關(guān)于再定時(shí)對(duì)于E1時(shí)鐘傳送性能影響的測(cè)試及分析

于天澤， 程華， 于佳亮

（1 中國(guó)鐵路通信信號(hào)集團(tuán)，北京 100166；2 北京鐵路通信技術(shù)中心，北京 100038；3 中國(guó)移動(dòng)通信研究院，北京 100053；）

關(guān)于再定時(shí)對(duì)于E1時(shí)鐘傳送性能影響的測(cè)試及分析

于天澤1， 程華2， 于佳亮3

（1 中國(guó)鐵路通信信號(hào)集團(tuán)，北京 100166；2 北京鐵路通信技術(shù)中心，北京 100038；3 中國(guó)移動(dòng)通信研究院，北京 100053；）

闡述了SDH的E1支路“再定時(shí)”功能，指出目前業(yè)內(nèi)基本不采用的現(xiàn)實(shí)情況，并通過(guò)實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證“再定時(shí)”對(duì)于提高時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量的效果，詳細(xì)介紹了測(cè)試的步驟和方法，并提出明確的建議。

SDH；時(shí)鐘同步；再定時(shí)；測(cè)試

關(guān)于在SDH的PDH通道E1接收部分，是否設(shè)置或啟用“再定時(shí)”功能，業(yè)內(nèi)有一定的不同意見(jiàn)，或者未引起必要的重視。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[1]，基于SDH的E1電路傳送同步定時(shí)信號(hào)時(shí)，必須采用“再定時(shí)”。但是，目前實(shí)際運(yùn)用的網(wǎng)絡(luò)中幾乎均未采用：有的傳輸設(shè)備配備了再定時(shí)裝置，但是并沒(méi)有普遍啟用；有的SDH設(shè)備出廠時(shí)就不具備該功能。為實(shí)際驗(yàn)證再定時(shí)的作用和效果，進(jìn)行了專項(xiàng)測(cè)試及分析。

1 測(cè)試環(huán)境

傳輸設(shè)備采用中興通訊公司的S385， 并搭建圖1所示的測(cè)試連接環(huán)境，使用的主要測(cè)試儀表和工具見(jiàn)表1。

2 測(cè)試說(shuō)明

（1）由于同步時(shí)鐘頻率精度為10-11量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通SDH綜合分析儀測(cè)量精度（10-7），無(wú)線基站要求的頻率同步精度（5×10-8）也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光傳輸系統(tǒng)的同步技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(10-6級(jí)別)。因此，必須設(shè)計(jì)滿足要求的測(cè)試方法和高精度儀表。

圖1 再定時(shí)功能對(duì)時(shí)鐘的影響測(cè)試

圖2 網(wǎng)元2自由振蕩狀態(tài)時(shí)

表1 測(cè)試采用的主要儀表

（2）用精密時(shí)間分析儀XG7050做高精度時(shí)鐘參考源（銣原子鐘），經(jīng)GPS馴服后為整個(gè)測(cè)試環(huán)境提供統(tǒng)一的頻率精度優(yōu)于10-11量級(jí)的頻率參考基準(zhǔn)。

（3）用頻率計(jì)53230A監(jiān)測(cè)網(wǎng)元系統(tǒng)時(shí)鐘輸出信號(hào)，確認(rèn)測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)性。

（4）采用功能較強(qiáng)的SDH綜合分析儀（ONT606）監(jiān)測(cè)并分析E1電路的時(shí)鐘信號(hào)。

（5）按照ITU-T0.172規(guī)范，深入分析測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得符合國(guó)際通行標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果。

3 測(cè)試配置和測(cè)試準(zhǔn)備

通過(guò)S385網(wǎng)管配置：網(wǎng)元1時(shí)鐘跟蹤銣鐘，網(wǎng)元2時(shí)鐘設(shè)置為內(nèi)時(shí)鐘（自由振蕩數(shù)小時(shí)后），網(wǎng)元3跟蹤網(wǎng)元1。開(kāi)通網(wǎng)元2到網(wǎng)元1之間的1條2 Mbit/s電路1。在網(wǎng)元1的E1 支路測(cè)試E1信號(hào)漂移并分析時(shí)鐘頻率精度等。網(wǎng)元2自由振蕩數(shù)小時(shí)后的時(shí)鐘精度測(cè)試結(jié)果為0.357×10-6， 如圖2、圖3和圖4所示。

4 再定時(shí)功能的啟用和關(guān)閉影響E1傳送時(shí)鐘性能的實(shí)測(cè)

（1）從網(wǎng)管在網(wǎng)元1對(duì)應(yīng)端口啟動(dòng)再定時(shí)功能（儀表顯示時(shí)間AM8：18），設(shè)置NE1vc12-2“再定時(shí)”啟用，在NE1-9-11接入傳輸綜合分析儀ONT606監(jiān)測(cè)E1 攜帶的時(shí)鐘信號(hào)變化。

（2）ONT606測(cè)試結(jié)果如圖5所示，該圖中信號(hào)軌跡可以劃分為兩個(gè)階段：一是時(shí)鐘相位呈現(xiàn)約60°的角度單調(diào)上升（8：08～8：18）；二是水平穩(wěn)定的相位變化（8：18以后）。前者是未啟用“再定時(shí)”的時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量，后者是啟用“再定時(shí)”的時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量。該測(cè)試結(jié)果表明，再定時(shí)對(duì)于提高E1時(shí)鐘同步定時(shí)精度的效果是極為顯著的。

圖3 網(wǎng)元1E1時(shí)鐘頻偏測(cè)試結(jié)果

圖4 E1時(shí)鐘頻偏測(cè)試結(jié)果分析（TIE）

圖5 關(guān)閉-啟用再定時(shí)功能對(duì)于E1傳送時(shí)鐘相位影響測(cè)試

圖6 NE1再定時(shí)啟用效果分析

（3）按照ITU-T0.172規(guī)范，進(jìn)一步分析圖5測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得圖6所示的分析結(jié)果。再定時(shí)前：ONT606顯示當(dāng)前頻偏（-21～-56）×10-9之間，儀表顯示頻偏值-0.4×10-6；再定時(shí)啟用后 ONT606顯示當(dāng)前頻偏在（-0.04～+0.05)×10-9之間，儀表顯示頻偏均值-0.045×10-9。測(cè)試數(shù)據(jù)表明：時(shí)鐘頻率精度提高了約1萬(wàn)倍（4個(gè)數(shù)量級(jí)）。

（4）關(guān)閉“再定時(shí)”引起的E1傳送時(shí)鐘質(zhì)量的變化。

在網(wǎng)管上設(shè)定關(guān)閉“再定時(shí)”，在儀表監(jiān)測(cè)到E1傳送的時(shí)鐘信號(hào)變化如圖7所示。測(cè)試圖像在5 s時(shí)長(zhǎng)內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)大幅度相位瞬變（由3E-7 s跌落到3E-5 s），然后又進(jìn)入到系統(tǒng)時(shí)鐘的自由振蕩狀態(tài)。關(guān)閉“再定時(shí)”，時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量明顯變差（相對(duì)于再定時(shí)），恢復(fù)到自由振蕩狀態(tài)的頻偏0.4 ppm，如圖7和圖8所示。

5 測(cè)試結(jié)論

通過(guò)實(shí)際測(cè)試，可以得到明確的結(jié)論：未啟動(dòng)“再定時(shí)”，該網(wǎng)絡(luò)E1傳送時(shí)鐘質(zhì)量較差，ONT606監(jiān)測(cè)頻偏為波動(dòng)(2.1～-5.8)×10-7，峰峰值為7.99×10-7，頻偏測(cè)試值為0.4×10-6；該指標(biāo)是不能滿足無(wú)線基站頻率同步的標(biāo)準(zhǔn)（0.05×10-6）。

啟用上述通道NE1支路的“再定時(shí)”后，該網(wǎng)絡(luò)E1傳送時(shí)鐘質(zhì)量立即改善，平滑和濾除抖動(dòng)的效果十分顯著，ONT606監(jiān)測(cè)頻偏為(4～5)×10-11。在本例中，“再定時(shí)”將時(shí)鐘頻率精度質(zhì)量提高了4個(gè)數(shù)量級(jí)，基本接近基準(zhǔn)參考源的精度水平。

關(guān)閉“再定時(shí)”后，儀表監(jiān)測(cè)到的時(shí)鐘信號(hào)性能數(shù)據(jù)又恢復(fù)到啟用該功能前的水平，證明“再定時(shí)”對(duì)于E1傳送時(shí)鐘質(zhì)量改善的效果是確定的。

通過(guò)不同廠家不同設(shè)備的同樣測(cè)試，獲得同樣的結(jié)果。因此，可以確信：

（1）再定時(shí)對(duì)于E1傳送時(shí)鐘的頻偏質(zhì)量有確定的改善效果；

圖7 取消再定時(shí)，E1時(shí)鐘明顯變差

圖8 取消再定時(shí)TIE分析

（2）可以有效屏蔽復(fù)用段保護(hù)倒換的對(duì)于E1支路時(shí)鐘信號(hào)影響（見(jiàn)《關(guān)于復(fù)用段保護(hù)對(duì)于E1支路時(shí)鐘信號(hào)影響的測(cè)試及分析》）；

（3）引入再定時(shí)所帶來(lái)的負(fù)作用待進(jìn)一步測(cè)試。

6 建議

由于無(wú)線基站要求優(yōu)于0.05 ppm精度的同步定時(shí)[2]，應(yīng)盡量通過(guò)155 Mbit/s或622 Mbit/s SDH環(huán)型網(wǎng)將GSM基站接入網(wǎng)絡(luò)， 并且GSM（GSM-R）基站同步于SDH傳輸系統(tǒng)[3]。

當(dāng)基站設(shè)備只能從SDH傳輸系統(tǒng)的PDH支路2 Mbit/s業(yè)務(wù)中取得定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，必須在SDH側(cè)對(duì)PDH支路2 Mbit/s信號(hào)進(jìn)行再定時(shí)，即啟用SDH網(wǎng)元設(shè)備的再定時(shí)功能或加裝2 Mbit/s再定時(shí)設(shè)備[3]。

[1] 數(shù)字同步網(wǎng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范．YD/T 5089-2005[S]．

[2] 3GPP（ TS45．010-5．1)[S]．

[3] 基于SDH傳送網(wǎng)的同步網(wǎng)技術(shù)要求．YD/T 1267- 2003[S]．

About retiming clock for E1 transmission performance impact of testing and analysis

YU Tian-ze1, CHENG Hua2, YU Jia-liang3
(1 Infrastructure Department of China Railway Signal and Communications Corporation, Beijin 100166, China; 2 Senior Engineer of Beijing Railway Communications Technology Center, Beijing 100038, China; 3 China Mobile Research Institute, Beijing 100053, China)

Elaborated on SDH E1 tributary "retiming" feature, basically do not use the industry that the current reality, and through the actual test validation "re-timed" to improve the quality of the clock signal effect, detailing the testing procedures and methods, and make clear recommendations.

SDH; clock synchronization; retiming; test

TN915

A

1008-5599（2013）09-0064-04

2013-06-13