|
ISSN 0013-5771. "Электросвязь", №10, 2007 (http://www.elsv.ru)
М.Н. Колтунов, главный научный сотрудник ЦНИИС, к.т.н.
НОРМАТИВНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ТАКТОВОЙ СЕТЕВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
Введение. Еще в 1995 г. был разработан и утвержден "Руководящий технический материал по построению тактовой сетевой синхронизации на цифровой сети связи Российской Федерации" [1]. Естественно, что в связи с развитием техники связи многие положения этого документа, с одной стороны, устарели, а, с другой, не могли разрешить возникающие проблемы по построению и эксплуатации системы тактовой сетевой синхронизации (ТСС). В 2001 г. была предпринята попытка исправить это положение: выпущены четыре дополнительных документа, определяющие условия эксплуатации первичных эталонных генераторов (ПЭГ), использование коммутационных станций в системе ТСС, присоединение сетей операторов связи к базовой сети по синхронизации и проведение аудита ТСС [2-5]. Кроме того, в тот же период была создана временная инструкция по проектированию ТСС [6], а для проведения сертификации оборудования синхронизации разработаны и утверждены соответствующие руководящие документы. В настоящее время они заменены на нормативно-правовые акты "Правила построения оборудования тактовой сетевой синхронизации", введенные приказом Минсвязи России № 161 от 07.12.06 г.
Обновление руководящих материалов необходимо провести и по документам, определяющим построение и эксплуатацию системы ТСС. Опыт работ по организации системы ТСС на сетях операторов связи России говорит о необходимости создания для всех операторов связи Правил по построению системы ТСС, а также Рекомендаций по эксплуатации системы ТСС, предназначенных для оказания помощи операторам при обеспечении ими надежного и качественного функционирования цифровой сети.
Ниже рассмотрены основные положения, которые должны, по мнению автора, содержать Правила по построению системы ТСС, а также перечень материалов, которые целесообразно включить в Рекомендации по эксплуатации.
Общие положения, определяющие построение системы ТСС. Правила должны устанавливать определенные требования к системе ТСС, используемой на сети связи общего пользования (ССОП) и технологических сетях специального назначения в случае их присоединения к ССОП. Построение системы ТСС на цифровых сетях операторов связи обеспечивает возможность эффективного взаимодействия пространственно разнесенных цифровых систем передачи и коммутации (ЦСПиК). Надежность системы ТСС обеспечивается в основном путем правильного выбора оборудования синхронизации и грамотного распределения сигналов синхронизации на цифровой сети.
Правила должны распространяться на:
- источники получения эталонных синхросигналов;
- сети распределения синхросигналов;
- выбор оборудования синхронизации;
- систему мониторинга и управления системой ТСС;
- порядок использования ЦСПиК в сети распределения синхросигналов;
- порядок проведения аудита системы ТСС.
При этом надо иметь ввиду, что все операции по обработке сигналов в ЦСПиК выполняются с помощью устройств внутриаппаратурной синхронизации, а задача системы ТСС состоит в обеспечении этих устройств эталонными синхросигналами, с помощью которых получают необходимое качество обработки.
Система ТСС обеспечивает синхронность всех передаваемых по цифровой сети сигналов первичных цифровых групп и входящих в них компонентных сигналов, для чего на каждой станции и узле должны быть синхронизированы мультиплексоры систем передачи синхронной цифровой иерархии (СП СЦИ), а также коммутационная и каналообразующая аппаратура.
Для системы ТСС определены четыре возможные режима работы:
- синхронный (всегда наиболее предпочтителен);
- псевдосинхронный, который должен применяться там, где по каким-либо причинам применение синхронного режима связано с техническим или организационными сложностями. Отличие используемых эталонных частот от номинальных значений в этом режиме на суточном временном интервале не должно превышать 1*10^-11 относительных единиц.
- плезиохронный допускается лишь на время устранения неисправностей в сети ТСС и характеризуется относительной ошибкой установки номинальной частоты в синхросигнале не более, чем 1*10^-9 .
- асинхронный - аварийный для системы ТСС. При построении системы ТСС необходимо исключить возможность возникновения такого режима.
При пакетном способе передачи асинхронной информации необходимы эталонные сигналы, получаемые от системы ТСС для синхронизации маршрутизаторов в точках подключения их к системам передачи синхронной или плезиохронной иерархии.
Основные требования к источникам получения эталонных синхросигналов. Любая сеть ТСС оператора связи, взаимодействующая с ССОП. должна получать эталонные сигналы от соответствующего источника (или источников) и синхронизировать с их помощью все оборудование цифровой сети, нуждающейся в синхронизации.
В качестве основных источников эталонных сигналов на цифровой ССОП должен использоваться ПЭГ, в состав которого входят три первичных эталонных источника (ПЭИ). Основным ПЭИ может быть цезиевый стандарт частоты или водородный мазер. Для отдельно установленного ПЭИ в качестве основного источника эталонных сигналов допустимо использовать приемники сигналов системы ГЛОНАСС.
Приемники сигналов системы GPS могут применяться на сети ТСС лишь как резервные источники. При кратковременных авариях в системе ТСС в качестве резервных могут использоваться вторичные задающие генераторы (ВЗГ), работающие в режиме запоминания частоты. Если же сеть ТСС оператора связи не имеет в своем составе ПЭИ, то в качестве основного источника синхросигналов можно использовать синхросигнал, полученный от сети ТСС другого оператора, после проведения соответствующей проверки его качества и определения класса подключения.
Требования к сети распределения синхросигналов. Распределение синхросигналов по цифровой сети производится в соответствии со схемой ТСС - обязательным документом оператора связи. В соответствии с этой схемой основной и резервный эталонные синхросигналы подаются на цифровое оборудование, нуждающееся в синхронизации.
Количество последовательно выключаемых элементов цифровой сети при передаче синхросигналов как от основного, так и от резервного ПЭИ ограничивается рекомендованной МСЭ-Т структурой эталонной цепи, в которую после каждого ПЭГ можно включать не более 60 мультиплексоров СП СЦИ и 10 ВЗГ. Причем количество мультиплексоров СП СЦИ, находящихся между ПЭГ и ВЗГ или между двумя ВЗГ, не должно превышать 20.
В схеме распределения синхросигналов должна исключаться возможность образования замкнутых петель и соблюдаться иерархия используемых в сети генераторов, которая будет препятствовать возможности синхронизации высокостабильных генераторов низкостабильными.
Синхросигналы по СП СЦИ должны передаваться в составе линейных сигналов. Передача синхросигнала в потоке Е1 допустима лишь в том случае, когда этот же поток синхронизирует соответствующую СП.
Для обеспечения иерархического принципа распределения синхросигналов по цифровой сети в составе информационных сигналов в СП должны передаваться специальные кодовые комбинации из четырех символов, называемых SSM-битами. Они и определяют качество источника синхросигнала, используемого для синхронизации данного СП.
На схемах распределения синхросигналов, кроме оборудования, применяемого для передачи синхросигналов, должно отображаться оборудование, участвующее в формировании и восстановлении синхросигналов, а также получающее синхросигналы для целей синхронизации своей сети связи.
Требования к выбору и установке оборудования синхронизации. На цифровых сетях большой протяженности, а также на некоторых других цифровых сетях, в соответствии с решением, принятым оператором связи, для формирования эталонных сигналов устанавливаются ПЭГ или ПЭИ. ВЗГ рекомендуется размещать на всех основных узлах цифровой сети для обеспечении надежной синхронизации всех участков цифровой сети при необходимом запасе по качеству синхросигналов в последовательных цепочках, а также для контроля прохождения синхросигналов по кольцевым структурам.
На станциях и узлах сети связи, с которых синхросигналы не поступают на другие узлы, вместо ВЗГ можно устанавливать местный задающий генератор (МЗГ). Восстанавливаемый в МЗГ синхросигнал служит для синхронизации мультиплексоров СП и оконечного оборудования.
Для увеличения количества синхросигналов, необходимых для синхронизации всего оборудования на узлах и станциях сети, иногда целесообразно размещать аппаратуру распределения синхросигналов (АРСС), а для восстановления качественного синхросигнала в потоках Е1, переданных по СП СЦИ -оборудование преобразования синхросигнала (ПСС), обычно называемое ретаймером.
Система мониторинга и управления системой ТСС. Система управления тактовой сетевой синхронизацией (СУ ТСС) предназначена для решения задач мониторинга качества распределения синхросигналов, контроля за состоянием аппаратуры синхронизации и изменением ее функций в процессе эксплуатации. Управление устройствами синхронизации, входящими в состав мультиплексоров СП СЦИ и цифровых коммутационных станций, не входит в функции СУ ТСС.
На экране терминала оператора СУ ТСС должен отображаться каждый специализированный элемент (СЭ) системы ТСС. Состояние СЭ определяется его цветом, причем каждой степени серьезности возникшей неисправности соответствует свой цвет.
В области мониторинга качества синхронизации СУ ТСС должно выполнять следующие функции:
- измерение показателей качества входных сигналов синхронизации по параметрам максимальной ошибки и девиации временного интервала;
- графическую и табличную индексацию результатов измерения показателей качества на экране;
- периодическое (или по запросу оператора) отображение показателей качества на экране терминала;
- задание масок для анализа результатов измерения показателей качества;
- сохранение результатов измерений в базе данных.
Порядок использования ЦСПиК в сети распределения синхросигналов. Мультиплексор СП СЦИ должен принимать сигналы синхронизации из линейных сигналов, от внешних входов синхросигналов и из компонентных потоков. Общее количество приоритетов для приема синхросигналов должно быть не менее двух, причем сигнал, используемый для синхронизации, должен выбираться сначала по качеству источника синхросигнала, а при равном качестве - в соответствии с установленным приоритетом. Возможность формирования выходного сигнала синхронизации должна обеспечиваться как с помощью сигнала, полученного от внутреннего генератора, так и минуя этот внутренний генератор - от сигнала, выделенного из входного линейного потока.
Блок сетевой синхронизации (БСС) цифровых коммутационных станций (ЦКС) может использоваться для синхронизации других ЦКС по физическим линиям и по СП ПЦИ. Выходные сигналы, сформированные в БСС, могут также применяться для синхронизации участка цифровой сети в аварийных ситуациях, но лишь в случае, когда генераторное оборудование в режиме запоминания обеспечивает плезиохронный режим работы сети.
Основные требования к проектированию системы ТСС и к проведению аудита сети ТСС. Построение системы ТСС начинается с процесса ее проектирования, проводимого на основании имеющейся схемы организации связи, в которой указаны типы используемого коммутационного оборудования и оборудования СП. При проектировании системы ТСС необходимо, по возможности, учитывать план развития цифровой сети в соответствии с ее генеральной схемой.
Начиная проектирование, следует получить все необходимые исходные данные, относящееся к синхронизации, по характеристикам коммутационного оборудования и мультиплексоров СП.
В процессе проектирования проводятся перечисленные ниже работы.
- Выбор источника эталонного сигнала (основного и резервного).
- Разработка путей распределения основных и резервных синхросигналов по цифровой сети, при которых исключается возможность образования замкнутых петель.
- Определение качества используемых источников синхросигналов и установка приоритетов для выбора синхросигнала.
- Выявление необходимости установки на сети ТСС оборудования синхронизации и проведение выбора производителя этого оборудования.
- Проведение структурного анализа спроектированной схемы ТСС на отсутствие замкнутых петель и устойчивости синхронизации к одиночным авариям.
- Определение возможностей и целесообразности использования БСС коммутационного оборудования в качестве резервных источников синхросигналов;
- Конкретизирование схемы подключения синхросигналов к коммутационному и другому оконечному оборудованию;
- Определение целесообразности использования на сети СУ ТСС и выбор поставщика данной системы.
Завершается построение системы ТСС процессом проведения ее аудита, который должен проводится под руководством одной из специализированных организаций. В настоящее время эти функции возложены на ЦНИИС и ЛОНИИС.
Специализированная организация анализирует разработанную схему ТСС и определяет необходимость паспортизации источников получения синхросигналов и используемого (в целях распределения синхросигналов) оборудования, а также устанавливает точки на цифровой сети, где необходимо провести измерения характеристик синхросигнала. Составлением соответствующих паспортов на источники синхросигналов и оборудование синхронизации, а также проведением измерений на сети ТСС может заниматься технический персонал оператора связи. Для проведения измерений могут также приглашаются специалисты организации, имеющих опыт проведения таких работ.
Специализированные организации, занимающиеся проведением аудита, получают результаты проведенных измерений и устанавливают для данной цифровой сети эксплуатационные нормы, а по результатам анализа проведенных работ составляют экспертное заключение. В нем кратко описывается синхронизируемая цифровая сеть и система ТСС, определяется (по результатам проведенного анализа) пригодность данной сети ТСС для взаимодействия с ССОП. Кроме того, при необходимости в экспертном заключении даются рекомендации по развитию и совершенствованию сети ТСС и устанавливается возможность предоставления этой сетью ТСС синхросигналов другим сетям ТСС.
Положительное экспертное заключение - один из основных документов, устанавливающих возможность эксплуатации данной цифровой сети.
Рекомендации по эксплуатации-системы ТСС. Эти рекомендации должны облегчить операторам возможность устанавливать и поддерживать системы ТСС в рабочем состоянии, а также оказывать помощь в составлении необходимых документов.
В Рекомендациях даются определения классам подключения для получения эталонных сигналов и нормы по характеристикам этих сигналов, а также приводятся формы паспортов на источники получения синхросигналов, оборудование синхронизации и БСС цифровых коммутационных станций, применяемых для распределения синхросигналов.
Кроме того, Рекомендации должны содержать:
- описание порядка получения синхросигналов от сетей ТСС и необходимой при этом документации;
- правила, которые требуется соблюдать при проведении измерений сети ТСС, в процессе ее аудита и в аварийных ситуациях;
- положения по метрологическому обеспечению системы ТСС;
- описание порядка проведения метрологического контроля системы ТСС в процессе эксплуатации.
Заключение. Правильная организация системы ТСС обеспечивает необходимое качество и надежность предоставляемых операторам связи услуг. В настоящее время существует острая необходимость в обновлении действующих руководящих документов по построению и эксплуатации системы ТСС, общие характеристики которых приведены в данной статье.
| 
