【摘要】闡述了SDH設備定時時鐘的重要性,SSM、S1字節(jié)的含義,時鐘方案設計的一般原則并用實踐檢驗。針對A網(wǎng)特定設計出符合要求的時鐘方案,使其在運行過程中定時信號傳遞可靠,相對提高運行人員的工作效率,降低運行風險,有效低保證電力系統(tǒng)的可靠運行。
【關鍵詞】SDH;時鐘;SSM
一、前言
在電力通信領域里,傳輸網(wǎng)普遍使用以光纖為載體的SDH(即同步數(shù)字傳輸體系)技術。在SDH網(wǎng)內(nèi),所有網(wǎng)元的時鐘頻率和相位都必須控制在預先確定的容差范圍內(nèi),以保證網(wǎng)中各網(wǎng)元的全部數(shù)據(jù)信息能實現(xiàn)正確有效的傳遞。如果SDH網(wǎng)元時鐘質(zhì)量下降,將引起各個網(wǎng)元不同步,使業(yè)務出現(xiàn)頻繁指針調(diào)整,影響對信號質(zhì)量敏感的業(yè)務,時鐘性能劣化甚至導致光路或支路出現(xiàn)大量誤碼或通信中斷。
正常情況下,SDH網(wǎng)絡是通過兩個網(wǎng)元間相連的光鏈路來傳播SDH定時信號的。設備的時鐘模式在一定的條件下會發(fā)生如圖1所示的轉(zhuǎn)換:
圖1 SDH定時模式轉(zhuǎn)換圖
如圖1所示,如果該鏈路發(fā)生故障,并且在設備沒有鎖定其他線路時鐘的情況下,設備定時時鐘丟失,設備將由正常的鎖定模式轉(zhuǎn)換成保持模式。在保持模式下,網(wǎng)元依靠指針調(diào)整技術,其通信能短時間保持在誤碼率較低的狀態(tài)下。但在保持模式下持續(xù)24小時后,設備將轉(zhuǎn)換為自由振蕩模式。由于此時設備已完全脫離SDH網(wǎng)絡運行,其鏈路或業(yè)務的誤碼率是相當高的,甚至有可能導致通信中斷。
二、原鶴山片區(qū)A網(wǎng)時鐘方案
原鶴山片區(qū)A網(wǎng)由烽火780B組成,其時鐘方案采用如圖2所示的抽取單邊時鐘的方式。
圖2 原鶴山片區(qū)A網(wǎng)時鐘圖
如圖2所示,鶴山局網(wǎng)元時鐘配置為自由振蕩模式,其他網(wǎng)元配置為抽取線路時鐘模式,抽取時鐘的線路如圖的箭頭所示。此時鐘方案優(yōu)點在于配置極其簡單,在網(wǎng)元間鏈路比較穩(wěn)定的情況下,網(wǎng)絡定時是不會有問題的。但其缺點是明顯的:在某一鏈路故障時,其故障鏈路后方的一串網(wǎng)元都工作在保持模式(或者偽鎖定狀態(tài))下。若故障不能在24小時內(nèi)排除,則故障點后方的一串網(wǎng)元的所有業(yè)務都會出現(xiàn)大量誤碼甚至業(yè)務中斷的情況。
在不改變傳輸A網(wǎng)的組網(wǎng)方式的前提下,利用標準的SDH原理里的SSM技術,對鶴山片區(qū)SDH傳輸A網(wǎng)時鐘進行優(yōu)化,可以既簡單又低成本的避免以上所述的意外情況發(fā)生。
三、SDH原理里的定時相關技術
在SDH網(wǎng)中,網(wǎng)絡定時和路由隨時都有可能變化,因而其定時性能也隨時可能變化,網(wǎng)元必須要能判斷出當前時鐘源是否有效,或搜尋其他有效時鐘源,最后依據(jù)跟蹤時鐘源級別的設置決定跟蹤質(zhì)量較高的時鐘源,還要判斷出全網(wǎng)時鐘是否出現(xiàn)定時環(huán)路,予以解除。這一切的實現(xiàn)都需要首先了解以下概念:SSM、S1字節(jié)。
(1)SSM的含義
SSM(Synchronization Status Message)也稱為同步質(zhì)量信息,用于在同步定時傳遞鏈路中直接反映同步定時信號的等級。根據(jù)這些信息可以判斷所收到同步定時信號的質(zhì)量等級,以控制本節(jié)點時鐘的運行狀態(tài),比如繼續(xù)跟蹤該信號,或倒換輸入基準信號,或轉(zhuǎn)入保持狀態(tài)等。
(2)S1字節(jié)的含義
S1字節(jié)位于SDH結構中的MSOH中的第9行,第1列。在ITU-T G.707建議中規(guī)定了STM-N接口的SSM編碼方式,用復用段開銷字節(jié)S1的b5~b8比特來表示不同的時鐘質(zhì)量等級。
需要注意的一點是:在進行時鐘配置時,為了實現(xiàn)時鐘保護倒換,必須啟動S1字節(jié)。
四、時鐘方案設計的一般原則
(1)使用線路時鐘優(yōu)先級功能;
(2)啟用S1字節(jié),防止出現(xiàn)時鐘對抽或定時環(huán)路(廣義時鐘對抽);
(3)盡量減少定時基準傳輸?shù)拈L度;
(4)受控時鐘盡量從高等級時鐘獲取定時;
(5)定時信息傳送—從STM-N信號中提取定時。
五、編制優(yōu)化方案并實施
根據(jù)以上的幾條原則,編寫出A網(wǎng)新時鐘配置,示意圖如圖3所示:
圖3 鶴山片區(qū)A網(wǎng)新時鐘圖
如圖3所示,鶴山局網(wǎng)元時鐘配置不變,為自由振蕩模式,定義其自振精度為G.812級別;其他網(wǎng)元配置也不變,為抽取線路時鐘模式,抽取時鐘的線路由單側抽取優(yōu)化為2側均抽取,且其優(yōu)先級配置如圖3所示,綠色優(yōu)先級為1,紅色優(yōu)先級為2。除鶴山局網(wǎng)元外其他網(wǎng)元設置內(nèi)時鐘優(yōu)先級為3,定義其自振精度為默認(G.813級別)。最后啟用所有網(wǎng)元的S1字節(jié)。
具體網(wǎng)管配置實施如圖4所示。
(1)鶴山局網(wǎng)元:把時鐘輸出到線路里去并使能S1,其他的配置不變。
(2)站端以址山站網(wǎng)元為例:配置其抽取線路時鐘的S1字節(jié)。
六、驗證結果
由理論分析可知,按照圖3優(yōu)化A網(wǎng)內(nèi)所有網(wǎng)元時鐘設置后,正常工作狀態(tài)下,鶴山局網(wǎng)元為整個網(wǎng)絡的時鐘基準,各網(wǎng)元根據(jù)主用時鐘的路線走向,按照質(zhì)量與優(yōu)先級進行時鐘的選取。若網(wǎng)元間任意一條鏈路出現(xiàn)故障,當線路時鐘源丟失時,網(wǎng)內(nèi)各個網(wǎng)元重新按照質(zhì)量和優(yōu)先級進行時鐘分配調(diào)整。這樣網(wǎng)絡中的各網(wǎng)元均能保持鎖定狀態(tài)不變,比原時鐘配置方式可靠得多。
圖4 A網(wǎng)傳輸網(wǎng)元鶴山局網(wǎng)管配置圖
圖5 A網(wǎng)傳輸網(wǎng)元址山站網(wǎng)管配置圖
為了驗證操作結果是否符合預期目標,進行以下測試:
(一)將由鶴山局發(fā)往城北站的S1字節(jié)值修改為“時鐘不可用”。經(jīng)查,除鶴山局網(wǎng)元外,所有網(wǎng)元按紅色箭頭方向自動調(diào)整了時鐘路由,并且其定時模式均為鎖定模式。
圖6 驗證1示意圖
圖7 驗證2示意圖
(二)將由址山站發(fā)往宅梧站的S1字節(jié)值修改為“時鐘不可用”。經(jīng)查,發(fā)現(xiàn)所有網(wǎng)元的定時模式均為鎖定模式。宅梧站、彩虹站、共和站、鶴城站、桃源站、雅瑤站雁山站按紅色箭頭方向自動調(diào)整了時鐘路由并鎖定,其他站點不變。
驗證結果符合設計目標,實現(xiàn)了時鐘網(wǎng)的“自愈”功能,提高了時鐘網(wǎng)以及業(yè)務通道的可靠性。
七、總結
本次鶴山片區(qū)傳輸A網(wǎng)的時鐘方案的優(yōu)化,雖然所使用的知識不深奧,但卻是深入掌握標準SDH原理后運用到生產(chǎn)實踐中的一次典型體現(xiàn)。從本次生產(chǎn)實踐中我認識到原理知識的重要性,以后本人將繼續(xù)結合設備實物,多思考多操作,力求把轄區(qū)內(nèi)的通信網(wǎng)打造成最健壯的通信網(wǎng)。