1.2 同步网的结构
由上述可见,同步网是数字通信网的一个子网,是附属其中并为其服务的一个支撑网。因而同步网的结构取决于数字通信网的规模、结构和对同步的要求。早期同步网的目标是使电话交换网同步,使用电话交换机的时钟作为同步网的节点的时钟,结构简单,一般为树状的混合型同步网。随着通信网的快速发展,新业务的不断出现,对同步网的要求越来越高。首先,同步网的各级时钟要求提高了;其次,随着对网络运营性能提出了更高要求,对通信网络(包括同步网络)的安全性和可靠性也不断提高,使得同步网逐渐地独立了出来,从而成为独立型的同步网。
一个独立型的同步网由自己的各级时钟及设备,和各级定时传输链路组成,并建立起相应的监控管理网络,逐步形成了一套完善的维护运行管理机制。同步网并不直接面对客户,也不直接产生经济效益;它为各个业务网提供定时,保障业务的服务质量。尽管同步网是独立的,但各级时钟及设备是在数字通信网的各级节点处,并且各级定时传输链路又是数字通信网的传输链路,所以,它是依附于数字通信网的,是毛与皮的关系。因而,同步网的结构通常和数字通信网的结构一致。不过,不同的同步方式或方法又构成不同的独立型同步网。同步网的同步方式与所要求的网同步状态有关。同步状态分为:
(1)全同步状态:同步网中所有的时钟都跟踪到同一个或一组基准时钟源上。正常情况下,网内时钟间没有频率偏差。
(2)准同步状态:同步网中所有的时钟或信号都工作在几乎相同的速率上,任何变化都不应超过规定的范围。处于准同步状态运行的时钟有很高的准确度和稳定度,它们之间的频率变化很小。在国与国之间或不同的网络运营者之间,同步网一般是这种同步状态;而国内网间和网内的同步网都采用全同步状态。
(3)伪同步状态:同步网中的所有时钟在正常工作情况下符合ITU-T建议G.811基准时钟的长期频率准确度;但不是所有时钟都跟踪到同一个基准时钟上,各时钟运行时的准确率很高,时钟间频率偏差很小。
在全同步状态的同步网内,节点时钟之间可以采用以下两种同步方式:
(1)主从同步方式:同步网中的时钟分为多级,各级时钟具有不同的准确度和稳定度。网络中最高级的时钟是主时钟(简称主钟),用以同步其他各级的从时钟,简称从钟。网络在同步,即正常工作状态下,从钟与主钟有相同的频率准确度;但在定时系统失步或故障的状态下,从钟失掉基准定时信号后,处于保持或自由运行状态,其频率准确度下降。不同级别的时钟有不同的性能要求和指标,详见第3章。数字通信网主从同步方式的同步网节点见图1.1,主从同步方式的拓扑结构见图1.2。
图1.1 主从同步方式的同步网节点
图1.2 主从同步方式的拓扑结构
(2)相互同步方式:网络中各个时钟不分级别,各时钟几乎有相同的频率准确度和稳定度,相互接收时钟信号,进行频率比对与计算,获得一个全网的参数,以调整各个时钟,使它们具有同样的频率准确度,实现同步。相互同步方式的拓扑结构见图1.3。
图1.3 相互同步方式的拓扑结构