摘要:網同步方式(網同步技術)可分為兩大類:準同步和同步。同步又有主從同步和互同步之分,它們又可分成各種不同的實施方法。本模塊首先介紹對節點時鐘的控制方法,然后討論幾種網同步方式。一、對節點時鐘的控制方法交換節點中的同步控制信號來自線路中的時鐘信號和節點本地時鐘信號之間的相位差值,或者直接來自傳輸鏈路中的控制
網同步方式(網同步技術)可分為兩大類:準同步和同步。同步又有主從同步和互同步之分,它們又可分成各種不同的實施方法。
本模塊首先介紹對節點時鐘的控制方法,然后討論幾種網同步方式。
一、對節點時鐘的控制方法 交換節點中的同步控制信號來自線路中的時鐘信號和節點本地時鐘信號之間的相位差值,或者直接來自傳輸鏈路中的控制信號。
不同的同步技術對節點時鐘的控制將采用不同的方法。
1、單向控制
對同步的控制僅在傳輸鏈路的一個方向上進行,或者說僅對鏈路的一側有效。
強制同步都是單向控制的。主從同步是網中指定一個主時鐘節點,所有其他從時鐘節點都受主時鐘節點的控制;時間基準分配是從節點都接受時間基準的同步控制;外部基準是利用通信網外的基準時鐘來控制網中所有的節點。
2、雙向控制
網同步的控制在傳輸鏈路的兩個方向上都使用,也就是說,鏈路兩側都受到控制。
互同步方法中節點之間的控制是雙向的。
3、單端控制
節點時鐘的同步控制信號來自輸入時鐘信號和本地時鐘信號的差值,也就是來自節點的本端。
主從同步是單端控制的。
4、雙端控制
節點時鐘的同步控制信號除來自本端輸入時鐘信號和本地時鐘的相位差值外,還將發送時鐘信號對端所得到的相位差值通過傳輸線路傳送到本端作為控制信號。因為控制信號利用了兩端的相位差值,所以稱為雙端控制。
雙端技術可以抵消傳輸鏈路時延變化的影響,提高網絡的同步質量,時間基準分配和雙端互同步方式都采用了雙端控制。
二、網同步方式
1、準同步
準同步方式中各交換節點的時鐘彼此是獨立的,但它們的頻率精度要求保持在極窄的頻率容差之中,網絡接近于同步工作狀態,通常稱為準同步工作方式。
準同步工作方式的優點:
網絡結構簡單,各節點時鐘彼此獨立工作,節點之間不需要有控制信號來校準時鐘的精度。
網絡的增設和改動都很靈活。
準同步方式的缺點:
節點時鐘是互相獨立的,不管時鐘的精度有多高,節點之間的數字鏈路在節點入口處總是要產生周期性的滑動,這對通信業務的質量是有損傷的。
滑動的概念參見本節模塊“同步網的主要技術指標”
為了減小對通信業務的損傷,時鐘必須有很高的精度,通常要求采用原子鐘,需要較大的投資,可靠性也差。
準同步方式適合于國際交換節點之間同步使用。
2、主從同步
主從同步方式指數字網中所有節點都以一個規定的主節點時鐘作為基準,主節點之外的所有節點或者是從直達的數字鏈路上接收主節點送來的定時基準,或者是從經過中間節點轉發后的數字鏈路上接收主節點送來的定時基準,然后把節點的本地振蕩器相位鎖定到所接收的定時基準上,使節點時鐘從屬于主節點時鐘。主從同步方式的定時基準由樹型結構傳輸鏈路的數字信息來傳送。
主從同步方式的優點:
避免了準同步網中固有的周期性滑動。
鎖相環的壓控振蕩器只要求較低的頻率精度,較準的同步方式,大大降低了費用。
控制簡單,特別適用于星型或樹型網。
主從同步方式的缺點:
系統采用單端控制,任何傳輸鏈路中的擾動都將導致定時基準的擾動。這種擾動將沿著傳輸鏈路逐段累積,影響網中定時信號的質量。
一旦主節點基準時鐘和傳輸鏈路發生故障,就會造成從節點定時基準的丟失,導致全系統或局部系統喪失網同步能力。為此,主節點基準時鐘需采用多重備份手段以提高可靠性,而定時基準分配鏈路采用備用路由的時鐘或者在從節點設置具有存儲功能的松耦合鎖相環路來實現同步。
討論:
主從同步方式由于優點多,而缺點又均可采取措施加以克服,因此應用較廣泛。
當數字網為分布式結構時,主從同步方式就不太合適了。
3、相互同步
相互同步技術是指數字網中沒有特定的主節點和時鐘基準,網中每一節點的本地時鐘通過鎖相環路受所有接收到的外來數字鏈路定時信號的共同加權控制。因此,節點的鎖相環路是一個具有多個輸入信號的環路,而相互同步網構成是將多輸入鎖相環相互連接的一個復雜的多路反饋系統。在相互同步網中各節點時鐘的相互作用下,如果網絡參數選擇得恰當,網中所有節點時鐘最后將達到一個穩定的系統頻率,從而實現了全網的同步工作。
相互同步方式必然是一個雙向控制系統,它可以是單端或雙端控制的。單端控制技術無法消除傳輸鏈路時延變化的影響,只適用于局部地區的小網;雙端控制技術消除了傳輸鏈路時延變化的影響,可以用在較大的區域網中。
互同步系統的優點:
當某些傳輸鏈路或節點時鐘發生故障時,網絡仍然處于同步工作狀態,不需要重組網絡,簡化了管理工作。
可以降低節點時鐘頻率穩定度的要求,設備較便宜。
較好地適用于分布式網路。
互同步系統的缺點:
穩態頻率取決于起始條件、時延、增益和加權系數等,因此容易受到擾動。
由于系統穩態頻率的不確定性,因此很難與其他同步系統兼容。
由于整個同步網構成一個閉路反饋系統,系統參數的變化容易引起系統性能變壞,甚至引起系統不穩定。
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