Принципы синхронизации в цифровых АТС.

В общем случае (при соединении в сеть трех и более цифровых АТС) возникает проблема синхронизации цифровой сети. Под синхронизацией цифровой сети понимается процесс ус­тановления и поддержания предопределенных временных соотношений между цифровыми потоками.

Различают тактовую синхронизации сети, обеспечивающую одинаковую скорость ра­боты цифровых систем, и цикловую синхронизацию информации по группам символов, или циклам. Коротко речь пойдет о тактовой синхронизации сети.

Рассмотренные цифровые системы коммутации относятся к классу син­хронных систем. Соблюдение заданных временных и частотных соотношений между сиг­налами в ступенях коммутации данных станций является непременным условием их пра­вильной работы.

Проблема раздачи частоты и времени (т.е. синхронизации) внутри независимо рабо­тающей цифровой АТС не является чем-то особенно сложным. Ее решение сводится к соз­данию внутри цифровой АТС системы синхронизации, управляемой собственным станци­онным генератором (рис. 54).

Рисунок 54 - Синхронизация цифровой АТС независимым станционным генератором

Ничего принципиально нового не появится, если с помощью ЦСП в сеть будут соеди­нены две цифровые АТС. В этом случае синхронизация будет осуществляться по одному из двух станционных генераторов (рис. 55) любой АТС. В передающей части (Пд) аппа­ратуры каждой ЦСП используется независимый генератор тактовой частоты F_o или Fi. Именно по одному из этих генераторов может быть синхронизирована работа такой циф­ровой сети.

Однако уже в этом случае придется учитывать эффект запаздывания прохождения сигналов по ЦСП («пролетный эффект»). Для выравнивания значащих моментов сигналов (по сути, для фазовой синхронизации) на цифровых АТС вводится буферная память (рис. 56).

Рисунок 55 - Синхронизация двух цифровых АТС

Рисунок 56 - Использование буферной памяти

С помощью буферной памяти удается за счет задержки цифрового сигнала синхронизи­ровать по времени цифровые потоки двух АТС, однако объем буферной памяти по эконо­мическим соображениям не может быть очень велик.

Если объединенные в сеть цифровые АТС не будут синхронизированы, то возникнет эффект искаженного приема цифровых потоков, названный проскальзыванием.

Когда вхо­дящий цифровой поток, записываемый в буферную память, имеет скорость выше скорости синхрогенератора АТС, то часть входящих бит будет теряться (нет места для их записи). Если скорость входящего потока будет ниже скорости синхрогенератора АТС, то при счи­тывании часть данных будет считываться дважды прежде чем придут данные из линии.

Численно проскальзывания определяются числом бит (неправильно принятых или по­терянных) на один канал за определенный отрезок времени.

Проскальзывания по-разному сказываются на качестве передаваемой информации в за­висимости от вида связи. При телефонном разговоре это будут щелчки, при передаче дан­ных потеря или вставка бит приведет к необходимости повторения передачи данного паке­та, при факсимильной связи на бумажном носителе могут появиться белые или черные по­лосы и т.д.

Таким образом, проскальзывания могут быть приняты как мера качества переда­чи цифрового потока для заданного вида связи.

Международный союз электросвязи в Рекомендациях G.811 и G.822 задал меру качест­ва передачи по проскальзываниям для различных видов цифровых сетей. Было определено, что допустимо проскальзывание в один бит на один канал в течение:

- 70 дней для международной цифровой сети,

- 7 дней для национальной цифровой сети,

- 12 часов для местной цифровой сети.

Наиболее сложным является обеспечение нормы проскальзывания для международной цифровой сети. Синхрогенератор должен иметь при этом стабильность порядка 10 в те­чение 70 дней. Единственным генератором такого рода являются цезиевые атомные часы.

Очевидно, что если установить на каждой цифровой АТС атомные часы, то отпадет не­обходимость в синхронизации цифровой сети. В этом случае каждая цифровая АТС

работа­ла бы в плезиохронном (почти синхронном) режиме. Но такое решение чрезвычайно дорого из-за высокой стоимости атомных часов. Поэтому было решено, что в плезиохронном ре­жиме будут работать относительно друг друга две любые национальные цифровые сети.

Для национальных сетей Администрация связи каждой страны должна построить свою сеть синхронизации, отдельную от сети передачи речи.

Для синхронизации цифровых сетей различного назначения (от военных до сетей обще­го пользования) было предложено большое количество методов построения, однако обще­принятым для цифровых сетей связи общего пользования стал метод «ведущий - ведомый».

Суть этого метода состоит в том, что сигнал эталонной частоты передается из одного узла, названного «ведущий» (mas­ter - М), в другие, названные «ведомыми» (slaves-S) (рис.57).

Обычно сеть синхронизации по методу «ведомый - ведущий» строится как иерар­хическая сеть.

Синхрогенератор узла выс­шей ступени иерархии обеспечивает сигна­лами эталонной частоты определенное число узлов второй ступени иерархии, каждый из которых может, в свою очередь, обеспе­чить эталонной частотой другие узлы либо непосредственно, либо через транзитные узлы. Синхрогенераторы узлов сети, кроме высшего (эталонного), являются подстраиваемыми.

Благодаря использованию высокостабильного генератора на ведущем узле

(обычно цезиевых атомных генераторов) и недорогих менее стабильных генераторов на ведомых уз­лах, а также использованию для передачи эталонных частот разговорных трактов, метод «ведомый - ведущий» является в настоящее время наиболее экономичным. Стабильность частоты в сети приближается к стабильности частоты ведущего узла и является достаточно высокой.

Этот метод позволяет осуществлять межсетевую синхронизацию на плезиохронной ос­нове.

К недостаткам метода следует отнести возможность «потери» ведущего генератора. При этом ведомый узел либо выбирает другой источник в качестве ведущего, либо исполь­зует собственный генератор в режиме независимой работы, пока не будет восстановлена связь с ведущим генератором. Для увеличения надежности используются различные мето­ды резервирования оборудования.

В настоящее время в различных странах (в США, Японии, Швеции и др.) для синхрони­зации сети используется множество модификаций метода «ведомый - ведущий».

Рисунок 57 – Метод синхронизации «ведущий - ведомый».

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Каковы принципы сигнализации в цифровых АТС.

2. Перечислите три основных метода сигнализации.

3. Основные принципы синхронизации в цифровых АТС.

4. Объясните метод «ведущий - ведомый».

Дата добавления: 2015-08-05