淺談鶴山片區(qū)SDH傳輸A網(wǎng)時(shí)鐘方案的優(yōu)化

【摘要】闡述了SDH設(shè)備定時(shí)時(shí)鐘的重要性，SSM、S1字節(jié)的含義，時(shí)鐘方案設(shè)計(jì)的一般原則并用實(shí)踐檢驗(yàn)。針對(duì)A網(wǎng)特定設(shè)計(jì)出符合要求的時(shí)鐘方案，使其在運(yùn)行過(guò)程中定時(shí)信號(hào)傳遞可靠，相對(duì)提高運(yùn)行人員的工作效率，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，有效低保證電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】SDH；時(shí)鐘；SSM

一、前言

在電力通信領(lǐng)域里，傳輸網(wǎng)普遍使用以光纖為載體的SDH（即同步數(shù)字傳輸體系）技術(shù)。在SDH網(wǎng)內(nèi)，所有網(wǎng)元的時(shí)鐘頻率和相位都必須控制在預(yù)先確定的容差范圍內(nèi)，以保證網(wǎng)中各網(wǎng)元的全部數(shù)據(jù)信息能實(shí)現(xiàn)正確有效的傳遞。如果SDH網(wǎng)元時(shí)鐘質(zhì)量下降，將引起各個(gè)網(wǎng)元不同步，使業(yè)務(wù)出現(xiàn)頻繁指針調(diào)整，影響對(duì)信號(hào)質(zhì)量敏感的業(yè)務(wù)，時(shí)鐘性能劣化甚至導(dǎo)致光路或支路出現(xiàn)大量誤碼或通信中斷。

正常情況下，SDH網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)兩個(gè)網(wǎng)元間相連的光鏈路來(lái)傳播SDH定時(shí)信號(hào)的。設(shè)備的時(shí)鐘模式在一定的條件下會(huì)發(fā)生如圖1所示的轉(zhuǎn)換：

圖1 SDH定時(shí)模式轉(zhuǎn)換圖

如圖1所示，如果該鏈路發(fā)生故障，并且在設(shè)備沒(méi)有鎖定其他線(xiàn)路時(shí)鐘的情況下，設(shè)備定時(shí)時(shí)鐘丟失，設(shè)備將由正常的鎖定模式轉(zhuǎn)換成保持模式。在保持模式下，網(wǎng)元依靠指針調(diào)整技術(shù)，其通信能短時(shí)間保持在誤碼率較低的狀態(tài)下。但在保持模式下持續(xù)24小時(shí)后，設(shè)備將轉(zhuǎn)換為自由振蕩模式。由于此時(shí)設(shè)備已完全脫離SDH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，其鏈路或業(yè)務(wù)的誤碼率是相當(dāng)高的，甚至有可能導(dǎo)致通信中斷。

二、原鶴山片區(qū)A網(wǎng)時(shí)鐘方案

原鶴山片區(qū)A網(wǎng)由烽火780B組成，其時(shí)鐘方案采用如圖2所示的抽取單邊時(shí)鐘的方式。

圖2 原鶴山片區(qū)A網(wǎng)時(shí)鐘圖

如圖2所示，鶴山局網(wǎng)元時(shí)鐘配置為自由振蕩模式，其他網(wǎng)元配置為抽取線(xiàn)路時(shí)鐘模式，抽取時(shí)鐘的線(xiàn)路如圖的箭頭所示。此時(shí)鐘方案優(yōu)點(diǎn)在于配置極其簡(jiǎn)單，在網(wǎng)元間鏈路比較穩(wěn)定的情況下，網(wǎng)絡(luò)定時(shí)是不會(huì)有問(wèn)題的。但其缺點(diǎn)是明顯的：在某一鏈路故障時(shí)，其故障鏈路后方的一串網(wǎng)元都工作在保持模式（或者偽鎖定狀態(tài)）下。若故障不能在24小時(shí)內(nèi)排除，則故障點(diǎn)后方的一串網(wǎng)元的所有業(yè)務(wù)都會(huì)出現(xiàn)大量誤碼甚至業(yè)務(wù)中斷的情況。

在不改變傳輸A網(wǎng)的組網(wǎng)方式的前提下，利用標(biāo)準(zhǔn)的SDH原理里的SSM技術(shù)，對(duì)鶴山片區(qū)SDH傳輸A網(wǎng)時(shí)鐘進(jìn)行優(yōu)化，可以既簡(jiǎn)單又低成本的避免以上所述的意外情況發(fā)生。

三、SDH原理里的定時(shí)相關(guān)技術(shù)

在SDH網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)定時(shí)和路由隨時(shí)都有可能變化，因而其定時(shí)性能也隨時(shí)可能變化，網(wǎng)元必須要能判斷出當(dāng)前時(shí)鐘源是否有效，或搜尋其他有效時(shí)鐘源，最后依據(jù)跟蹤時(shí)鐘源級(jí)別的設(shè)置決定跟蹤質(zhì)量較高的時(shí)鐘源，還要判斷出全網(wǎng)時(shí)鐘是否出現(xiàn)定時(shí)環(huán)路，予以解除。這一切的實(shí)現(xiàn)都需要首先了解以下概念：SSM、S1字節(jié)。

（1）SSM的含義

SSM（Synchronization Status Message）也稱(chēng)為同步質(zhì)量信息，用于在同步定時(shí)傳遞鏈路中直接反映同步定時(shí)信號(hào)的等級(jí)。根據(jù)這些信息可以判斷所收到同步定時(shí)信號(hào)的質(zhì)量等級(jí)，以控制本節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的運(yùn)行狀態(tài)，比如繼續(xù)跟蹤該信號(hào)，或倒換輸入基準(zhǔn)信號(hào)，或轉(zhuǎn)入保持狀態(tài)等。

（2）S1字節(jié)的含義

S1字節(jié)位于SDH結(jié)構(gòu)中的MSOH中的第9行，第1列。在ITU-T G.707建議中規(guī)定了STM-N接口的SSM編碼方式，用復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)S1的b5～b8比特來(lái)表示不同的時(shí)鐘質(zhì)量等級(jí)。

需要注意的一點(diǎn)是：在進(jìn)行時(shí)鐘配置時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘保護(hù)倒換，必須啟動(dòng)S1字節(jié)。

四、時(shí)鐘方案設(shè)計(jì)的一般原則

（1）使用線(xiàn)路時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)功能；

（2）啟用S1字節(jié)，防止出現(xiàn)時(shí)鐘對(duì)抽或定時(shí)環(huán)路（廣義時(shí)鐘對(duì)抽）；

（3）盡量減少定時(shí)基準(zhǔn)傳輸?shù)拈L(zhǎng)度；

（4）受控時(shí)鐘盡量從高等級(jí)時(shí)鐘獲取定時(shí)；

（5）定時(shí)信息傳送—從STM-N信號(hào)中提取定時(shí)。

五、編制優(yōu)化方案并實(shí)施

根據(jù)以上的幾條原則，編寫(xiě)出A網(wǎng)新時(shí)鐘配置，示意圖如圖3所示：

圖3 鶴山片區(qū)A網(wǎng)新時(shí)鐘圖

如圖3所示，鶴山局網(wǎng)元時(shí)鐘配置不變，為自由振蕩模式，定義其自振精度為G.812級(jí)別；其他網(wǎng)元配置也不變，為抽取線(xiàn)路時(shí)鐘模式，抽取時(shí)鐘的線(xiàn)路由單側(cè)抽取優(yōu)化為2側(cè)均抽取，且其優(yōu)先級(jí)配置如圖3所示，綠色優(yōu)先級(jí)為1，紅色優(yōu)先級(jí)為2。除鶴山局網(wǎng)元外其他網(wǎng)元設(shè)置內(nèi)時(shí)鐘優(yōu)先級(jí)為3，定義其自振精度為默認(rèn)（G.813級(jí)別）。最后啟用所有網(wǎng)元的S1字節(jié)。

具體網(wǎng)管配置實(shí)施如圖4所示。

（1）鶴山局網(wǎng)元：把時(shí)鐘輸出到線(xiàn)路里去并使能S1，其他的配置不變。

（2）站端以址山站網(wǎng)元為例：配置其抽取線(xiàn)路時(shí)鐘的S1字節(jié)。

六、驗(yàn)證結(jié)果

由理論分析可知，按照?qǐng)D3優(yōu)化A網(wǎng)內(nèi)所有網(wǎng)元時(shí)鐘設(shè)置后，正常工作狀態(tài)下，鶴山局網(wǎng)元為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘基準(zhǔn)，各網(wǎng)元根據(jù)主用時(shí)鐘的路線(xiàn)走向，按照質(zhì)量與優(yōu)先級(jí)進(jìn)行時(shí)鐘的選取。若網(wǎng)元間任意一條鏈路出現(xiàn)故障，當(dāng)線(xiàn)路時(shí)鐘源丟失時(shí)，網(wǎng)內(nèi)各個(gè)網(wǎng)元重新按照質(zhì)量和優(yōu)先級(jí)進(jìn)行時(shí)鐘分配調(diào)整。這樣網(wǎng)絡(luò)中的各網(wǎng)元均能保持鎖定狀態(tài)不變，比原時(shí)鐘配置方式可靠得多。

圖4 A網(wǎng)傳輸網(wǎng)元鶴山局網(wǎng)管配置圖

圖5 A網(wǎng)傳輸網(wǎng)元址山站網(wǎng)管配置圖

為了驗(yàn)證操作結(jié)果是否符合預(yù)期目標(biāo)，進(jìn)行以下測(cè)試：

（一）將由鶴山局發(fā)往城北站的S1字節(jié)值修改為“時(shí)鐘不可用”。經(jīng)查，除鶴山局網(wǎng)元外，所有網(wǎng)元按紅色箭頭方向自動(dòng)調(diào)整了時(shí)鐘路由，并且其定時(shí)模式均為鎖定模式。

圖6 驗(yàn)證1示意圖

圖7 驗(yàn)證2示意圖

（二）將由址山站發(fā)往宅梧站的S1字節(jié)值修改為“時(shí)鐘不可用”。經(jīng)查，發(fā)現(xiàn)所有網(wǎng)元的定時(shí)模式均為鎖定模式。宅梧站、彩虹站、共和站、鶴城站、桃源站、雅瑤站雁山站按紅色箭頭方向自動(dòng)調(diào)整了時(shí)鐘路由并鎖定，其他站點(diǎn)不變。

驗(yàn)證結(jié)果符合設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘網(wǎng)的“自愈”功能，提高了時(shí)鐘網(wǎng)以及業(yè)務(wù)通道的可靠性。

七、總結(jié)

本次鶴山片區(qū)傳輸A網(wǎng)的時(shí)鐘方案的優(yōu)化，雖然所使用的知識(shí)不深?yuàn)W，但卻是深入掌握標(biāo)準(zhǔn)SDH原理后運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中的一次典型體現(xiàn)。從本次生產(chǎn)實(shí)踐中我認(rèn)識(shí)到原理知識(shí)的重要性，以后本人將繼續(xù)結(jié)合設(shè)備實(shí)物，多思考多操作，力求把轄區(qū)內(nèi)的通信網(wǎng)打造成最健壯的通信網(wǎng)。