吴宇庆 湖北省邮电规划设计院 武汉430022
摘要：所有的电信专业网络都需要严格的同步规划，但“以交换机为同步中心、自上而下的主从同步”方式暴露出很多缺陷和不足。应依托公用数字同步网，从全网的高度对电信各专业网的同步进行统筹规划。本文总结出了一些具体的措施，如：楼内定时分配、局间定时分配和提高业务点时钟性能等。
关键词：定时基准 SDH 同步网
数字通信网上各项新技术和新业务的出现和发展都必须首先解决同步问题，所有的网络都需要严格的同步规划以满足性能要求。同步规划的任务包括在电信网络中，时钟的等级选择及放置，定时的分配，对网络进行分析，以保证其满足可接受的性能指标。不合适的同步规划或缺少规划会导致大量的滑码、长期的网络降质、复杂的维护问题或者高的传输误码率。
本文首先通过对电信网现在普遍采用的“以交换机为中心、自上而下同步”方式进行分析，说明了在电信网数字化的背景下，这种同步规划已经不能满足电信网上发展各种新技术、新业务的要求。然后通过对GSM网络同步的研究，总结出了一些针对电信各专业网的具体措施，如：楼内定时分配、局间定时分配和提高业务点时钟性能等。
1、同步的重要性
网络同步的基本目标是控制滑动的发生。滑动的发生有两个原因：一是链路中时钟间的频率同步不好，导致时钟频率的差别；二是链路中的相位移动（如漂动和抖动），以及时钟之间的相位移动。其中相位移动是数字网中造成滑动的主要因素。根据有关研究，滑动对数字网中业务的损伤与其应用有关。
一般而言，传统业务（如语音电话）对于滑动的容忍度较强。对于三类传真业务、ISDN业务、Modem业务、诸如X.25,DDN等低速数据业务，滑动造成的影响也仅仅只是终端用户重发数据即可，对于电信网全网的影响也是较小的。
但是，当滑动发生在可视电话中，视频部分将丢失，用户必须要重建视频部分。另外对于数字视频传输（如电视会议、数字电视）的测试表明，一次滑动通常会造成图像的失真或冻结，这对于业务而言是很难被接受的。
由于七号信令网投入使用，滑动会对电信网上的业务造成严重的损伤。当一次滑动发生在信令链路上时，若干次电路的接续将失败，因为移动通信网中信令要比固定电话风的信令多近十倍，并且除了接续和挂机阶段外，在通话过程之中由于双频切换，越区切换等的缘故也会有大量的信令。因此，信令丢失将导致切换的失败等问题，直接影响到网络掉话、切换成功率等指标。
2、电信网同步的现状及缺陷
目前各个电信专业网大部分设备仍采用以交换机为中心自上而下的同步方式。
可以看到，在这种同步方式下，设备的时钟是串联的，在理想情况下，下游设备从上游设备的带业务的2Mbit/s码流提取定时基准，使整个时钟链上的设备均可以得到满意的同步，但是，实际情况并非这样。
首先，根据各个GSM设备供应商提供的资料显示，几乎所有的GSM设备的时钟都只是四级晶体钟，并都没有保持功能。当时钟链中的某一级设备的外参考丢失时，设备时钟将处于自由运行状态。那么，在该设备以及其下游设备的时钟等级将会是四级时钟。这就远远达不到国家规范中对GSM网络设备时钟等级的要求。
其次，这种级联结构的本身会引起突发误码传播。例如，当MSC时钟遭受了一次短期中断，因此需要倒换备用参考源。但在参考倒换时，通常MSC的时钟将产生一个10-1000us的快速相位冲击，这么大的冲击足以引起1-50次滑动。在链路中的BSC（基站控制器）的时钟会探测到这个损伤，并作出同样的反应，使其所有的输出链路上都发生了这样的相位冲击，从而影响到与它相连的所有基站。结果，突发误码便扩散开。更为严重的是，这种突发误码群持续时间很短，很难与传输电路损伤区分开来，因此同步问题会被误认为是传输电路失效，从而GSM的网管会错误地出现大量的“传输失效告警”。
第三，实事求是地讲，前面所说的两个问题虽然后果非常严重，但毕竟发生概率很小。那么我们是不是可以心存侥幸呢？答案是否定的！因为还有两个重要的因素没有提及：
①定时基准中一定会有或大或小的漂动等相位噪声，实际的设备会对输入的噪声进行放大后输出，同时设备也会产生额外的漂动噪声叠加在输出上。定时基准在一个定时链上经过几级传递后，质量必然会降级。
②一般情况下，设备不会在同一个电信大楼内，那么设备之间需要通过传输电路连接。PDH尤其是SDH传输电路的介入，会给定时基准带来漂动损伤等相位噪声。理论和实测结果都证明，经过PDH或SDH传输后，会在定时基准中引入相位噪声，尤其是一个点对点的SDH系统中，由于指针调整缘故，可以经常发现高达5us的相位偏差峰峰值。因此，如果同步不好，则误码每天都会发生。
目前，传输网全面地引入了SDH,但SDH无法透明地传输定时基准。定时基准通过SDH传输后，MTIE指标是不能满足要求的。
综上所述，以交换机为中心自上而下的同步方式是不能满足目前电信网上发展各种新技术、新业务的要求。
3、定时基准的获取和分配
解决电信各专业网的同步问题，需要做全网统筹安排。虽然在设备上需要有一定的投入，但投资相对于网络投资而言微乎其微。同步的投资效益不在于项目本身，而是体现在提高通信网的通信质量，适应新的用户业务和新的通信技术发展的需要，以及维护管理的方便等各方面的网络效益上。定时基准的获取和分配是实现网络设备同步的主要问题，具体可以考虑以下措施：
楼内定时分配；
局间定时分配；
3.1、楼内定时分配
当GSM设备与数字同步网设备在同一幢大楼里，可以直接由同步供给单元（SSU/BTS）提供和分配定时基准。
同时应注意以下几个问题：
（1）为了提高被同步设备接受同步的安全可靠性，楼内各种设备应接受来自同步供给单元不同机框上的两路定时基准信号的同步，即采用一主一备外定时信号方式，若设备只有一路外定时输入口，则应接受来自同步供给单1+1输出模块上的定时基准信号的同步。
（2）为安全可靠，到不同楼层的楼内定时基准布线应尽可能分散，便如主、备用定时基准尽可能分开走线。
3.2、局间定时分配
利用广义“电信楼综合定时供给系统（BITS）”的概念，BITS可以为同一城市内的设备提供定时，而不再限制在某电信楼内。因此通过定时的局间分配，只要达到指标要求，我们可以跨楼或跨局使用公用时钟同步网提供的定时基准。
移动机房获得定时基准后，应采用星型结构对机房内的设备分配定时。桥接分配器搭在3Mbit/s信号上，可提供出多路与此信号完全一样的信号。可以通过高阻跨接、设备定时口菊花链式连接来实现。
当下游设备不要求采用一级定时基准时，除SDH网络带业务的2Mbit/s电路外，一般的电路都可以满足性能要求。具体可以根据实际情况采用以下方案：
①在SDH线路码流（STM-N）中传送定时信号
公用数字同步网设备向大楼内SDH设备提供定时信号，使得SDH环路/链路线路码流（STM-N）同步于该定时基准，在下游端局从SDH设备定时输出口提取线路码流（STM-N）中定时基准，即SDH设备时钟（SEC）作为GSM设备的定时源。
使用SDH传送定时基准，即将SDH设备作为时钟供给设备(SSU)，但在实际使用中有一定的技术难度，例如需要考察该SDH系统是否开放了同步状态信息（SSM）功能，以及SDH设备时钟（SEC）是否满足G.783,G.803,G.813的要求等。
②以PDH专线传送定时信号
公用数字同步网设备提供的定时信号，经PDH光纤或微波设备提供的专用2Mbit/s电路传向下游局。
③在PDH端到端业务码流2Mbit/s中传送定时基准
上一级SSU设备向同楼内通信设备（例如程控交换机）提供定时基准，同时经PDH的2Mbit/s码流将此定时信号传向下游局。下游端局设备在本楼交换机相应入中继2Mbit/s电路上以高阻跨接方式获取定时信号。
3.3、提高业务点的定时性能
如果设备的时钟具有高准确度和稳定度，并可以保证时钟相对频率偏差引起的滑动可以达到指标的要求。那么，允许该设备与公用数字同步网时钟独立运行，互不控制。这种情况下，此设备便是一个“同步岛”。
目前，绝大部分设备的定时性能达不到二级时钟要求，因此需要外加同步供给设备，来提高交换点的定时性能。该SSU设备可以不与公用数字同步网连接，这时建议选GPS定时源。目前有HP,TS,AUSTRUM和华为、大唐等厂商可以提供时钟设备。
3.4、实现末端设备的同步
对于分布在各个端址的基站而言，获取定时基准的唯一途径就是从带业务的2Mbit/s电路中提取同步，传输电路的质量成为提取定时质量的关键。如果GSM运营商使用自己的PDH或SDH传输网，建议按照规范中对基站设备同步的性能要求，确认网络可以提供满意质量的电路。另一种情况是，GSM营运商使用的是租用电路，那么只需要在租用电路的同时，向电路提供商提出明确的电路质量的要求。
目前，基站设备大部分采用的是锁相环技术来提取时钟同步的，所以电路中过大的相位噪声（漂动和抖动）是影响提取同步的主要原因。相位噪声达不到要求是现在电路的普遍问题。因为规范中对于时钟的频率准确度等指标要求较低，建议厂家提供采用时钟锁频技术的基站设备。采用锁频技术对于上级时钟的相位噪声、瞬时频率漂移不敏感，甚至可以同步经过SDH传输过来的码流。
4、结束语
电信各个专网的拓扑结构一般都很杂乱无章，这些网中大量采用四级钟和大量的时钟级联，会导致严重的性能降质。因为专网的连接往往是有限的，当增加、删除或改变专网中任何数字业务、电路或设备，都要求重新作同步规划，所以数字专网的同步规划非常困难。
在电信各专业网中，同步规划的主要目标是减少时钟产生的误差及其扩散，因而需要限制四级时钟的使用，减少级联。进行同步规划时，对整个专网要有足够的了解，应依托公用数字同步网，从全程全网的高度出发，进行统筹规划。
摘自《电信科学》2001年第5期
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