數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)及其幾種常用同步方式比較

梁海明

【摘要】 作為現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成核心，數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)Ω黝悢?shù)據(jù)流信息進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，為了進(jìn)一步提高數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)的工作效率，并確保數(shù)字流的完整性，本文通過對(duì)數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)主從同步法、互同步法和水庫法等幾種常用的數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)的同步方法進(jìn)行了詳細(xì)的比較和分析。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng) 基準(zhǔn)時(shí)鐘 主從同步法 互同步法

前言：對(duì)現(xiàn)代通信進(jìn)行分析可知，其實(shí)際上是網(wǎng)絡(luò)通信的一部分，在通信網(wǎng)絡(luò)中需要對(duì)相關(guān)的數(shù)字信息進(jìn)行準(zhǔn)確的交換和復(fù)接，從而確保低速數(shù)據(jù)流能夠通過合并形成高速數(shù)據(jù)流，且在此過程中各類信息未發(fā)生丟失。因此，對(duì)數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成和不同的同步方式進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而提高數(shù)字流復(fù)接的準(zhǔn)確性和高效性已成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域亟需解決的問題。

一、數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

1.1基準(zhǔn)時(shí)鐘

基準(zhǔn)時(shí)鐘是數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)組成部分，是指為同步區(qū)域乃至全國提供具有最高精度等級(jí)的時(shí)鐘?；鶞?zhǔn)時(shí)鐘同UTC（世界協(xié)調(diào)時(shí)）具有高度的一致性，且并不會(huì)受到外界因素的干擾，因此，其可為數(shù)字同步網(wǎng)提供獨(dú)立的定時(shí)信號(hào)[1]。

1.2 BITS大樓綜合系統(tǒng)

本地時(shí)鐘源，即BITS是大樓時(shí)鐘信息的綜合供給系統(tǒng)，主要提供本地系統(tǒng)的時(shí)鐘。BITS的核心為內(nèi)部時(shí)鐘，通常為高穩(wěn)晶振或是銣鐘，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，內(nèi)部時(shí)鐘主要受兩方面的影響，分別為：一方面，由于其受到上級(jí)參考控制信號(hào)的控制，同參考信號(hào)間由于存在各類原因如抖動(dòng)、漂移等而存有誤差；另一方面，大樓綜合供給系統(tǒng)（BITS）的質(zhì)量與結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)內(nèi)部始終的精度產(chǎn)生影響。

1.3定時(shí)信號(hào)的鏈路傳輸與網(wǎng)管監(jiān)控

對(duì)定時(shí)信號(hào)傳輸鏈路進(jìn)行分析可知，其主要包括基準(zhǔn)時(shí)鐘同BITS間以及上下級(jí)BITS間和統(tǒng)計(jì)BITS設(shè)備間定時(shí)信號(hào)的傳輸，通常，基準(zhǔn)時(shí)鐘和BITS以直接連接的方式為主，而BITS間定時(shí)信號(hào)的傳輸形式則以PDH帶你路傳輸定時(shí)信號(hào)為媒介，通過借助其直埋光纜的PDH專線電路，確保數(shù)據(jù)流傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性[2]。

二、不同同步方式的比較分析

2.1主從同步法

主從同步法的同步方式為，在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一個(gè)具有較高精度和較高穩(wěn)定度的時(shí)鐘，即主時(shí)鐘，而從時(shí)鐘則在鎖相環(huán)的協(xié)助下將振蕩器輸出信號(hào)的相位鎖定但在主時(shí)鐘信號(hào)的相位上，此時(shí)，從時(shí)鐘將與主時(shí)鐘同頻同相，達(dá)到主時(shí)鐘對(duì)從時(shí)鐘進(jìn)行控制的目的。目前我國所采用的主從同步法的數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)的一級(jí)主時(shí)鐘設(shè)立在武漢和背景，二級(jí)從時(shí)鐘則為除了武漢和北京以外的其他省份的從時(shí)鐘。主從同步法的優(yōu)點(diǎn)在于，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為靈活，且具有良好的經(jīng)濟(jì)性和滑動(dòng)性能；不足在于主、從時(shí)鐘誤差將沿著信號(hào)傳輸鏈路逐段積累，產(chǎn)生較大誤差，而當(dāng)進(jìn)行復(fù)雜數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，基于主從同步法的同步網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及規(guī)劃也更為復(fù)雜。

2.2互同步法

互同步法通過使網(wǎng)內(nèi)各站設(shè)置自己的時(shí)鐘，并將其進(jìn)行互相連接、互相控制，同時(shí)，將其鎖定在網(wǎng)內(nèi)各站固有震蕩頻率器的平均值，即網(wǎng)頻率上，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的目的。應(yīng)用此方法的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)系統(tǒng)中的某一傳輸鏈路或時(shí)鐘產(chǎn)生故障時(shí)，其網(wǎng)內(nèi)始終將仍然保持同步工作的狀態(tài)，即并不需要對(duì)同步網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重組來達(dá)到時(shí)鐘信息同步的目的；不足在于由于系統(tǒng)穩(wěn)定頻率具有較高的不確定性，使其難以同其他數(shù)字同步網(wǎng)絡(luò)兼容，加之其所形成的同步網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一個(gè)秘魯反饋系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，將對(duì)其性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響[3]。

2.3水庫法

水庫法中，外時(shí)鐘主要由數(shù)字碼流進(jìn)行控制，具有不穩(wěn)定性，但內(nèi)時(shí)鐘卻具有較高的精度與穩(wěn)定性，故與內(nèi)時(shí)鐘相連的彈性存儲(chǔ)器所獨(dú)處的數(shù)字流碼速的穩(wěn)定度與精度都較高，由于彈性存儲(chǔ)器的容量較大，因此，此種同步方法下的數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)在長期運(yùn)行過程中并不會(huì)發(fā)生時(shí)鐘信息的空取和溢出現(xiàn)象。由于足夠大容量的彈性存儲(chǔ)器類似于水庫，系統(tǒng)很難將“水庫”中的水抽干，同理，也很難將“水庫”灌滿，即并不會(huì)發(fā)生時(shí)鐘信息的滑動(dòng)情況，因此，在以水庫法進(jìn)行數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)的同步時(shí)，無需對(duì)碼速進(jìn)行調(diào)整。

三、結(jié)論

本文通過對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘、BITS大樓綜合系統(tǒng)以及定時(shí)信號(hào)的鏈路傳輸與網(wǎng)管監(jiān)控等數(shù)字網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的各部件工作原理進(jìn)行說明，進(jìn)而對(duì)主從同步法、互同步法和水庫法等數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析。

研究結(jié)果表明，不同的時(shí)鐘同步方法的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)也不盡相同，在進(jìn)行數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇具體的時(shí)鐘同步方法，提高數(shù)字同步網(wǎng)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李峰，海曙光，海威.內(nèi)蒙古電力系統(tǒng)數(shù)字同步網(wǎng)組網(wǎng)方案和規(guī)劃[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2012，05（12）：59-60.

[2]滕玲，伍小波，汪洋，等.電力數(shù)字同步網(wǎng)全同步演進(jìn)方案研究[J].電力系統(tǒng)通信，2011，01（19）：37-41.

[3]吳江.同步網(wǎng)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用及探討[J].電力系統(tǒng)通信，2011，02（16）：13-17.