СПОСОБ ТАКТОВОЙ СЕТЕВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ ГЕНЕРАТОРОВ Российский патент 2003 года по МПК H03L7/08 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для передачи цифровой информации в системах связи и приемниками цифрового сигнала, не согласованными по частоте и фазе, а также в системах передачи дискретных сообщений при работе в пакетном режиме многостанционного доступа, в частности цифровой сети оперативно-технологической связи железных дорог.

Известен способ фазирования электрических сигналов заданной частоты в пространственно разнесенном центральном и оконечном пунктах и устройство для его осуществления. В оконечном пункте устройство содержит фазовый детектор, образованный входным трансформатором, нелинейным элементом и фильтром нижних частот, усилитель, элемент согласования, трансформаторный элемент связи, задающий генератор частоты и линию связи. В центральном пункте устройство содержит управляемый элемент задержки, трансформаторный элемент связи, элемент согласования и фазовый детектор (см., например, описание изобретения к патенту РФ 2057394, кл. Н 03 L 7/00, опубл. 1996).

Недостаток способа состоит в неудовлетворительной интенсивности проскальзываний и повышенном дрожании фазы сигнала синхронизации.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа способ тактовой сетевой синхронизации генераторов, включающий формирование опорного сигнала синхронизации и передачу его к синхронизируемым генераторам по цепям синхронизации, состоящим из систем передачи и вторичных задающих генераторов (см. , например, описание изобретения к патенту РФ 2154895, кл. H 03 L 7/08, опубл. 2000).

Недостаток способа заключается в нестабильности переходных режимов, что делает его недостаточно эффективным.

Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, выражающегося в повышении надежности, в том числе и переходных процессов, а также информативности.

Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому результату.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники.

Предложенный способ является промышленно применимым существующими техническими средствами и соответствует критерию "изобретательский уровень", т. к. он явным образом не следует из уровня техники, при этом из последнего не выявлено каких-либо преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение указанного технического результата.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

На чертеже представлена структурная схема основной модели участка сети синхронизации, поясняющая реализацию заявленного способа.

Способ тактовой сетевой синхронизации генераторов, преимущественно цифровой сети оперативно-технологической связи железных дорог, осуществляют следующим образом.

Посредством ведомого задающего генератора (ВЗГ) осуществляют формирование опорного сигнала синхронизации и передачу его к синхронизируемым генераторам по цепям синхронизации, состоящим из систем передачи и вторичных задающих генераторов, причем цепи синхронизации формируют из двух параллельно подключенных систем передачи первого и второго уровней, которые образуют из элементов синхронной цифровой иерархии (СЦИ), к системе передачи первого уровня подключают коммутационные станции, состоящие из мостовой станции (МС) и станций промежуточного пункта (ПС), разделяют цепи синхронизации на локальные участки, которые формируют из элементов системы передачи второго уровня с последующим подключением элементов системы передачи первого уровня и синхронизируют от соответствующего вторичного задающего генератора (ВЗГ), а передачу сигнала синхронизации к генераторам станций промежуточных пунктов осуществляют синхронно по локальным участкам цепей синхронизации от системы передачи второго уровня через соответствующие генераторы мостовых станций к системе передачи первого уровня.

Кроме того, входы вторичных задающих генераторов подключают к элементам синхронной цифровой иерархии транспортной цифровой сети.

Устанавливают три режима работы системы тактовой сетевой синхронизации (ТСС), обеспечивающие взаимодействие цифрового оборудования в сетях оперативно-технологической связи (ОТС) железных дорог:
- синхронный принудительный;
- псевдосинхронный;
- плезиохронный.

Синхронный режим взаимодействия цифрового оборудования связи является основным режимом системы ТСС, который должен поддерживаться на сети ОТС железной дороги при отсутствии неисправностей в цепях синхронизации.

В соответствии с режимом синхронного взаимодействия каждое цифровое оборудование ОТС в цепях синхронизации синхронизируется по принципу принудительной синхронизации от другого оборудования, находящегося на более высоком уровне иерархической структуры сети синхронизации.

Режим псевдосинхронного взаимодействия на сети ОТС допускается в случаях установления соединений цифрового оборудования ОТС на стыках двух участков, каждый из которых синхронизируется независимым источником (генератором) синхронизации. При этом среднее значение частоты независимых генераторов должно отличаться не более чем на 1х10^-11 от номинального.

Режим плезиохронного взаимодействия цифрового оборудования допускается на сети ОТС на время проведения ремонтно-восстановительных работ по устранению неисправности в цепи синхронизации. При этом в каждом оборудовании связи информационные сигналы, принимаемые от другого оборудования связи, и синхросигналы, поступающие от собственного генератора, имеют средние значения частот, отличающиеся более чем на 1х10^-11 от номинального.

В случае одиночной неисправности участка сети синхронизации допускается иметь не более одного плезиохронного звена в одной цепи синхронизации. Каждый участок сети синхронизации реализует режим синхронного взаимодействия цифрового оборудования ОТС.

При появлении одиночных неисправностей в цепях синхронизации отдельных участков часть оборудования последних переходит в режим плезиохронного взаимодействия с остальной частью оборудования на время проведения ремонтно-восстановительных работ.

Оборудование участков сети ОТС, синхронизируемых от двух независимых ведомых задающих генераторов первого типа ВЗГ-1, взаимодействует в псевдосинхронном режиме.

По предложенному способу устанавливаются две базовые модели участка сети синхронизации системы ОТС - основная и дополнительная.

Основная модель участка сети синхронизации системы ОТС применяется при наличии на сети ОТС двух систем передачи технологической цифровой сети - 1-го и 2-го уровней.

Реализация основной модели участка сети синхронизации выполняется с учетом соответствия 2-уровневой модели цифровой сети ОТС и группирования коммутационных станций ОТС в кольца нижнего уровня.

Стрелками показаны направления передачи сигналов ТСС в цепях синхронизации.

Топологически основная модель представляет собой древовидную структуру, "корнем" которой является ВЗГ-1, а каждая цепь синхронизации оканчивается генератором конкретного оборудования связи.

Ответвление линейных фрагментов цепей синхронизации производится от сетевых элементов (СЭ) системы передачи 2-го уровня, от генераторов которых осуществляется синхронизация генераторов мостовых станций. Синхронизация станций промежуточных пунктов в кольце нижнего уровня осуществляется от генератора мостовой станции соответствующего кольца через цепь синхронизации с использованием системы передачи 1-го уровня.

Для синхронизации станций в кольце нижнего уровня вместо генератора мостовой станции допускается использование генератора станции промежуточного пункта, включенного в цепь синхронизации по схеме, аналогичной включению генератора мостовой станции.

Дополнительная модель участка сети синхронизации системы ОТС применяется при наличии на направлениях сети ОТС одной системы передачи технологической цифровой сети.

Дополнительная модель участка сети синхронизации строится без учета структуры цифровой сети ОТС.

При реализации основной и/или дополнительной моделей синхронизация ВЗГ-1 осуществляется по принципу принудительной синхронизации:
- непосредственно от приемника спутниковых навигационных частот;
- от первичного эталонного генератора (ПЭГ) непосредственно или с использованием системы передачи транспортной цифровой сети STM-N.

Максимальное количество сетевых элементов (СЭ) в одной цепи синхронизации (в соответствии с ограничениями, установленными международными требованиями) должно быть не более 60.

Для частичного подавления дрожаний, накапливаемых в последовательной цепи генераторов СЭ, требуется не реже чем через каждые 10 сетевых элементов, образующих звено в цепи синхронизации, устанавливать ведомые задающие генераторы. В сети ОТС для названных генераторов устанавливается наименование ВЗГ-2.

Количество ВЗГ-2, установленных в одной (любой) цепи синхронизации, не должно превышать 10.

В случаях, когда параметры блоков сетевой синхронизации (БСС) коммутационных станций не соответствуют требованиям их использования в качестве ВЗГ-2, допускается устанавливать в качестве ВЗГ-2 дополнительные внешние генераторы (не показаны).

Генераторы СЭ должны работать в режиме принудительной синхронизации. Сигналами синхронизации для генераторов СЭ должны служить сигналы: (1) выделяемые из информационного потока СЦИ (STM-N) или (2) от генераторов типа ВЗГ.

Ограничения длин цепей синхронизации от ВЗГ-1 до генератора коммутационной станции определяются: (1) количеством сетевых элементов в цепи синхронизации и (2) способом прокладки волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) - на опорах или под землей.

В технологической цифровой сети ОТС передача сигналов ТСС в цепях синхронизации должна осуществляться в одном направлении - от ВЗГ-1, как это показано стрелками. Установленный способ однонаправленной передачи синхросигналов должен гарантировать невозможность образования "петель" и разрушения сети ТСС при появлении неисправностей.

В случае возникновения неисправности, приводящей к отсутствию сигнала синхронизации от ведущего генератора на входе генератора СЭ, для синхронизации последнего должен использоваться сигнал от БСС ближайшей коммутационной станции.

Направление дальнейшего распространения синхросигнала по генераторам СЭ системы передачи должно оставаться при этом неизменным.

БСС коммутационной станции, ближайшей к месту аварии, должен переводиться в режим удержания. Погрешность запоминания частоты и суточный дрейф частоты БСС должны обеспечивать требования по интенсивности проскальзываний и по величине блужданий фазы сигнала синхронизации на входе генератора СЭ системы передачи в течение всего времени ремонтно-восстановительных работ.

Заявляемый способ для оценки качества синхронизации устанавливает три категории качества: "а", "b" и "с".

Категория качества "а" соответствует качеству работы сети ОТС при нормальных условиях в режиме синхронного взаимодействия цифрового оборудования сети ОТС при отсутствии неисправности в цепях синхронизации. Категория "а" допускает появление проскальзываний при сохранении синхронизации в сети ОТС.

Категория качества " b " соответствует качеству работы сети ОТС при появлении неисправности в цепях синхронизации. Эта категория качества соответствует режиму плезиохронного взаимодействия оборудования. За время работы с этой категорией качества проводится диагностика и устранение повреждений. Интенсивность проскальзываний в этом режиме определяется, в основном, параметрами режима удержания БСС коммутационной станции, которая в этих условиях обеспечивает синхронизацию части сети.

Категория качества "с" допускается на время проведения работ по монтажу и перестройке цепей синхронизации. Работа с категорией качества "с" должна быть согласована всеми службами пользователей системы ОТС.

Применение предложенного способа с использованием заявляемой компоновки технологического оборудования обеспечивает повышение точности передаваемых сигналов без искажений, а также эксплуатационной надежности.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для передачи цифровой информации в системах связи и приемниками цифрового сигнала, не согласованными по частоте и фазе, а также в системах передачи дискретных сообщений при работе в пакетном режиме многостанционного доступа, в частности цифровой сети оперативно-технологической связи железных дорог. Технический результат - повышение надежности переходных процессов и информативности. Цепи синхронизации формируют из двух параллельно подключенных систем передачи первого и второго уровней, которые образуют из элементов синхронной цифровой иерархии, к системе передачи первого уровня подключают коммутационные станции, состоящие из мостовой станции и станций промежуточного пункта, разделяют цепи синхронизации на локальные участки, которые формируют из элементов системы передачи второго уровня с последующим подключением элементов системы передачи первого уровня и синхронизируют от соответствующего вторичного задающего генератора, а передачу сигнала синхронизации к генераторам станций промежуточных пунктов осуществляют синхронно по локальным участкам цепей синхронизации от системы передачи второго уровня через соответствующие генераторы мостовых станций к системе передачи первого уровня. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ тактовой сетевой синхронизации генераторов, преимущественно цифровой сети оперативно-технологической связи железных дорог, включающий формирование опорного сигнала синхронизации и передачу его к синхронизируемым генераторам по цепям синхронизации, состоящим из систем передачи и вторичных задающих генераторов, отличающийся тем, что цепи синхронизации формируют из двух параллельно подключенных систем передачи первого и второго уровней, которые образуют из элементов синхронной цифровой иерархии, к системе передачи первого уровня подключают коммутационные станции, состоящие из мостовой станции и станций промежуточного пункта, разделяют цепи синхронизации на локальные участки, которые формируют из элементов системы передачи второго уровня с последующим подключением элементов системы передачи первого уровня и синхронизируют от соответствующего вторичного задающего генератора, а передачу сигнала синхронизации к генераторам станций промежуточных пунктов осуществляют синхронно по локальным участкам цепей синхронизации от системы передачи второго уровня через соответствующие генераторы мостовых станций к системе передачи первого уровня. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что входы вторичных задающих генераторов подключают к элементам синхронной цифровой иерархии транспортной цифровой сети.