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ATM网络中定时同步的必要性
众所周知,同步是一切数字网络的关键技术,只有在同步的基础上,才能保证对数据信息的正确传输,对ATM网络而言也同样具有此要求。尽管ATM中的A在英文中代表异步,它仅表示在ATM层的信元传输是异步的,但在物理层对CBR及rt-VBR话音/数据/视频业务的传输则必须是同步的,以保证其信元传送时延和信元时延变化(CDV)等QoS性能的实现;而对于nrt-VBR、UBR和ABR纯数据业务则不需要定时。
定时同步方法
内部定时恢复:时钟源来自于入端口,并采用锁相环(PPL)来锁定时钟信号。
外部定时:时钟源来自外部设备,并由集中定时系统(BITS)提供统一时钟。
时钟同步类型
异步型(Heterosynchronous):两台设备连接到不同的时钟源,这些时钟源可以有相同的 容差,也可能没有。
同步型(Homosychronous):两台设备连接到相同的时钟源。
等同同步型(Isosychronous):两台设备连接到具有相同容差的时钟源上。
中介同步型(Mesosynchronous):两台设备协商同步到一个中间频率。
准同步型(Plesiosynchronous):两台设备是异步的,但它们的容差很小,可以协调。
时钟同步级别
ANSI定义了四级时钟:STRATUM1到4,STRATUM 1(最高级别)是最准确的,而STRATUM 4(最低级别)是最不准确的。网络的所有时钟都应跟踪STRATUM1时钟源,和STRATUM1相同或至少更准确。高级别的网络单元不能从低级别的网络单元获得定时;高级别时钟的准确性应比其低级时钟的更高;从时钟的级别总要比主时钟的低或相同。
同步解决方案
同步解决方案通常采用四种不同的时钟模型:定时网络,非定时网络,BITS定时和混合模型。
同步到提供时钟的网络上
如图1所示,该系统的ATM交换机接收来自公共网络的时钟。公共网络可以跟踪STRATUM1时钟,此时交换机可以不用直接与公共网络连接,它可以通过T1/E1等其它网络单元与其相连。
通过不提供时钟的网络实现同步
如图2所示,由该系统的某ATM交换机提供网络时钟,于是时钟穿过公共网络到达各ATM交换机。
来源于BITS的时钟
如图3所示,该系统的公共网络是ATM交换机,时钟是从T1或E1 BITS获取的,允许在公共网络中连接若干台交换机,所有公共网络外连接到核心BITS定时的其它设备,均可从公共网络那里获取时钟。
混合定时网络
如图4所示,该系统的ATM交换机通过不同方法获得时钟,然而每台交换机都有一个跟踪相同时钟源的时钟。
定时树的设计方法
定时树是表示网络时钟源和定时通路是如何在网络中传播的网络图。为确保时钟的可靠性,设计定时树应注意,无论是否出现故障,链路的两端必须尽量保持同步。网络中的ATM交换机应具有主时钟源和备用时钟源。主时钟和备用时钟流在物理上尽量不同。每个定时时钟都要从一个网络单元传到另一个网络单元,而时钟是同级的或微降级的。大型网络的定时树不应有循环。
按照上述原则设计定时树若要做到时钟的完全冗余和无循环,则需提供冗余的定时通路或冗余的BITS时钟源,而实际采取折中方法。
有限用户定时配置
在图5的网络中,冗余定时树以两台PBX为根,只要PBX链接断,时钟源就会失去并在ATM交换机间产生定时循环。若PBX是网络中唯一的CBR用户,因此时的ATM网络中已无CBR业务,所以网络是否同步是没有关系的。
有限冗余链接配置
在图6的网络中,某些交换机具有冗余定时功能,而其他则没有。因为只有一个时钟源的交换机只有一个链接,如果失去该链接,也就失去了网络的时钟,因此连接到那台交换机的CBR用户是否与剩下的ATM网络分离并不重要。
扩展BITS配置
图7是把冗余的BITS扩展到非BITS节点的示例。
同步是数字网络的关键技术,定时是网络同步的实现手段,是保证网络正常工作的前提。设计和规划好ATM网络的同步方案,才能真正实现ATM的各项QoS性能,充分发挥ATM网络的各种优越性。
众所周知,同步是一切数字网络的关键技术,只有在同步的基础上,才能保证对数据信息的正确传输,对ATM网络而言也同样具有此要求。尽管ATM中的A在英文中代表异步,它仅表示在ATM层的信元传输是异步的,但在物理层对CBR及rt-VBR话音/数据/视频业务的传输则必须是同步的,以保证其信元传送时延和信元时延变化(CDV)等QoS性能的实现;而对于nrt-VBR、UBR和ABR纯数据业务则不需要定时。
定时同步方法
内部定时恢复:时钟源来自于入端口,并采用锁相环(PPL)来锁定时钟信号。
外部定时:时钟源来自外部设备,并由集中定时系统(BITS)提供统一时钟。
时钟同步类型
异步型(Heterosynchronous):两台设备连接到不同的时钟源,这些时钟源可以有相同的 容差,也可能没有。
同步型(Homosychronous):两台设备连接到相同的时钟源。
等同同步型(Isosychronous):两台设备连接到具有相同容差的时钟源上。
中介同步型(Mesosynchronous):两台设备协商同步到一个中间频率。
准同步型(Plesiosynchronous):两台设备是异步的,但它们的容差很小,可以协调。
时钟同步级别
ANSI定义了四级时钟:STRATUM1到4,STRATUM 1(最高级别)是最准确的,而STRATUM 4(最低级别)是最不准确的。网络的所有时钟都应跟踪STRATUM1时钟源,和STRATUM1相同或至少更准确。高级别的网络单元不能从低级别的网络单元获得定时;高级别时钟的准确性应比其低级时钟的更高;从时钟的级别总要比主时钟的低或相同。
同步解决方案
同步解决方案通常采用四种不同的时钟模型:定时网络,非定时网络,BITS定时和混合模型。
同步到提供时钟的网络上
如图1所示,该系统的ATM交换机接收来自公共网络的时钟。公共网络可以跟踪STRATUM1时钟,此时交换机可以不用直接与公共网络连接,它可以通过T1/E1等其它网络单元与其相连。
通过不提供时钟的网络实现同步
如图2所示,由该系统的某ATM交换机提供网络时钟,于是时钟穿过公共网络到达各ATM交换机。
来源于BITS的时钟
如图3所示,该系统的公共网络是ATM交换机,时钟是从T1或E1 BITS获取的,允许在公共网络中连接若干台交换机,所有公共网络外连接到核心BITS定时的其它设备,均可从公共网络那里获取时钟。
混合定时网络
如图4所示,该系统的ATM交换机通过不同方法获得时钟,然而每台交换机都有一个跟踪相同时钟源的时钟。
定时树的设计方法
定时树是表示网络时钟源和定时通路是如何在网络中传播的网络图。为确保时钟的可靠性,设计定时树应注意,无论是否出现故障,链路的两端必须尽量保持同步。网络中的ATM交换机应具有主时钟源和备用时钟源。主时钟和备用时钟流在物理上尽量不同。每个定时时钟都要从一个网络单元传到另一个网络单元,而时钟是同级的或微降级的。大型网络的定时树不应有循环。
按照上述原则设计定时树若要做到时钟的完全冗余和无循环,则需提供冗余的定时通路或冗余的BITS时钟源,而实际采取折中方法。
有限用户定时配置
在图5的网络中,冗余定时树以两台PBX为根,只要PBX链接断,时钟源就会失去并在ATM交换机间产生定时循环。若PBX是网络中唯一的CBR用户,因此时的ATM网络中已无CBR业务,所以网络是否同步是没有关系的。
有限冗余链接配置
在图6的网络中,某些交换机具有冗余定时功能,而其他则没有。因为只有一个时钟源的交换机只有一个链接,如果失去该链接,也就失去了网络的时钟,因此连接到那台交换机的CBR用户是否与剩下的ATM网络分离并不重要。
扩展BITS配置
图7是把冗余的BITS扩展到非BITS节点的示例。
同步是数字网络的关键技术,定时是网络同步的实现手段,是保证网络正常工作的前提。设计和规划好ATM网络的同步方案,才能真正实现ATM的各项QoS性能,充分发挥ATM网络的各种优越性。