可将 PDH传输系统看作是“透明 的，即
接收端的信号码率与发送端的码率相等，但在进
行码速调整时有比特插人 。在接收端恢复码速时
要取消被插人的比特 ，信号不可避免将受到损伤．
即信号增加了抖动分量．抖动分量对通信有不 良
的影响。因此，为了避免过度抖动，PDH系统网
元内的时钟应保持同步 ，并纳入数字 同步网。
SDH可进行一整套同步数字传输 复用和
交叉连接为标准化数字传送结构等级，其同步传
送模块(STM一1)是基本信息结构，它由信息挣负
荷 、段开销及管 理单元指针组成。在 SDH 系统
内，各网元(如复用器 、分插复用器及数字交叉连
接设备)之问的频率差是靠调节指针值来修正的，
也就是使用指针调整技术，解决节点之间时钟差
异带来的问题。指针调节是把净负荷起始点向前
或向后移动与帧相关的一个字节、这是因为 SDH
同步数字系列是 以字节为单位进行复接的 所以
指针进行调节也是 以字节为单位进行的。一次指
针调节引起的抖动可能不超过网络接口所规定的
指标 ，一旦指针调节的速率不能控制，而使抖动频
繁出现和积累，并超过网络接 口抖动的规定指标
时，将引起净负荷出现错误 因此在 SDH系统的
网元内，时钟也应保持同步，并纳^数字同步网：
数字交换设备是通过数字信号中的时隙交换
来完成时隙的重新安排。在信号进^交换网络之
前，需具备以下时隙交换条件：
(1)参加交换 的数字信号 帧要 在时间上对
齐 ，即与各路信号帧同步；
(2)各路信号的码率都要以交换设备 的时钟
速率为准 ，转换成相同的码率。使时隙具有相同的
速率 ，这样才能准确无误地进行时腺交换
然而 ，参与交换的信号可能来 自不同的交换
节点和传输设备，到达时间不可能完全相同，信号
的码率也可能与本地时钟不同步，这就需要通过
帧调整器进行帧同步和比特同步 当外来信号与
交换设备内的时钟频率有差异时，则在进行比特
同步时会产生滑动。滑动会使信号受到损伤，影
响通信质量 ，若频差过大．则可能使信号产生严重
错误，直至通信中断。
2 数字同步网的组织结构
2 1 同步方式
同步方式有以下三种 ：
(1)全同步方式
数字设备的时钟经数字链路联接成网，网内
配备必要的设备及相应的控制系统 ，使网 内设备
的时钟都由一个或几个一级基准时钟控制 ．或采
用时钟互控办法 ，使时钟都运行在相同的频率，达
到全网时钟同步。这种同步方式称 为全(网 )同
步：全同步方式又分为主从同步方式和互同步方
式。
主从同步方式是 以主基准时钟的频率控制从
钟的信号频率，也就是数字阿中的同步节 点和数
字设备的时钟都受控于主基准时钟的同步信息，
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技术纵横
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数字同步网
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目前我凶运行中的通信问基本上巳经数字
iι. 即传辅相交换都是数字设备己通信网使用的
时分多路J:用传输系统主要有两类咱即准同步数
字系列 (PDH)和问步提生字系列 (SDH) 0 PDH 的
友用是读级进行的，网为被J:娥的支跻信号可能
来自不同方向，得支#寄信号的码事和I到达时间不
可能完余栩网。因此夜复接前"各文赐的码事戚
相奇事，13.划分比特流段落的帧同步码 wz对齐，即频
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码速调串串(…般网正码辈革调串串〉原理是把董事与
1H亮的低次梆准阔步码流调5直到较高的码瓢，其
中增倒了帧网步码、业务网、插入码及插入你码
等，使各参与复娥的文路信号码率达到 l问步，然后
进行重!:f辈 a 主t 接隘的高次群码流传送到接收端
后.先进行帧阔步码检出，在实现帧|前步后将进衍
分接，分接后的各支路经过码速恢复单元噜将各宝
路信号恢复为与原输人信号码率相等的准问步码
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接收端的信号码$与发送端的码率相等咱但我进
行码速调'在时有~~特捕人。在接收端恢复码速时
要取消植捕人的比特咱信号不可避免将受到损伤，
即信号增加了抖动分巅，抖动分最对通信有不良
的影响、因此咱为了激免过庶抖动， p日日系统网
元内的时钟f.ÎL保持同步，并纳入数字网步网心
SDH 可进行一'整套间#i数字传输G 复用和
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荷.段开销及管理单元指针组成， :æ SDH 系统
内，各网光(~日;复用棒、分揄虫草阁器及数字交叉 i主
接设备)之间的频率堂堂是靠调节指针值来修正的，
也就是使用幽针调整技术‘解决i'i点之间时钟整
界带来的问题a 指针诩节是把净负 1背起始点向前
且x (i;JFc主移动与帧相关的 个字节、这是因为 SDH
闰步数字系列是以字?当今为单位进行占主援的-所以
指针进行调节也是以字节为单位进行的。一次指
针调节引起的抖动可能不超过问络接口所规定的
指标，一黑指针调节的速事不能按制，而使抖动频
繁出现和积累，并超过网络接口抖动的规定指标
时，将引起净负荷出现错误 ν 因此tE SD日系统的
网元内，时钟也应保持同步，并纳入数字间步网
数字交换设备是通过数字信号中的时隙交换
来完成时隙的意新安排 ο 在信号i进入交换网绩之
前，冒冒具备以下时IØ(交换条件:
(1 1 参加交换的数字恼号帧要在时间上对
齐， HP与各路f窗愣帧同步 i
(2 )各路信号的码模都要以交换设备的时钟
速率为准咱转换成相阔的码率，使时隙具有相闷的
2辈革识这怀才能准确充说地进行时隙交换 D
然而，参与交换的信号可能来自不 I吨的交换
节点丰祖传输设备，到达时间不可能全相问 4 信号
的码率也可能与本地时钟不问步，这就 11'B喜通过
帧调整器进行帧问步和比特问步 c 当外来信号与
交换设备内的时钟频率有差异时唱则在进行"~特
附步时会产生情骂自 o 1骨动会使信号受到损伤，影
响通信质盖噜若一赖差过大，则可能使信号产生严重
错误 .1主:3:l:通信中晰。
2 敏学问iV网的组织结构
同步方式
同步方式有以下三种:
(1)余网步方式
数字设备的时钟经数字链路联接成网，网内
配备必要的设备及栩应的控制系统，使网内设备
的时钟都由…个成几个…锁基准时钟控制，旦旦采
用时钟某校办法，使时钟都运行在相同的颇感，达
到全网 l忖钟|叫费已这桦 I司#i方式称为全(闷 H词
tl1 工全问1;17方式义分为主从阔步方式相互问步方
式。
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钟的信号频率噜也就是敛学问巾的问步节点和敛
字设备的时钟都受控于主基准时钟的问古怪信息.
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电信快报f2000．No．3) 技术纵横
此信息从一个 时钟按规定顺序传至另一个时钟 ．
同步信息可以从包含在传送业务的数字信 号中的
时标中提取 ，也可以用指定链路专 门传送 ．从主基
准钟送出的定时基准信号中提取。定时信号还可
以经过同步节点将收到的基准信号经过处理 向外
转 发 ，
主从同步网的优点 ：(a)各同步节点和设备的
时钟纳入主从 同步网后 ，都能直接或问接地 同步
于主基准时钟 ，具有与主基准时钟相同的精度，因
而在正常情况下不会产生滑动；(b)除要求高性能
的主基准时钟外，其余从钟与准同步方式的独立
时钟相比，由于性能要求低，所 以建网费用也低：
(c)没有准同步所不可避免的周期性滑动。
主从同步方式的缺点：(a)在传进定时信号的
链路和设备中，如有任何故障或扰动，都将影响同
步信号的传送，而且产生的扰动会沿传输途径逐
段累积；(b)当等级同步方式用于较复杂的数字网
络时，必须避免造成 定时环路 ，尤其是用于 SDH
系统的环路形网或网孔形的传输网时，由于有保
护倒换和主、备用定时信号的倒换．使同步阿的规
划和设计变得复杂
虽然等级主从 同步方式有缺点，但 网络系统
灵活，时钟费用低，滑动性能好。国内的同步网基
本上采取等级主从同步方式。
(2)准同步方式(独立时钟方式)
准同步方式 的特点是网内的时钟独立运行，
互不控制，网内所有交换节点都采用高精度的时
钟。虽然时钟频率不能绝对相等，但频差很小，产
生的滑动可以满足指标要求。由于没有时钟间的
控制问题，所以网络简单．灵活。缺点是时钟的性
能要求高，费用贵，同时还存在周期性滑动。
(3)主从同步和准同步相结台的混台方式
由主从 同步和准同步相结合的混合方式组成
混台网，可减少串联链路中时钟的数量，缩短定时
信号的传送链路，使整个同步网性能改善，管理同
步的分配也较为容易。预计分布式混合网将成为
发展趋势。
2 2 数字同步的等级结构
根据我国标准 GB12048．89(数字网内时钟和
同步设备的进网要求》，数字同步网采用主从同步
16 一
方式 ，按照时钟的性能，我国的同步网划分为以下
四级 ：
第一级 数字 网中最高质量的时钟，它是网
内时钟的唯一基准，采用铯原子时钟组。
第二级 具有保持功能的高稳定时钟 ，可以
是受控铷钟或高稳定度 晶体钟，一级和二级长途
交换中心(Cl和 C2)用 A类时钟 。三级和四级长
途交换中心fc3和 c4)用 B类时钟 B类时钟受
A类时钟控制。
第三级 具有保持功能的高稳定晶体时钟，
设在汇接局和端局=
第四级 一般晶体时钟
2+3 同步网中产生定时环路的问题
同步网节点的时钟或数字设备的时钟有多个
基准信号，一般至少有两个基准信号作为主用和
备用。当传输基准信号的链路发生故障，或其他
原因使基准信号中断时，则发生倒换。同步网络
发生变化时，有可能发生“定时环路”．定时环路是
指一个时钟经过另外的链路 ，收到它 自身发出的
定时信号
一 个时钟如果只接收比它级别高的时钟的定
时信号，则不会发生定时环路。发生定时环路的
条件是 ：在各个具有相同级别时钟的局问，时钟主
用或备用的基准信号相互传递，尤其是在定时信
号倒换时．容易发生定时环路。
同步网内必须避免定时环路的发生，这是因
为：(a)定时信号发生环路后 ，环路内的时钟就脱
离了本段基准时钟的同步控制，影响时钟输出信
号的准确度；(b)环内时钟形成 自反馈，造成频率
不稳。
因此，在同步网的设计过程中，要特别注意定
时环路问题 ，尤其在数字网中有 SDH传输阿时，
结构复杂，阿络物理拓扑有树形 、环形和 网孔形
等 ，使避免定时环路变得更为复杂。
2．4 数宇锁相环
为了滤除低频抖动和漂移，从钟普遍 采用锁
相环振荡器。由于模拟锁相不能满足对晶体时钟
日益提高的性能要求，振荡器一般采用数字锁相
环
洪鬲敏 57374部 队工程师
维普资讯
电信快报 (2000. No. 3)
此信息从…个时钟按规定顺序传泼何一 1、时书中，
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时脉中提取.也可以网指定徙路专门传边，认二主主主
准钟主挂出的 ~B才基准信号巾挫JI~ i.Ë时 f奇主牙还可
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主从问步闷的优点: (a) 各问步节点fU设备的
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于主基准时钟.具有与主主主准时钟相闷的精度.因
仰在正常情况下不会产生精确: I b)除要求高悦能
的主基准时钟外咱其余从钟与准同步方式的独立
时钟相比，由于性能要求低、所以盖章附费用也低;
I c)没有准同步所不可避免的周期性滑动、
:ì从同步方式的缺点: (8)夜传法定时 f"ii I幸的
健附和设备中，如有而何故障或扰动.都将影响!可
步信号的传越嘲而.Éi产线的扰动会 iß"传输途径 ÁÎ
段累积 ;(b)~等级同步方式用于较复是奇的数字网
将日才.必须谜免造成定时环路，尤其是用于 SDH
系统的环路l!:í阿l!l\网于L形的传输网时、由于商保
护倒换和生、备YIl'iË时俗占去的 flìJ挟，便同步闷的倒
也l 相设ît变得复杂 ι
f且然串串级主从附步 1J主吃有缺点. ~吐闷络 Jf， 统
!1l.拍电时钟费用低噜滑油性能在于々园内的问 !þ 闷基
杠上采耿等级主从 i前步方式 h
(2) 准同步方式(独立时钟方式)
准阔步方式的特点是闷内的时钟独立运行
:If:不控制咱网内所有交换节点都来用高精度的时
钟叫虽然时钟领事不能绝对相等 .f日糊差很小.产
生的滑动可以满足指标要求。由于没盲目才钟间的
f烹制问烦，所以网络简麟，灵活 J 缺点.~时钟的性
能要求雨，费用贵，同时:i!存在E周期性滑动 υ
(3) 交从同步和樵同步栩缩食的混合方式
:从网步平相樵同步相结合的混合方式组成
混合网 ."J减少*联链路中时钟的数量盘，缩规定时
信号的传送链路副使整个问E萨阿性能改瞥 .1费 1型网
步的分配也较为容易 c 预计))-句式混合网将成为
咬用电档势 ι
拙事阔步的等级结构
根据我凶tff.准 (敬宇间内时钟和
问步设备的进问要~*}.数字问 !þ 闷联Ill:ì从 1司步
16 •
技术纵横
方式、 l'Ii:照时仲的性舱，主~~弱的问少网划分为以下
阴级:
有~级 数字网巾最童声部1iIl 1量的时钟，它是网
内时钟的唯…基准，采用她陈子时钟组。
明陪二自且 具有保符功能的商稳定时钟，可以
是受控制钟政商稳定自主晶体钟.…级和二组长途
交换中心(Cl 和 C2) fIl A 类时钟 J 二三级和四级长
途交换中心[口初 C4)用 B 类时钟， B 类时钟受
A 类时钟控制。
第二级 具有保持功能的高稳定晶体时钟，
设在 íC接局和端周口
第四级 一般晶体时钟 G
同步网申产线~时~踞的问题
同步网节点的时钟或数字设备的时钟有it i'
J幸?在信号. 般或少有两个荔准傍号作为主用和
得用。与当传输荔樵f商号的链路:!<; .'E故隙.或其他
原阁使辈在布蓝侬号中晰时，则发生倒换。阔步网络
发生变化时，有可能发生协定时环脚".~时环路是
f.í…个时钟级革t另外的锁蹄，收到它囱身发出的
法时信号c
一个时钟如柴只接收If:它级别高的时钟的~
H才信号川~ .不会发生定时町、路 U 发生 ~a;t 町、路的
杂件链，在各个具有相 l词级别时钟的简|可.时钟主
制戒备用的基准信号梢Ji.传递，尤其是在~日啡馆
号倒换时，容易发生定时环路。
问步问内必须避免~时环路的发生，这是因
为: (a)定时信号发生环路后，环路内的时钟就脱
离了本段基准时钟的同步控制，影响时钟输出信
号的撒确ll;(b) 环内时钟形成自皮馈，造成频率
不稳。
网Jlt.在同步网的设计过辍中咱要特别泼意定
时环路闷躯，尤其在数亨网中有 5日日传输网时.
拗向复杂噜网绩吻 Z里#百扑乎于树形、环形彻网于L形
喜事.使武器免Ji:!.时环路变得更为重E 敬 Q
撒字锁栩~
为了滤除低频抖动和深移.从钟唱吉姆采用锁
栩环旅游楷。由于模拟锁相不能满足对晶体时钟
日:I，d!l!离的性能要求. t院秘籍…般巢用数字锁栩
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没 1古敏雪7374部队工程师
