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摘 要：市场需求的复杂化对网络的传输时延提出了更高的要求，作為支撑的数字同步网，有进一步完善的迫切需求。本文针对SDH传输网络时钟优化的应用进行阐述，并对邯郸同步网的现状进行分析，提出具体的优化方案。
关键词：SDH；时钟；同步；优化随着通信网络的不断发展，各种业务的不断开展，对传输网络提出了越来越高的要求。为了避免SDH传输网络时钟不良导致指针频繁调整，直至影响业务的正常运行，因此优化SDH传输网络时钟，对稳定传输系统起着非常重要的作用。
1、实现SDH传输网时钟的自动倒换
对于SDH传输网而言，为了确保网络同步、安全和可靠，必须解决同步时钟的自动保护和倒换问题，保障各网元之间同步。
在SDH光同步传输系统中，时钟的自动保护倒换必须遵循以下原则：
首先网元从当前可用时钟源中，选择一个级别最高的时钟源作为同步源j并将此同步源的质量信息（即S1字节）传递给下游网元。
当网元含有多个同步源且S1字节信息相同时，则依据优先级别表的顺序选择优先级别最高的时钟源作为同步源，并将此同步源的质量信息传递给下游网元。
若网元B当前跟踪的时钟同步源是网元A的时钟，则网元B的时钟对于网元A来说为不可用同步源，即不成环原则。
在SDH网络中，网元之间通过一定的时钟同步路径一级一级地跟踪到同一时钟基准源，从而实现整个网络的同步，通常一个网元获得同步时钟源的路径并非只有一条。也就是说，一个网元可能同时拥有多个时钟基准源，这些时钟基准源可能来自同一主时钟源，也可能来自不同质量的时钟基准源。在同步网中，保持各网元时钟尽量同步是一项极其重要的事情。为了避免由于一条时钟同步路径中断而导致整个同步网失步，当一个网元所跟踪的某路同步时钟基准源发生丢失时，必须能自动倒换到另一路时钟基准源，此路时钟基准源可能与网元先前跟踪的时钟基准源同属一个时钟源，也可能是一个质量稍差的时钟源。
ITU-T定义的S1字节用于传递时钟源的质量信息，它利用段开销字节S1字节表示16种同步源的质量信息，通过这一信息并遵循倒换协议，即可实现同步时钟的自动保护倒换功能。SSM功能可有效地实现网络的时钟自动保护倒换，避免形成定时环路，从而提高网络的可靠性，简化同步网的规划设计，具体可参考相关资料。
2、SDH传输网络时钟优化的应用
在实际的传输网络中，尤其是传输干线，为了确保时钟的可靠性和同步性能系统一般都采用了时钟自动倒换功能。但是，由于市场上有些型号的传输设备不支持SSM功能，从而对时钟的可靠性构成潜在威胁，选购传输设备时必须充分重视这一点。
对于传输干线而言，网络的可靠性和安全性必须重点考虑，由于传输设备网元的时钟精度只有1E-7量级，因此采用传输设备本身的时钟作为网络时钟无法满足业务要求。为了保障网络正常工作，且具有较高的传输性能，网络必须采用BITS高精度时钟，使网络时钟精度达到LPRC（区域基准钟）量级，具体可采用两种方式：
方式一：在传输干线BITS系统的输入源，从传输设备引入时钟精度为PRC的基准源；
方式二：BITS配置为LPRC直接跟踪GPS信号，结合GPS的长期稳定度和BITS铷钟板的优良短期稳定度，使BITS输出时钟精度达到铯钟（PRC）的时钟精度（1E-12量级）。
对于BITS设备而言，为了保障数字同步网的可靠性，必须保证系统具有两路以上的输入源，如采用第一种方式，原则上应从传输设备提取两路时钟精度为PRC的基准源作为时钟输入源，如采用第二种方式BITS必须采用双GPS系统。根据有关测试发现，BITS跟踪GPS的时钟精度一般为1E-11量级，满足传输干线对时钟精度的要求。
在SDH传输网的建设初期，如果网络中的网元数量不多，且传输链路不长，则整个SDH传输网的时钟可采用一套BITS提供的时钟，通过传输链路将时钟传输到所有网元，各网元跟踪该时钟，全网采用主从同步方式保证整网的时钟同步。这种方案的缺点在于：由于整个网络只有一套BITS系统，其故障将直接影响整个网络的稳定性。如果SDH传输网络中的网元数量较多，且传输距离较长，则会由于时钟信号在传输过程中受环境影响迭加抖动漂移，导致精度降低，信号劣化。当各地的相关设备需要纳入同一同步网时，由于传输干线提供的时钟输出口不能满足要求，因而必须在当地引入BITS系统。
3、邯郸本地SDH传输网时钟现状及优化
邯郸市区SDH传输网时钟以提取中心局站点（光明路局）BITS时钟为主备用时钟，各县局SDH传输网时钟以提取本地SDH环网上站时钟为主备用时钟（各县局均有至少两个本地SDH环网经过）。光明路局BITS设备为一套，两路输入参考时钟，一路为GPS，一路为省SDH环网站时钟。交换、数据、无线市话等各类业务设备的时钟除光明路局直接从BITS设备上提取外，其它局大部分从2M线路上提取线路时钟。
从邯郸本地SDH传输网时钟现状，可以看出存在不足。首先，各县局本地环网时钟经过SDH传输网的传送精度下降，再通过2M为各业务设备提供时钟，其精度大打折扣，严重的将无法满足业务需求。市内除光明路局各种设备时钟精度可满足外，大部分业务设备时钟精度下降，尤其对数据业务，将直接影响其可靠运行。其次，整个本地网仅设置了一套BITS设备，其性能直接影响到全网的安全运行，且容量有限，满足不了通信日益发展的需要。目前，光明路局BITS设备的输出端口已经用完，亟待解决。
邯郸本地SDH传输网时钟的优化，需要在各大局及县局引入BITS设备，为本地设备基准提供时钟，虑除上一级设备带来的劣化。在光明路局增加一套BITS设备与原BITS设备互为主备，同时缓解时钟端口紧张的压力。
综上所述，为了实现网络时钟优化的目的，必须在重要的网元处引入本地BITS，满足各类设备对时钟同步的需求。在时钟优化过程中，可充分利用BITS对时钟信号的抖动滤除作用，优化经传输链路传输的时钟信号，通过本地BITS过滤掉传输链路的上一网元时钟信号的抖动和漂移，再将优化后的时钟信号传输到下一网元。此外，为了避免主节点时钟由于远距离传输过程中时钟抖动、漂移的迭加导致时钟精度的下降和劣化，可在部分重要节点采用GPS时钟作为BITS主用源，相应节点和主节点之间采用准同步方式，当然该方式对GPS系统的稳定性提出了严格要求，这是由于相对通过传输链路传输的时钟而言，GPS的稳定性较差。首先GPS接收系统受外界环境影响较大，容易受外界磁场和安装位置的影响，其次GPS系统在初始定位时必须跟踪4颗以上GPS卫星，定位成功后从理论上讲稳定跟踪1颗卫星即可输出高精度时钟信号，但由于受卫星运行轨道、GPS接收卡灵敏度和软件设计影响，在不同的时间段观察和跟踪到的卫星数量不断变化，BITS系统跟踪GPS系统输出的时钟精度也随之变动。根据实际观测发现，系统在跟踪5颗以上卫星情况下能够保障较高精度的时钟信号（9.53E-10～4.99E-11），如果跟踪数量低于4颗卫星，时钟输出精度急剧下降（2.0E-8～1.99E-9），由于GPS时钟信号阀值为5.0E-9，因此在跟踪卫星数量较少时（1～3颗）GPS时钟信号并不理想，因此各地是否采用GPS时钟作为主用源应以实际运行中的稳定情况来判断，如该地GPS系统跟踪卫星的数量始终保持在4颗以上，且时钟精度在1E-10以上，即可保障网络时钟的可靠性。
总之，传输网络的时钟优化应充分发挥时钟倒换功能和BITS本身的时钟优化功能，同时注意时钟信号的高可靠性，在涉及GPS系统时，必须确保GPS时钟输出稳定，保障网络时钟安全、可靠，并具有高稳定度和高精度。
参考文献
[1] 韦乐平. 《光同步数字传输网》.北京：人民邮电出版社 1993年.
[2] 中国邮电信总局.《SDH传输设备维护手册》.北京：人民邮电出版社 1997年.
关键词：SDH；时钟；同步；优化随着通信网络的不断发展，各种业务的不断开展，对传输网络提出了越来越高的要求。为了避免SDH传输网络时钟不良导致指针频繁调整，直至影响业务的正常运行，因此优化SDH传输网络时钟，对稳定传输系统起着非常重要的作用。
1、实现SDH传输网时钟的自动倒换
对于SDH传输网而言，为了确保网络同步、安全和可靠，必须解决同步时钟的自动保护和倒换问题，保障各网元之间同步。
在SDH光同步传输系统中，时钟的自动保护倒换必须遵循以下原则：
首先网元从当前可用时钟源中，选择一个级别最高的时钟源作为同步源j并将此同步源的质量信息（即S1字节）传递给下游网元。
当网元含有多个同步源且S1字节信息相同时，则依据优先级别表的顺序选择优先级别最高的时钟源作为同步源，并将此同步源的质量信息传递给下游网元。
若网元B当前跟踪的时钟同步源是网元A的时钟，则网元B的时钟对于网元A来说为不可用同步源，即不成环原则。
在SDH网络中，网元之间通过一定的时钟同步路径一级一级地跟踪到同一时钟基准源，从而实现整个网络的同步，通常一个网元获得同步时钟源的路径并非只有一条。也就是说，一个网元可能同时拥有多个时钟基准源，这些时钟基准源可能来自同一主时钟源，也可能来自不同质量的时钟基准源。在同步网中，保持各网元时钟尽量同步是一项极其重要的事情。为了避免由于一条时钟同步路径中断而导致整个同步网失步，当一个网元所跟踪的某路同步时钟基准源发生丢失时，必须能自动倒换到另一路时钟基准源，此路时钟基准源可能与网元先前跟踪的时钟基准源同属一个时钟源，也可能是一个质量稍差的时钟源。
ITU-T定义的S1字节用于传递时钟源的质量信息，它利用段开销字节S1字节表示16种同步源的质量信息，通过这一信息并遵循倒换协议，即可实现同步时钟的自动保护倒换功能。SSM功能可有效地实现网络的时钟自动保护倒换，避免形成定时环路，从而提高网络的可靠性，简化同步网的规划设计，具体可参考相关资料。
2、SDH传输网络时钟优化的应用
在实际的传输网络中，尤其是传输干线，为了确保时钟的可靠性和同步性能系统一般都采用了时钟自动倒换功能。但是，由于市场上有些型号的传输设备不支持SSM功能，从而对时钟的可靠性构成潜在威胁，选购传输设备时必须充分重视这一点。
对于传输干线而言，网络的可靠性和安全性必须重点考虑，由于传输设备网元的时钟精度只有1E-7量级，因此采用传输设备本身的时钟作为网络时钟无法满足业务要求。为了保障网络正常工作，且具有较高的传输性能，网络必须采用BITS高精度时钟，使网络时钟精度达到LPRC（区域基准钟）量级，具体可采用两种方式：
方式一：在传输干线BITS系统的输入源，从传输设备引入时钟精度为PRC的基准源；
方式二：BITS配置为LPRC直接跟踪GPS信号，结合GPS的长期稳定度和BITS铷钟板的优良短期稳定度，使BITS输出时钟精度达到铯钟（PRC）的时钟精度（1E-12量级）。
对于BITS设备而言，为了保障数字同步网的可靠性，必须保证系统具有两路以上的输入源，如采用第一种方式，原则上应从传输设备提取两路时钟精度为PRC的基准源作为时钟输入源，如采用第二种方式BITS必须采用双GPS系统。根据有关测试发现，BITS跟踪GPS的时钟精度一般为1E-11量级，满足传输干线对时钟精度的要求。
在SDH传输网的建设初期，如果网络中的网元数量不多，且传输链路不长，则整个SDH传输网的时钟可采用一套BITS提供的时钟，通过传输链路将时钟传输到所有网元，各网元跟踪该时钟，全网采用主从同步方式保证整网的时钟同步。这种方案的缺点在于：由于整个网络只有一套BITS系统，其故障将直接影响整个网络的稳定性。如果SDH传输网络中的网元数量较多，且传输距离较长，则会由于时钟信号在传输过程中受环境影响迭加抖动漂移，导致精度降低，信号劣化。当各地的相关设备需要纳入同一同步网时，由于传输干线提供的时钟输出口不能满足要求，因而必须在当地引入BITS系统。
3、邯郸本地SDH传输网时钟现状及优化
邯郸市区SDH传输网时钟以提取中心局站点（光明路局）BITS时钟为主备用时钟，各县局SDH传输网时钟以提取本地SDH环网上站时钟为主备用时钟（各县局均有至少两个本地SDH环网经过）。光明路局BITS设备为一套，两路输入参考时钟，一路为GPS，一路为省SDH环网站时钟。交换、数据、无线市话等各类业务设备的时钟除光明路局直接从BITS设备上提取外，其它局大部分从2M线路上提取线路时钟。
从邯郸本地SDH传输网时钟现状，可以看出存在不足。首先，各县局本地环网时钟经过SDH传输网的传送精度下降，再通过2M为各业务设备提供时钟，其精度大打折扣，严重的将无法满足业务需求。市内除光明路局各种设备时钟精度可满足外，大部分业务设备时钟精度下降，尤其对数据业务，将直接影响其可靠运行。其次，整个本地网仅设置了一套BITS设备，其性能直接影响到全网的安全运行，且容量有限，满足不了通信日益发展的需要。目前，光明路局BITS设备的输出端口已经用完，亟待解决。
邯郸本地SDH传输网时钟的优化，需要在各大局及县局引入BITS设备，为本地设备基准提供时钟，虑除上一级设备带来的劣化。在光明路局增加一套BITS设备与原BITS设备互为主备，同时缓解时钟端口紧张的压力。
综上所述，为了实现网络时钟优化的目的，必须在重要的网元处引入本地BITS，满足各类设备对时钟同步的需求。在时钟优化过程中，可充分利用BITS对时钟信号的抖动滤除作用，优化经传输链路传输的时钟信号，通过本地BITS过滤掉传输链路的上一网元时钟信号的抖动和漂移，再将优化后的时钟信号传输到下一网元。此外，为了避免主节点时钟由于远距离传输过程中时钟抖动、漂移的迭加导致时钟精度的下降和劣化，可在部分重要节点采用GPS时钟作为BITS主用源，相应节点和主节点之间采用准同步方式，当然该方式对GPS系统的稳定性提出了严格要求，这是由于相对通过传输链路传输的时钟而言，GPS的稳定性较差。首先GPS接收系统受外界环境影响较大，容易受外界磁场和安装位置的影响，其次GPS系统在初始定位时必须跟踪4颗以上GPS卫星，定位成功后从理论上讲稳定跟踪1颗卫星即可输出高精度时钟信号，但由于受卫星运行轨道、GPS接收卡灵敏度和软件设计影响，在不同的时间段观察和跟踪到的卫星数量不断变化，BITS系统跟踪GPS系统输出的时钟精度也随之变动。根据实际观测发现，系统在跟踪5颗以上卫星情况下能够保障较高精度的时钟信号（9.53E-10～4.99E-11），如果跟踪数量低于4颗卫星，时钟输出精度急剧下降（2.0E-8～1.99E-9），由于GPS时钟信号阀值为5.0E-9，因此在跟踪卫星数量较少时（1～3颗）GPS时钟信号并不理想，因此各地是否采用GPS时钟作为主用源应以实际运行中的稳定情况来判断，如该地GPS系统跟踪卫星的数量始终保持在4颗以上，且时钟精度在1E-10以上，即可保障网络时钟的可靠性。
总之，传输网络的时钟优化应充分发挥时钟倒换功能和BITS本身的时钟优化功能，同时注意时钟信号的高可靠性，在涉及GPS系统时，必须确保GPS时钟输出稳定，保障网络时钟安全、可靠，并具有高稳定度和高精度。
参考文献
[1] 韦乐平. 《光同步数字传输网》.北京：人民邮电出版社 1993年.
[2] 中国邮电信总局.《SDH传输设备维护手册》.北京：人民邮电出版社 1997年.