SDH網(wǎng)同步和指針調(diào)整

史 藝

遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧錦州 121000

SDH是同步數(shù)字體系，一旦同步不良就會(huì)有大量指針調(diào)整事件發(fā)生。指針調(diào)整過(guò)頻，對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)造成各種傳輸損傷，使信號(hào)劣化影響通信。SDH網(wǎng)同步與指針調(diào)整是關(guān)聯(lián)密切。

1 SDH網(wǎng)同步

同步是指兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)之間在頻率或相位上保持嚴(yán)格的特定關(guān)系。最簡(jiǎn)單的同步關(guān)系是頻率相等；時(shí)鐘基準(zhǔn)來(lái)自于同一個(gè)時(shí)鐘源，對(duì)同一個(gè)時(shí)鐘基準(zhǔn)進(jìn)行不同的分頻或倍頻，產(chǎn)生同步時(shí)鐘信號(hào)。

點(diǎn)同步又稱接收同步，即任何數(shù)字系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端都同步工作，接收端產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)送端時(shí)鐘同步的本地時(shí)鐘，獲得所需的定時(shí)信號(hào)，使接收端正確接收來(lái)自發(fā)送端的數(shù)字信號(hào)。

2 SDH網(wǎng)元內(nèi)上/下行信號(hào)

TM網(wǎng)元線路端口有一路STM-N輸入/輸出，ADM網(wǎng)元線路端口有兩路STM-N輸入/輸出。從網(wǎng)元STM-N輸入線路端口起，到將STM-N拆分成低速支路信號(hào)止。習(xí)慣上稱這一信號(hào)流為收信，也稱下行信號(hào)。對(duì)于ADM網(wǎng)元下行信號(hào)有兩種情況：其一，對(duì)于落地的通道，下行信號(hào)是指從網(wǎng)元的線路STM-N輸入端到支路端的輸出這一信號(hào)流；其二，對(duì)于穿通（轉(zhuǎn)接）的通道，下行信號(hào)是指從網(wǎng)元的線路STM-N輸入端到將STM-N拆分成VC4或VC12（視VC4穿通或VC12穿通而不同）進(jìn)入交叉連接矩陣前這一信號(hào)流，行信號(hào)與下行信號(hào)的流程相反。

3 SDH設(shè)備對(duì)下行信號(hào)的處理遵循點(diǎn)同步原則

首先，接收的STM-N線路光信號(hào)經(jīng)輸入端接入SPI（SDH物理接口）功能塊，在SPI功能塊內(nèi)經(jīng)光/電（O/E）轉(zhuǎn)換將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成不規(guī)則的失真的電信號(hào)；然后SPI功能塊內(nèi)的接收時(shí)鐘提取電路從STM-N電信號(hào)中提取定時(shí)基準(zhǔn)，上游電路正常時(shí)，提取的定時(shí)基準(zhǔn)與前一個(gè)網(wǎng)元的系統(tǒng)時(shí)鐘同步。

SPI功能塊從STM-N信號(hào)中提取的定時(shí)基準(zhǔn)不但用于本功能塊的點(diǎn)同步，同時(shí)還傳送給RST功能塊用于RST功能塊對(duì)下行信號(hào)的接收同步。RST功能塊也把此定時(shí)信號(hào)傳送給MST功能塊，同樣MST功能塊也將把定時(shí)信號(hào)傳送給下一個(gè)功能塊；這樣接收的定時(shí)信息逐級(jí)往下傳，使各功能塊對(duì)下行信號(hào)處理所用的定時(shí)時(shí)鐘，都來(lái)自SPI功能塊從STM-N信號(hào)中提取的定時(shí)時(shí)鐘，這正體現(xiàn)了SDH設(shè)備對(duì)下行信號(hào)處理正是遵循點(diǎn)同步的原則。另外，各功能塊對(duì)上行信號(hào)處理所用的時(shí)鐘來(lái)自本網(wǎng)元同步設(shè)備定時(shí)源SETS所產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘，分別由T0參考點(diǎn)提供。

4 SDH網(wǎng)同步定時(shí)基準(zhǔn)的傳送及SDH網(wǎng)同步的實(shí)現(xiàn)

SDH傳輸網(wǎng)要解決的首要問(wèn)題是全網(wǎng)同步問(wèn)題，而SDH網(wǎng)同步的目的是使網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的同步設(shè)備定時(shí)源所產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘同步；這樣在同步的狀態(tài)下，每個(gè)網(wǎng)元線路側(cè)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)才同步，即輸入/輸出信號(hào)的碼速率相等。如某個(gè)網(wǎng)元失去所有定時(shí)基準(zhǔn)，則同步設(shè)備定時(shí)源所產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘將不同步于其它網(wǎng)元，處于準(zhǔn)同步狀態(tài)，這樣此網(wǎng)元線路側(cè)輸入/輸出STM-N信號(hào)不同步，即輸入/輸出碼速率不相等，輸入/輸出信號(hào)速率有了頻率偏差。

在一個(gè)SDH網(wǎng)中有一個(gè)SDH網(wǎng)元為時(shí)鐘主站，其它網(wǎng)元的時(shí)鐘以此網(wǎng)元時(shí)鐘為基準(zhǔn)，即跟蹤該主站網(wǎng)元的時(shí)鐘。SDH網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)數(shù)字網(wǎng)的一部分，它的定時(shí)基準(zhǔn)應(yīng)是這個(gè)數(shù)字網(wǎng)統(tǒng)一的定時(shí)基準(zhǔn)；故主站的時(shí)鐘應(yīng)為該地區(qū)的時(shí)鐘基準(zhǔn)，通常由該地區(qū)BITS提供。SDH邏輯功能塊的SETPI功能塊，提供設(shè)備時(shí)鐘的輸入/輸出；主站SDH網(wǎng)元的SETS功能塊，通過(guò)SETPI功能塊的時(shí)鐘輸入口獲得外部定時(shí)基準(zhǔn)的。此SDH 網(wǎng)上其它SDH網(wǎng)元跟蹤這個(gè)主站SDH網(wǎng)元時(shí)鐘最常用的方法是：SDH時(shí)鐘主站的時(shí)鐘已承載于本網(wǎng)元的上行線路信號(hào)STM-N中，與時(shí)鐘主站相臨的SDH網(wǎng)元通過(guò)SPI功能塊來(lái)提取STM-N信號(hào)中的時(shí)鐘信息，并將此時(shí)鐘信息傳送給SETS功能塊，SETS功能塊進(jìn)行跟蹤鎖定，即可產(chǎn)生出與時(shí)鐘主站同步的時(shí)鐘；另外此時(shí)鐘也附著于本網(wǎng)元輸出STM-N信號(hào)中，繼續(xù)傳送給下一個(gè)網(wǎng)元；這樣所有SDH網(wǎng)元即可同步工作，達(dá)到SDH網(wǎng)同步的目的。

5 SDH網(wǎng)的指針調(diào)整

5.1 定位作用

SDH技術(shù)允許VC在AU或TU內(nèi)浮動(dòng)，如VC4的首字節(jié)J1、VC12的首字節(jié)V5在AU4、TU12內(nèi)的位子是不固定的。這種浮動(dòng)是為容納VC與相應(yīng)的AU或TU之間的相位差提供了適配手段。在接收端如何從AU或TU中識(shí)別浮動(dòng)的VC的首字節(jié)可采用幀同步字的方法，如給VC加一個(gè)幀同步字，這樣接收端通過(guò)定位幀頭即可識(shí)別出VC的首字節(jié)——SDH沒采用這種方法，而采用指針技術(shù)，即在AU或TU內(nèi)設(shè)置一個(gè)指針，通過(guò)指針來(lái)指示VC首字節(jié)在AU或TU內(nèi)的位置。

5.2 指示作用

AU和TU內(nèi)均設(shè)置一個(gè)負(fù)調(diào)整和一個(gè)正調(diào)整位置，在指針調(diào)整時(shí)用于攜帶VC字節(jié)或填充偽信息，可見指針調(diào)整類似于碼速調(diào)整。指針內(nèi)還定義5個(gè)I比特和5個(gè)D比特，它們用于指針調(diào)整時(shí)的指示作用，使接收端據(jù)此判斷是否有指針調(diào)整，從而對(duì)負(fù)調(diào)整和正調(diào)整位置的信息進(jìn)行正確解讀。

5.3 調(diào)整

當(dāng)VC的幀速率與AU或TU的幀速率不同步時(shí)，在VC裝載入AU或TU時(shí)就會(huì)進(jìn)行指針調(diào)整，可見指針調(diào)整只發(fā)生在上行信號(hào)側(cè)。而VC的幀速率與AU或TU的幀速率不同步，是由產(chǎn)生它們的時(shí)鐘不同步引起的。

在一個(gè)網(wǎng)元內(nèi)上下的VC業(yè)務(wù)，由于各功能塊對(duì)上行信號(hào)處理所用的時(shí)鐘都來(lái)自本網(wǎng)元SETS功能塊產(chǎn)生的T0參考點(diǎn)時(shí)鐘，故VC與AU或TU的幀速率同步，不會(huì)有指針調(diào)整。在一個(gè)網(wǎng)元內(nèi)，下行信號(hào)所用時(shí)鐘來(lái)自SPI功能塊接收時(shí)鐘，上行信號(hào)所用時(shí)鐘來(lái)自本網(wǎng)元SETS功能塊產(chǎn)生的T0參考點(diǎn)時(shí)鐘，這兩個(gè)時(shí)鐘同步與否將決定對(duì)穿通的通道是否進(jìn)行指針調(diào)整，即指針調(diào)整只發(fā)生在不同步的網(wǎng)元，且只對(duì)穿通的VC通道進(jìn)行指針調(diào)整。

5.4 工作原理

指針處理器PP包括指針解釋PI、彈性存儲(chǔ)器和指針產(chǎn)生PG三部分，其中，指針解釋PI用于下行信號(hào)側(cè)，解讀AU或TU指針并檢測(cè)指針調(diào)整事件。彈性存儲(chǔ)器和指針產(chǎn)生PG用于上行信號(hào)側(cè)，以產(chǎn)生AU或TU指針。

收到的VC數(shù)據(jù)用輸入時(shí)鐘寫入彈性存儲(chǔ)器并用系統(tǒng)時(shí)鐘讀出，這里的寫時(shí)鐘和讀時(shí)鐘就是輸入VC和輸出VC的時(shí)鐘，當(dāng)這兩個(gè)時(shí)鐘存在相位差，或輸入VC信號(hào)中存在指針調(diào)整都會(huì)引起彈性存儲(chǔ)器填充的變化。如填充程度超過(guò)某個(gè)上限或某個(gè)下限，彈性存儲(chǔ)器就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的負(fù)或正調(diào)整請(qǐng)求；指針產(chǎn)生器根據(jù)調(diào)整請(qǐng)求的正、負(fù)來(lái)使指針內(nèi)的5個(gè)I比特或5個(gè)D 比特進(jìn)行反轉(zhuǎn)，同時(shí)AU或TU內(nèi)的正、負(fù)調(diào)整位進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作；下一幀AU或TU指針進(jìn)行加1或減1的操作；加1或減1后的指針最少要保持3幀，即最多4幀允許一次指針調(diào)整。

6 時(shí)鐘板故障案例分析

6.1 故障概述

1站5站的2M業(yè)務(wù)在2、3、4站以VC4級(jí)別穿通。1站自由振蕩，其余各站跟蹤1站時(shí)鐘。

運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，1站支路板和5站支路板報(bào)TU指針調(diào)整性能事件；1、4、5站西向光板報(bào)AU指針調(diào)整性能事件。

6.2 故障分析及排除

如上所述，本案例只要找到不同步站點(diǎn)，近而找到不同步原因，即可排除障礙。

首先來(lái)分析1站輸出的VC4傳輸?shù)?站點(diǎn)的過(guò)程：

1）在1站點(diǎn)所形成的VC4經(jīng)本站MSA功能塊適配成AU4，這一過(guò)程不會(huì)有指針調(diào)整，因?yàn)樗鼈兊臅r(shí)鐘都來(lái)自于同一T0參考點(diǎn)；

2）此VC4在 2站穿通，如本站是不同步站點(diǎn)，對(duì)穿通的VC4會(huì)進(jìn)行指針調(diào)整，同時(shí)在3站點(diǎn)西向光板報(bào)AU指針調(diào)整性能事件；由于3站點(diǎn)西向光板沒有AU指針調(diào)整性能事件，這說(shuō)明2站點(diǎn)不是不同步站點(diǎn)，即1站點(diǎn)與2站點(diǎn)同步；

3）此VC4在 3站穿通，如本站是不同步站點(diǎn)，對(duì)穿通的VC4會(huì)進(jìn)行指針調(diào)整，同時(shí)在4站點(diǎn)西向光板報(bào)AU指針調(diào)整性能事件；由于4站點(diǎn)西向光板有AU指針調(diào)整性能事件，這說(shuō)明3站點(diǎn)是不同步站點(diǎn)，即3站點(diǎn)與2站點(diǎn)不同步；

4）而5站點(diǎn)西向光板有指針調(diào)整性能事件，是因?yàn)?站點(diǎn)來(lái)的VC4在穿通4站點(diǎn)時(shí)，由于1站點(diǎn)與4站點(diǎn)不同步，同理4站點(diǎn)也要進(jìn)行指針調(diào)整。

判斷3、4、5站是否同步就要分析5站點(diǎn)輸出的VC4傳輸?shù)?站點(diǎn)的過(guò)程，如上所述，通過(guò)分析同樣可證明5、4、3站點(diǎn)是同步的。

通過(guò)上面分析可知3站點(diǎn)是不同步站點(diǎn)，由時(shí)鐘傳送路徑可知3站點(diǎn)不同步有3種故障可能：1）2站東向光板；2）3站西向光板；3）3站時(shí)鐘板。

本案例通過(guò)調(diào)換光板與時(shí)鐘板，最后將故障定位到時(shí)鐘板。

[1]韋樂平.光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)[M].人民郵電出版社.

[2]楊世平，等.SDH光同步數(shù)字傳輸設(shè)備與工程應(yīng)用[M].人民郵電出版社.