本地数字同步网建设浅析

叶伯承 叶志坚 广州通信学院

  同步是通信网数字化的基础,网络若无良好的同步,数字信息的传递就不可避免地会出现误码、滑码等现象。根据承载业务和信息的不同,误码、滑码的影响程度也大不相同,对普通话音会产生“喀喀”声;对VoIP语音会造成时延和抖动增大、音质变差;对传真业务会造成信息不全;对无线话音业务会产生切换迟钝、掉话率高、单向通话等现象,使接通率降低或通话质量变差;对数据业务尤其是加密和压缩后的数据业务会使丢包率、掉线率变高、传输效率降低;对可视电话、视频点播和会议电视等视频业务会出现花屏和伴音中断等现象,根本无法保证业务质量;对智能增值业务会造成信令丢失,导致接通率降低、业务质量欠佳等现象;对金融和电子商务业务则会造成效率低下,密钥丢失、业务安全性降低。

  长途通信对互联互通业务的影响最大,通过监视个别业务链路质量并不能客观地反映全网的滑码性能。通过对主要指标的比较可以清楚地看出网络同步性能的改善程度,当频率准确度提高2~3个数量级时,抖动和漂移的累积将明显地降低,时钟的中、短期稳定度也将获得明显的改善;在使用BITS系统后,通信设备在比特误码率、SDH指针调整、传输质量的稳定性、业务链路滑码率、时钟性能恶化告警等方面,均有明显的改善。

建设数字同步网的意义

  随着新业务、新设备的不断涌现,业务需求综合化、宽带化,并要求灵活地实现互联互通。为了确保电信业务的质量,ITU-T在不断地更新时钟标准,1999年ITU-T颁布了新的时钟标准,大力推动数字同步网的建设步伐;同步技术被列为2000年十大通信热点,例如欧洲联合实施的“欧米伽”计划,促进了同步时钟的改进及建设工作在整个欧洲展开。

  数字同步网是SDH技术的发展产物,SDH传输网络需要严格的自身同步和网络同步,为快速组建SDH传输网络,使SDH网元时钟的时间过滤常数远比BITS小,即降低SDH网元时钟的性能指标和要求,从而降低建网的成本是必要的。然而为了确保传输业务的质量,必须采用标准化BITS设备组建性能优良的统一时钟平台,通过SDH本身的光纤传输网络传递BITS的优质时钟,使各种通信设备同步于BITS的优质时钟,以提高SDH网络的时钟同步性能(图2)。随着SDH传输网络的不断建设与扩大,数字同步网的建设刻不容缓。数字同步网犹如业务数字传输网的神经系统,起着致关重要的作用。数字同步网建设的优劣,直接影响DWDM/SDH的大容量、高速率、多业务、高性能、高可靠等优势的发挥。

  早期的通信网采用随路信令,以提供低速话音和少量传真为主要业务,业务的传输以PDH为主,通信网络同步性能的重要性并不突出。随着电信网络向数字化、综合化、宽带化、智能化、个人化方向的发展,采用标准化BITS设备组建性能优良的统一时钟平台,变得十分重要和必要。传统的网络同步技术基于交换机和PDH传输系统,PDH设备无需同步(图1);而现在的同步网技术则为基于统一标准的BITS系统和SDH传输系统传递同步时钟信息,SDH设备需要严格地与传输网络同步(图2)。BITS系统采用国际标准和当今最新的时钟同步技术,同步网络自成平台,不受其它网络和业务的制约,局间同步等级分明,局内同步可靠、维护方便。

  有了数字同步网,就既能够满足普通业务的定时要求,又能够满足各种新业务、新设备对定时性能的苛刻要求,极大地改善通信设备的运行环境和互联对接环境,使设备和网络发挥卓越的品质、大幅度提高业务质量。而对网络结构复杂、设备种类繁多、使用年限己久、技术老化的传统电信设备而言,数字同步网的引入可以优化网络结构、保护用户的原有投资。通过发挥BITS系统具有的精密监测等特有功能,还可以全面监视网络的时钟同步性能,为故障定位和全网优化提供有力的支持。

建设本地数字同步网的必要性

综合业务同步传输之必需

本地数字同步网位于整个数字同步网的最底层,对改善业务质量起着非常重要的作用。

  对于固定网来说,本地网是各种网络(PSTN、ISDN、PSPDN、DDN、FR、ATM、IP)和业务(语音、数据、图像)的融合点,端局各种业务携带着不同的时钟基淮,为了保证业务的对接质量,时钟环境的优劣至关重要。固定网的用户多、业务多,设备种类多、历史又长久。由于受到历史条件的限制,目前网上交换机的时钟性能良秀不齐,交换机系统自己使用还可以,如果输出到其它设备,则存在精度不高、漂移大、稳定度差等问题,因此继续依赖交换机时钟已经无法满足业务的发展需求。

  移动业务也是固定网的重要业务之一,联通CDMA基站全部采用GPS接收机提供同步定时,中国移动GSM系统则通过地面链路组建主从同步的时钟同步网络。固定网的本地网汇接局和端局的数量远比移动网大很多。目前一些省份开通了无线市话业务,但通话质量并不理想,原因是无线通信需要高精度的时钟,传输的速率越高。对精度要求也越高,而且无线市话系统的基站覆盖范围很小、基站数量又多、造成越区切换频繁。只有提供高精度时钟才能确保越区切换的成功率和切换效率。无线市话系统由于本地数字同步网建设未到位,与早期SDH建网时的情况相似,其基站只能借助于GPS接收机。

  GPS方案具有投资实惠的优点,但对GPS依赖性强、功能单一。端口数量有限、易受天气、雷电等影响。对于GPS定时性能的恶化,由于缺乏高精度的定时基准作为参考,因而难以自己发现。大量应用GPS,必然会使同步区缩小,受到ITU-T滑码指标分配的影响,必

须对一级基准钟的平均频率准确度提出更苛刻的要求。从组建同步网的角度来看,在端局大量采用GPS不是同步网的最佳解决方案。

  除了时钟同步之外,时间同步问题也日趋重要,组建时间同步网可使全网在时间上达成协调一致,改善计费、日志和告警等性能,提高数据网的时间准确性。

增强运营商的核心竞争力

  随着电信运营商之间竞争的不断加剧,如何改善服务、提高业务质量、丰富业务种类、降低运营成本、提高投资效益等已经成为普遍关注的课题。怎样提高核心竞争力和投资效益?合理地建设本地数字同步网是理想的选择。

  从整体网络着手,优化和完善数字同步网,是减小网络滑码、漂移、误码,提高运营质量的有效方法。采用标准化BITS设备,借助于传输网络平台,组建一个高精度、高稳定度、高可靠性的时钟同步网络平台,不但可以超越普通业务对定时性能的要求,而且适应高速数据、宽带视频等新业务对定时性能的苛刻要求,充分发挥通信设备和网络的整体性能,吸引众多的用户,同时还可优化网络结构,提高维护效率和投资效益。

  由此可见,建立本地数字同步网十分必要,为避免重复投资,最佳的解决方案是组建时钟和时间的综合同步网。

我国数字同步网建设的现状

  我国主要电信运营商(中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通等)已经完成了省际骨干数字同步网的建设,省内骨干数字同步网的建设也己基本到位,数字同步网几乎覆盖了所有本地网的长途局,部分发达省份(如广东电信、浙江电信、南京电信、太原电信、沈阳电信、福州电信等)完成了本地数字同步网的建设。总之,本地数字同步网己成为我国电信行业的热点建设项目。

  我国数字同步网的建设起步较晚,以往我国只能参考北美的同步时钟标准,由于SONET与SDH时钟存在差异,因此影响了我国数字同步网的建设进程。1999年发布的新国标解决了我国的同步时钟标准问题,成为我国数字同步网发展的一个重要里程碑。加上近几年来我国自行开发成功拥有自主知识产权的BITS产品,打破了国外产品垄断的局面,使数字同步网获得了突飞猛进的发展机遇。到目前为止,我国BITS应用数量己达数千套,我国的数字同步网络正在不断的完善。

   本地数字同步网投资虽然不大,但对固话网、移动网、数据网等的重要性却非常大。由于端局最终实现网络中各类业务的接入,就需要把本地数字同步网一直覆盖到端局。本地固定网正在向大容量、少局所目标演进,但固定网的汇接局和端局数量还是远比移动网多,为此,本地数字同步网的建设对传统的固定网运营商而言意义更重大、时间也更紧迫。

本地数字同步网的解决方案

  应自上而下、由高到低地分步建设数字问步网,依据我国数字同步网的组织规划原则,可概括为总体规划、分层建设、分步实施三个步骤,国家骨干网以一级基准钟为主、省内骨干网以二级节点从钟为主、本地同步以三级节点从钟为主,最终达到覆盖每个端局的建设目标。按《“九五”期间本地网建设的若干规定》,本地数字同步网建设的方案应包括以下几个方面:

组网方案

  遵循国标组网规范,从本地网现状出发,本地数字同步网宜以主从同步方式作为主要组网方式。按照漂移分配估算,自基准钟到末端局的极长定时链路最多可以串连7个BITS时钟,其中二级节点从钟为2~3个,三级节点从钟为3~4个,所以本地同步网的时钟等级以

三级钟为主。

  可以利用数字同步网综合解决时间同步问题,BITS不但可以配置GPS获得同步所需的TOD信息,也能通过组网传送TOD信息。采用何种数字同步网的解决方案,应该由对同步时钟精度的需求、投资成本来决定。事实证明,数字同步网不同方式方法的组合应用是最经济实惠的全网TOD解决方案。

  本地数字同步网的组网目标是高精度、高稳定度、高可靠性,功能灵活、使用方便。

时钟选择

  在一般的端局/普通汇接局配置三级节点从钟,可在网络地位重要、提供重要业务、汇接通信设备众多的汇接局配置二级节点从钟。我国虽然不提倡大规模使用GPS,但可以合理和有效地利用GPS。

  GPS的应用场合主要有两种:(1)BITS的外基准源仅有一路时;(2)需要将BITS作为一级时间服务器时。由于本地网内所有局点的地理位置十分集中,使用GPS应以备用力主,而不应该滥用GPS,避免分割出众多的同步区,以确保业务的传输质量。

链路选择

  从本地固定网的现状来看,应发挥原有PDH的组网优势,以PDH传送定时信号为主,SDH光路传送定时信号为辅,考虑到SDH业务的抖动性能,应避免SDH业务端口传送定时信号。理想的情况是建立两个互力备份的同等级时钟源,作为本地数字同步网的最高时钟基准,为下游BITS提供参考,利用互为备份的最高时钟保护机制确保本地数字同步网的可靠性。

----《通讯世界》


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