自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘恢復(fù)

【摘要】 時(shí)鐘恢復(fù)是電路仿真業(yè)務(wù)中核心技術(shù)問題，自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)因其自身獨(dú)特的工作特點(diǎn)對(duì)其時(shí)鐘恢復(fù)帶來一定難度。本文在淺析網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，著重探討自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘恢復(fù)算法原理和實(shí)現(xiàn)方式。以期為今后自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘恢復(fù)研究提供基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò) 時(shí)鐘恢復(fù)

一、前言

時(shí)鐘恢復(fù)是TDM電路仿真業(yè)務(wù)中一個(gè)核心的技術(shù)問題。以SDH網(wǎng)絡(luò)和PSN網(wǎng)絡(luò)為例，SDH網(wǎng)絡(luò)憑借SDH時(shí)鐘全網(wǎng)這個(gè)天然同步完進(jìn)行傳遞可以實(shí)現(xiàn)在接收端恢復(fù)時(shí)鐘，而PSN網(wǎng)絡(luò)因?yàn)樵诓煌念l率上工作，TDM源端的時(shí)鐘需要依靠同步以太網(wǎng)進(jìn)行傳遞。在恢復(fù)E1/T1等PDH業(yè)務(wù)時(shí)，需要對(duì)時(shí)鐘恢復(fù)進(jìn)行特殊處理，以保證輸出業(yè)務(wù)能夠抖動(dòng)漂移。

二、網(wǎng)絡(luò)模型

在不同場(chǎng)合下，一般采用三種網(wǎng)絡(luò)模型，包括同步網(wǎng)絡(luò)、差分網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)鐘恢復(fù)進(jìn)行處理：

2.1同步網(wǎng)絡(luò)

同步網(wǎng)絡(luò)分為完全同步網(wǎng)絡(luò)和完全異步網(wǎng)絡(luò)兩種情況。

完全同步網(wǎng)絡(luò)是指SDH網(wǎng)絡(luò)或PSN網(wǎng)絡(luò)組成的核心網(wǎng)絡(luò)處于完全同步狀態(tài)，并與主參考時(shí)鐘（PRC時(shí)鐘）同步，同時(shí)控制接入設(shè)備的時(shí)鐘，這種情況非常有利于時(shí)鐘恢復(fù)，可以通過接入設(shè)備提取與核心網(wǎng)絡(luò)對(duì)接的業(yè)務(wù)接口上的時(shí)鐘進(jìn)行，其工作原理主要是核心網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘與PRC同步。

完全異步網(wǎng)絡(luò)是指SDH網(wǎng)絡(luò)或PSN網(wǎng)絡(luò)組成的核心網(wǎng)絡(luò)處于完全異步狀態(tài)，這種工作狀態(tài)可以通過接入設(shè)備保證GPS/BITS完全同步，這種情況下時(shí)鐘與GPS/BITS同步，這時(shí)需要靠接收端對(duì)一定數(shù)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，才能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)帶來的變化。

2.2差分網(wǎng)絡(luò)

差分網(wǎng)絡(luò)是指即使核心網(wǎng)絡(luò)完全同步，也需要接入設(shè)備擁有各自的時(shí)鐘，從而保證終端時(shí)鐘恢復(fù)的高質(zhì)量。以SDH網(wǎng)絡(luò)的PDH傳送業(yè)務(wù)為例，PDH業(yè)務(wù)獨(dú)特時(shí)鐘特性導(dǎo)致其進(jìn)入SDH網(wǎng)絡(luò)時(shí)產(chǎn)生比特映射抖動(dòng)和指針抖動(dòng)，從而難以在終端進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)，需要通過平滑指針抖動(dòng)，才能滿足輸出要求中抖動(dòng)指標(biāo)。全網(wǎng)同步的PSN網(wǎng)絡(luò)存在TDM業(yè)務(wù)惡劣的運(yùn)行環(huán)境，如報(bào)文丟失和延時(shí)變化等，更加劇了時(shí)鐘恢復(fù)的困難。這種情況下，可以參考同步剩余時(shí)間戳方法（SRTS）對(duì)時(shí)鐘恢復(fù)進(jìn)行處理。此外，SDH網(wǎng)絡(luò)中PDH時(shí)鐘恢復(fù)在提供額外的帶寬條件下，也可以參考打時(shí)戳的方式進(jìn)行。

2.3自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)

自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)是指核心網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)PSN設(shè)備有各自的工作頻率和工作方式，這種差異性導(dǎo)致了在該網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)TDM仿真工作時(shí)在保證同步規(guī)格的要求的同時(shí)進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)的困難性。因此，有必要深入探討自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘恢復(fù)。

三、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的鐘恢復(fù)算法原理

通過住在下行接收側(cè)執(zhí)行兩步操作，保證數(shù)據(jù)在自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的E1/T1的仿真業(yè)務(wù)按照包的格式在PSN網(wǎng)絡(luò)中交互作用。兩個(gè)操作包括：（1）去包頭和并串轉(zhuǎn)換接收到的數(shù)據(jù)；（2）通過接收側(cè)需要恢復(fù)的時(shí)鐘（）去跟蹤發(fā)送側(cè)的時(shí)鐘（），以便恢復(fù)數(shù)據(jù)包中的時(shí)鐘信息。

提高接收側(cè)需要恢復(fù)的時(shí)鐘（）跟蹤發(fā)送側(cè)的時(shí)鐘（）的精度是時(shí)鐘恢復(fù)設(shè)計(jì)工作的目標(biāo)。恢復(fù)原始的E1/T1數(shù)據(jù)，主要通過解包和并串轉(zhuǎn)換兩步進(jìn)行，前者主要用于去除仿真業(yè)務(wù)中的爆頭，后者對(duì)各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)并串轉(zhuǎn)換?；謴?fù)原始數(shù)據(jù)的解包和并串轉(zhuǎn)換是相對(duì)較簡(jiǎn)單的過程，如何使時(shí)鐘恢復(fù)達(dá)到最符合技術(shù)指標(biāo)的工作狀態(tài)是接收側(cè)處理工作的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

四、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)方式

在自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)有固定和抖動(dòng)兩種情況，這兩種情況對(duì)報(bào)文接收有不同的影響。在網(wǎng)絡(luò)延時(shí)固定時(shí)，相鄰TDM電路仿真報(bào)文在確定的時(shí)間到達(dá)，從而接收時(shí)刻接收端統(tǒng)計(jì)并平均后得到固定的值。在網(wǎng)絡(luò)延時(shí)抖動(dòng)時(shí)，報(bào)文到達(dá)的時(shí)間收到網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況影響，在一個(gè)范圍內(nèi)變動(dòng)，這種情況下不能根據(jù)一個(gè)固定的值對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整，通常采用濾波的方式對(duì)一段時(shí)間的值去除明顯不合理的報(bào)文接受時(shí)戳值，然后再控制DDS的分頻因子。

目前自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘恢復(fù)方法主要是基于消抖緩存區(qū)占滿率和基于時(shí)間戳的兩種方法，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)?；谙毒彺鎱^(qū)占滿率的方法可以確保頻率在小幅度范圍內(nèi)波動(dòng)，缺點(diǎn)是該方法收斂時(shí)間較長(zhǎng)，恢復(fù)的時(shí)鐘頻率抖動(dòng)較高?；跁r(shí)間戳的方法恢復(fù)的時(shí)鐘頻率精度較高，性能較穩(wěn)定，缺點(diǎn)是不能容忍收發(fā)頻率差異導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏移，從而引起接受緩存區(qū)數(shù)據(jù)讀空或溢出的現(xiàn)象。

五、總結(jié)

本文在初步介紹網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘算法原理和實(shí)現(xiàn)方式，并對(duì)比分析了當(dāng)前進(jìn)行自適應(yīng)的時(shí)鐘恢復(fù)的兩種主要方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為今后的相關(guān)工作提供指導(dǎo)作用。

參 考 文 獻(xiàn)

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