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时钟专题

时钟专题. V1.1. 课程目标. 了解数字同步的基本概念 掌握标准 SSM 的时钟处理 了解扩展 SSM 的特点. 课程大纲. 数字同步基础 SDH 标准 SSM SDH 扩展 SSM. 数字同步基础. 数字同步网的时钟种类 数字同步网的同步方式 我国数字同步网的时钟分级 SDH 的时钟源种类及对同步网的影响. 数字同步网的时钟种类. 铯原子钟：长期频率稳定度 10-13~10-14 即约 300 万年误差一秒，价格昂贵，短期稳定度差，可作为最高级基准时钟。

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Presentation Transcript

  1. 时钟专题 V1.1

  2. 课程目标 • 了解数字同步的基本概念 • 掌握标准SSM的时钟处理 • 了解扩展SSM的特点

  3. 课程大纲 • 数字同步基础 • SDH标准SSM • SDH扩展SSM

  4. 数字同步基础 • 数字同步网的时钟种类 • 数字同步网的同步方式 • 我国数字同步网的时钟分级 • SDH的时钟源种类及对同步网的影响

  5. 数字同步网的时钟种类 • 铯原子钟：长期频率稳定度10-13~10-14即约300万年误差一秒，价格昂贵，短期稳定度差，可作为最高级基准时钟。 • 铷原子钟：体积小，预热时间短，短期稳定度高，价格便宜，但长期稳定性低于铯原子钟，可作为地区级基准时钟 • GPS（全球定位系统）：与大楼综合定时源（BITS）内部时钟和GPS接收机内部时钟综合，才能得到长期和短期都能满足要求的定时信号 • 石英晶体振荡器：可靠性高，寿命长，价格低，频率稳定度范围很宽，但长期频率稳定度不好

  6. SDH的时钟源种类及对同步网的影响 • SDH的时钟源种类 • 外部时钟源 • 线路时钟源 • 支路时钟源 • 设备内置时钟源

  7. 数字同步网的同步方式 • 全同步方式 • 主从同步方式：正常工作模式，保持模式，自由运行模式 • 准同步方式（网内的时钟独立运行，采用高精度的时钟，互不控制） • 主从同步和准同步相结合的混合方式

  8. 我国数字同步网的时钟分级 • ITU-T时钟分级 • 基准主时钟，该时钟由G.811规范为PRC • 转接局从时钟，该时钟由G.812规范为SSU-A • 端局从时钟，该时钟由G.812规范为SSU-B • SDH的网元时钟，该时钟由G.813规范为SEC • 我国的数字同步网采用三级主从同步方式 • 一级基准时钟（国家级）分为两种 • 全网基准钟（PRC）：由自主运行的铯原子钟组或铯原子钟组与卫星定位系统GPS组成 • 区域基准钟（LPR）：由卫星定时系统GPS和铷原子钟组成 • 二级基准时钟（转接局从时钟） （SSU-T） ：铷原子钟或高稳晶体钟组成 • 三级节点时钟（端局从时钟） （SSU-L） ：高稳晶体钟组成

  9. 同步定时信号的分配 • 局内分配：所有网元时钟都直接从本局内最高质量的时钟BITS获取定时 • 局间分配 ：一般采用树型结构使SDH网内的所有节点都能同步

  10. 课程大纲 • 数字同步基础 • SDH标准SSM • SDH扩展SSM

  11. SDH标准SSM • 同步状态信息（SSM） • SDH设备标准SSM处理规则 • 标准SSM协议下时钟保护 • 时钟成环

  12. 同步状态信息（SSM） • ITU-T建议G.704采用同步状态信息SSM（Synchronization Status Message）在同步定时链路中传递定时信号的质量等级 • SDH利用S1(5~8)表征不同的时钟质量等级，以传递SSM信息

  13. SDH设备标准SSM处理规则 • 时钟源选择 • 根据质量级别选择跟踪的时钟源 • 当有同样高质量等级的参考信号存在时，遵循选择短路径时钟原则，可以通过人为设定的优先级来进行判断选择 • 在获取时钟源后，回送0xf表示回送时钟源不可用，避免两个节点间出现同步互跟的情况

  14. 标准SSM协议下时钟保护 • 单网元标准S1处理：根据质量级别选择跟踪的时钟源

  15. 0x02 0x02 0x02 A B C D 0x0f 0x0f 0x0f • 链网标准S1处理 • 时钟参考源唯一 G.811标准外时钟 0x02

  16. 0x02 0x02 0x02 A A B B C C D D 0x0f 0x0f 0x0f G.811标准外时钟 G.812标准外时钟 0x04 0x02 0x04 0x04 0x04 0x0f 0x0f 0x0f • 多时钟参考源 G.811标准外时钟 G.812标准外时钟 0x04 0x02

  17. 0x02 A B 0x0f 0x02 0x02 0x0f 0x02 2 D 0x0f C 0x02 1 • 环网标准S1处理：需要考虑优先级设置 • 时钟参考源唯一 G.811标准外时钟 0x02

  18. 0x02 A B 0x0f 0x02 0x02 0x0f 0x02 3 0x0f D C 1 0x02 2 • 多时钟参考源（正常状态） G.811标准外时钟 0x02 G.812标准外时钟 0x04

  19. 0x04 3 A B 1 0x04 2 0x0f 0x04 0x0f 0x04 0x0f D C 0x04 • 多时钟参考源（保护状态） G.811标准外时钟 0x02 G.812标准外时钟 3 0x04 1 2

  20. 二纤环网标准S1配置成环

  21. 　正常工作状态下，外时钟源1为整个网络的时钟标准，各网元按照质量和优先级进行时钟的选取。

  22. 　当外同步源1丢失时，网络中的各个网元需要重新进行时钟分配。此时，外同步源2将成为整个网络的时钟标准，各网元按照质量和优先级进行时钟的选取。　当外同步源1丢失时，网络中的各个网元需要重新进行时钟分配。此时，外同步源2将成为整个网络的时钟标准，各网元按照质量和优先级进行时钟的选取。

  23. 　当外同步源2丢失后，网络中的各个网元需要进一步重新分配时钟。外时钟源2丢失的瞬间，时钟源丢失的信息还没有传递到网元C，因此，D可以从C获取质量等级为0x04的时钟以弥补外同步源2的丢失，其结果就是产生时钟成环 。

  24. 课程大纲 • 数字同步基础 • SDH标准SSM • SDH扩展SSM

  25. SDH扩展SSM • 扩展SSM的定义及工作原理 • 中兴公司扩展SSM算法的特点 • 利用扩展SSM进行时钟保护

  26. 扩展SSM的定义及工作原理 • 扩展SSM：利用开销字节中没有定义的空闲字节来作为标准SSM协议的扩充，目的是更好地防止时钟成环 • 旧算法：利用S1(1~4)表示时钟的质量等级， S1(5~8)表示信息传递所经过的节点数 • 新算法： 利用S1(1~4)表示时钟的质量等级，R2C8(1~5)表示信息传递所经过的节点数， R2C8(6~8)表示网元传递的时钟ID • 扩展SSM的工作原理：计算时钟经过的节点数，优先选择质量高、经过网元数量少的定时信号；同时，通过软件算法比较节点网元接收的时钟ID与自身的时钟ID，如果相等则时钟成环，网元就不跟踪这个时钟信号，以从根本上防止了时钟成环

  27. 中兴公司扩展SSM算法的特点 • 从根本上防止了时钟成环 • 当存在多条时钟路径时，自动选择最优（最短）路由 • 只要存在到达主时钟的路由，网元就会跟踪主时钟，而不会进入自由振荡状态 • 算法为低层分布式处理，各网元地位等同，操作简单

  28. 利用扩展SSM进行时钟保护 　图中所示为二纤环网的外时钟源先后丢失后采用扩展SSM算法的结果，工程实践证明该算法是有效的。

  29. univ.zte.com.cn 谢谢!

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