СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ЛИНЕЙНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ, ПОСТРОЕННОЙ НА БАЗЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ СИНХРОННОЙ ЦИФРОВОЙ ИЕРАРХИИ Российский патент 2010 года по МПК H04J3/06 H04B3/54 

Предлагаемый способ относится к технике связи, точнее к передаче цифровых сигналов и системам синхронизации, и может быть использован при построении систем синхронизации сетей связи.

Один из способов синхронизации линейной транспортной сети, часто использующийся в настоящее время, приведен в Европейском стандарте ETSI EG 201793 V.1.1.1 (2000-10), выбран в качестве прототипа

Для обеспечения требуемого качества сигналов синхронизации при появлении неисправностей каждый участок сети связи, в котором системы передачи СЦИ имеют линейную структуру, должен получать сигналы синхронизации с двух сторон (фиг.1).

При относительно большом количестве сетевых элементов в последовательную цепь синхронизации такой сети требуется устанавливать вторичные задающие генераторы (ВЗГ). В соответствии с нормативными документами РФ, европейскими стандартами и международными рекомендациями количество сетевых элементов СЦИ между ПЭГ и ВЗГ и между двумя ВЗГ не должно превышать 20.

На фиг.2 представлен пример реализации основного принципа включения ВЗГ в последовательную цепь синхронизации.

Для определенности на фиг.2-фиг.5 приняты следующие ограничения:

- сигналы для синхронизации данного участка сети создаются основным и резервным источниками,

- сигналы синхронизации подаются к линейной цепи непосредственно с выходов ПЭГ или ВЗГ (m=0 и n=0),

- линейный участок сети содержит k=38 сетевых элементов системы передачи СЦИ,

- основной источник (ОИ) подключен к входу синхронизации Т3 первого сетевого элемента k₁ (СЭ 1),

- резервный источник (РИ) подключен к входу синхронизации Т, последнего сетевого элемента k_k(СЭ 38),

- уровень качества сигнала синхронизации основного источника Q=QA, резервного источника Q=QB, причем уровень QA выше, чем уровень QB.

На чертежах приняты следующие обозначения:

ОИ - основной источник сигналов синхронизации;

РИ - резервный источник сигналов синхронизации;

ВЗГ - ведомый задающий генератор;

k - количество сетевых элементов линейного участка;

k₁ -первый сетевой элемент из k элементов линейного участка;

k_k - последний сетевой элемент из k элементов линейного участка;

n₁ - первый сетевой элемент из n элементов участка цепи синхронизации от основного источника сигналов синхронизации до линейного участка из k элементов;

n_n - последний сетевой элемент из n элементов участка цепи синхронизации от основного источника сигналов синхронизации до линейного участка из k элементов;

m₁ - первый сетевой элемент m элементов участка цепи синхронизации от резервного источника сигналов синхронизации до линейного участка из k элементов;

m_n - последний сетевой элемент из m элементов участка цепи синхронизации от резервного источника сигналов синхронизации до линейного участка из k элементов;

①, ② - приоритеты входов сетевого элемента;

- приоритеты для сигналов Т4 в случае обхода внутреннего генератора сетевого элемента,

(2), (4) (8), (11), (15) - уровни качества передаваемых сигналов синхронизации;

Т3 - вход для сигнала внешней синхронизации 2,048 МГц сетевого элемента СЦИ;

Т4 - выход сигнала синхронизации сетевого элемента СЦИ;

QA, QB, QC, Q2, Q4, Q8 - присвоенные уровни качества сигналу синхронизации на входе Т3 сетевого элемента СЦИ;

QA - уровень качества, соответствующий качеству сигнала синхронизации от ОИ;

QB - уровень качества, соответствующий качеству сигнала синхронизации от РИ;

QC - уровень качества сигнала синхронизации, поступающего с того выхода ВЗГ, в котором используют функцию выключения (подавления) сигнала для случая, когда на выходе Т4 сетевого элемента, к которому подключен ВЗГ, не выполняется условие прохождения сигнала (сигнал отсутствует из-за несоответствующего качества);

Q≤QA, Q≤QB, Q=2, Q≤4, Q≤8 - условие прохождения сигнала синхронизации на выход Т4 сетевого элемента СЦИ;

Фиг.1-Фиг.5 поясняют известный способ синхронизации, принятый за прототип.

1. Фиг.1 - включение ВЗГ в последовательную цепь синхронизации.

2. Фиг.2 - схема синхронизации линейного участка сети с включением ВЗГ в последовательную цепь синхронизации.

3. Фиг.3 - структура цепей синхронизации после аварии ВЗГ.

4. Фиг.4 - структура цепей синхронизации после аварии основного источника.

5. Фиг.5 - структура цепей синхронизации после аварии в линии связи между элементами на участке СЭ 1-СЭ 18.

Включение ВЗГ в цепь синхронизации выполняется следующим образом. В выбранном сетевом элементе сигнал синхронизации, выделенный из принимаемого потока STM-N, минуя внутренний генератор, проходит через выход Т4 на вход ВЗГ. Внутренний генератор сетевого элемента синхронизируется от сигнала, который с выхода ВЗГ поступает на вход Т3. В сетевом элементе, к которому подключается ВЗГ, устанавливаются уровни качества:

- На выходе Т4 сетевого элемента уровень качества QA определяет допустимое значение качества источника сигнала синхронизации. Если качество хуже заданного, то на выходе Т4 подавляется сигнал синхронизации.

- На входе Т3 сигналу синхронизации присваивается уровень качества источника сигналов синхронизации (QA). В тех случаях, когда генератор сетевого элемента синхронизируется от этого сигнала, во всех потоках STM-N передается сообщение о качестве QA.

Схема синхронизации линейного участка сети с ВЗГ, включенным в последовательную цепь, характеризуется следующими признаками:

1. Основной и резервный источники сигналов синхронизации подключены к входам Т3 первого и последнего сетевых элементов линейного участка соответственно. Сигналу от основного источника присвоен более высокий уровень качества QA по сравнению с уровнем качества резервного источника QB.

2. ВЗГ подключается к одному сетевому элементу, расположенному в средней части цепи (СЭ k_i). При этом количество сетевых элементов от этого элемента до первого сетевого элемента (СЭ k₁) и до последнего сетевого элемента (СЭ k_k) не должно превышать 19.

3. В сетевом элементе СЭ k_i, к которому подключен ВЗГ, сигнал синхронизации, выделенный из потока STM-N, принимаемого со стороны основного источника, не используется для синхронизации собственного генератора, а проходят на выход Т4, минуя генератор. Пороговый уровень качества, заданный для выхода Т4, должен обеспечивать прохождение к входам ВЗГ сигналов, создаваемых основным источником (Q≤QA).

Описанный способ включения ВЗГ в последовательную цепь синхронизации имеет два существенных недостатка.

Для того чтобы наглядно пояснить суть этих недостатков, ниже приведены структуры цепей синхронизации (фиг.3-фиг.5) по окончании процесса реконфигурации при некоторых видах аварий.

Структура цепей синхронизации по окончании процесса реконфигурации после аварии ВЗГ приведена на фиг.3.

Когда происходит авария ВЗГ, сетевой элемент СЭ 19, к которому подключается ВЗГ, не получает сигналов синхронизации, в результате чего генератор этого элемента переходит в режим удержания или в режим свободных колебаний. Другие элементы получают сигналы синхронизации по цепям синхронизации, структура которых соответствует исходному состоянию: элементы СЭ 1, СЭ 2, СЭ 18 синхронизируются от сигналов основного источника, а элементы СЭ 38, СЭ 37, … СЭ 20 синхронизируются от сигналов резервного источника.

Таким образом, в рассматриваемой сети появляется три части с отличающимися тактовыми частотами. Наибольшее отклонение частоты имеет сетевой элемент СЭ 19, расположенный в средней части сети.

Для сигналов STM-N передаваемых, например, от СЭ 18 через СЭ 19 к СЭ 20, расхождение частот генераторов приводит к периодическим переполнениям и опустошениям эластичной памяти, установленной в сетевых элементах на входах сигналов STM-N. Если принять, что частота генератора СЭ 19 имеет положительное отклонение по сравнению с частотами ОИ и РИ, то в эластичной памяти СЭ 19 для сигналов, принимаемых от СЭ 18, будут происходить периодические опустошения, а в эластичной памяти СЭ 20 для сигналов, принимаемых от СЭ 19, будут происходить периодические переполнения. Переполнения и опустошения памяти вызывают появление сдвигов виртуальных контейнеров и обработку указателей в точках вывода информации из контейнеров. Если некоторый виртуальный контейнер в составе сигналов STM-N проходит через СЭ 18, СЭ 19 и СЭ 20, то при выводе информации из этого контейнера будут периодически происходить положительные и отрицательные сдвиги фазы в результате соответствующих обработок указателей.

Если после аварии ВЗГ в сетевом элементе СЭ 19 отклонение частоты будет настолько большим, что периоды переполнения и опустошения памяти станут меньше времени обработки указателей, то в информационных сигналах 2048 кбит/с, проходящих через СЭ 18, СЭ 19 и СЭ 20, появятся битовые ошибки с недопустимо большой интенсивностью. В этом случае авария ВЗГ приведет к нарушению соединений.

Структура цепей синхронизации по окончании процесса реконфигурации после аварии основного источника приведена на фиг.4.

Авария основного источника сигналов синхронизации приводит к тому, что генератор сетевого элемента СЭ 1 (фиг.4) переходит в режим удержания. Далее происходит трансляция сообщения о качестве Q11 для сигналов первого приоритета через элементы СЭ 2, … СЭ 17. В элементе СЭ 18 после получения от СЭ 17 сообщения о качестве Q11 для сигнала первого приоритета происходит переключение сигнала синхронизации, по завершению которого генератор СЭ 18 использует сигнал второго приоритета, поступающий от СЭ 19 с сообщением о качестве QA. При этом от СЭ 18 передаются сообщения о качестве QA в направлении к СЭ 17 и сообщение о качестве Q15 в направлении к СЭ 19. Время, в течение которого происходит переключение сигналов синхронизации, не более 0,5 с.

Появление сообщения о качестве Q15 для сигнала, принимаемого от СЭ18, приводит к тому, что перестает выполняться условие прохождения сигнала через выход Т4. В результате этого отключается сигнал на входе синхронизации ВЗГ, и ВЗГ переходит в режим удержания.

Одновременно с процессом перехода ВЗГ в режим удержания в сетевых элементах СЭ 17, …, СЭ 1 последовательно происходят переключения сигналов синхронизации. При этом каждый из этих элементов переходит на использование сигнала синхронизации, создаваемого ВЗГ.

Переход ВЗГ в режим удержания не приводит к изменениям в цепях синхронизации на участке от СЭ 20, … СЭ 38.

Таким образом, после окончания процессов реконфигурации, вызванных аварией основного источника сигналов синхронизации, все элементы сети синхронизируются от сигнала, создаваемого ВЗГ в режиме удержания.

Если авария произошла на участке СЭ 1-СЭ 18 (фиг.5), то появляются три цепи синхронизации:

- цепь синхронизации, проходящая от основного источника через элементы СЭ 1 и другие элементы до аварийного участка,

- цепь синхронизации, проходящая от ВЗГ, работающего в режиме удержания, через СЭ 19, СЭ 18 и другие элементы до аварийного участка,

- цепь синхронизации, проходящая от ВЗГ, работающего в режиме удержания, через СЭ 19 от СЭ 20 до СЭ 38.

Представленный способ синхронизации имеет следующие недостатки.

Первый недостаток состоит в том, что не обеспечивается достаточно высокое качество синхронизации сети при аварии основного источника сигналов синхронизации и при неисправности в линии связи между сетевыми элементами.

Высоким качеством синхронизации сети считается качество, которое обеспечивается выполнением следующих условий:

1. Синхронизация всех элементов сети от основного источника в состоянии, когда отсутствуют неисправности.

2. Синхронизация всех элементов сети от резервного источника в случае, когда неисправен основной источник.

3. Синхронизация всех элементов сети от основного источника в случае, когда неисправен резервный источник.

4. Синхронизация одной части элементов сети от основного источника, а другой части элементов от резервного источника в случае, когда появляется однократная неисправность в линии связи между элементами.

В рассмотренных выше схемах условия 2 и 4 не выполняются.

Второй недостаток состоит в том, что авария ВЗГ, включенного в последовательную цепь синхронизации, приводит к существенному снижению качества передаваемых информационных сигналов. Для снижения вероятности появления пониженного качества, ВЗГ должен иметь высокую надежность: все блоки, входящие в ВЗГ, должны быть дублированы, а сигналы для синхронизации сетевого элемента должны подаваться к двум входам Т3 с двух выходов ВЗГ, расположенных на разных платах.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества услуг связи путем повышения качества синхронизации сети при аварии источников сигналов синхронизации и при неисправностях в линиях связи между сетевыми элементами.

Для решения поставленной задачи в известном способе синхронизации линейной транспортной сети, построенной на базе системы передачи синхронной цифровой иерархии (СЦИ) и состоящей из основного и резервного источников сигналов синхронизации, k сетевых элементов, вторичных задающих генераторов (ВЗГ), подключенных к сетевым элементам, заключающемся в том, что

- сигналы синхронизации (СС) подают на линейный участок, содержащий k сетевых элементов, с двух сторон: от основного источника сигналов синхронизации (направление А) через n сетевых элементов с уровнем качества QA, от резервного источника сигналов синхронизации (направление Б) через m сетевых элементов с уровнем качества QB;

- ВЗГ включают в последовательную цепь синхронизации при следующих условиях:

m+k>20

n+k>20;

- ВЗГ синхронизируют сигналом 2048 кГц с выхода Т4 сетевого элемента (СЭ), к которому подключен ВЗГ, причем на выходе Т4 сетевого элемента устанавливают пороговый уровень качества QA, который должен обеспечивать прохождение к входам ВЗГ сигнала, создаваемого источником сигналов синхронизации;

- внутренний генератор сетевого элемента синхронизируют сигналом, который с выхода ВЗГ поступает на вход Т3 СЭ, этому сигналу присваивают уровень качества источника сигналов синхронизации (QA);

предлагается

- в последовательную цепь синхронизации включать, по меньшей мере, два ВЗГ, один из которых синхронизируют сигналом 2048 кГц, создаваемым основным источником сигналов синхронизации и поступающим с выхода Т4 сетевого элемента, к которому он подключен, другой ВЗГ синхронизируется сигналом 2048 кГц, создаваемым резервным источником и поступающим с выхода Т4 другого сетевого элемента, к которому он подключен, таким образом в цепи синхронизации для каждого направления передачи сигналов синхронизации (от основного источника и резервного источника) включается свой ВЗГ;

- в каждом сетевом элементе системы передачи СЦИ, к которому подключен ВЗГ, сигнал Т1, выделяемый из принимаемого потока STM-N, принятый с одного направления подавать на вход синхронизации внутреннего генератора, а сигнал, принятый с другого направления, минуя внутренний генератор, подавать через выход Т4 к ВЗГ, выход которого подключен к входу Т3 синхронизации внутреннего генератора СЭ;

Дополнительными отличиями являются:

1. С целью обеспечения всех элементов сети сигналами синхронизации наиболее высокого качества предусмотрена возможность трансляции по цепи синхронизации сообщения о качестве источника сигнала синхронизации.

2. С целью поддержания точности частоты генератора ВЗГ, включенного в цепь синхронизации от резервного источника, в течение длительного времени, когда в цепях синхронизации отсутствуют неисправности, в сетевом элементе, к которому подключен ВЗГ резервного направления синхронизации, предусматривают дополнительное подключение сигнала основной цепи синхронизации в обход внутреннего генератора к выходу Т4, причем для этого сигнала устанавливают второй приоритет.

3. Для обеспечения синхронизации элементов сети при появлении двукратных аварий, в одном (или обоих сетевых элементах) выход ВЗГ, для которого не используется функция выключения, дополнительно соединяют со входом Т3 СЭ, причем этому входу присваивают уровень качества более низкий по сравнению с уровнями основного и резервного источников.

Основные отличия схемы синхронизации с последовательно включенными ВЗГ, отдельными для каждого направления передачи сигналов синхронизации, состоят в следующем.

1. Вместо одного дублированного ВЗГ, подключенного к одному сетевому элементу, используются два ВЗГ* без дублирования, которые подключены к двум разным сетевым элементам.

2. Каждый ВЗГ* включен в последовательную цепь синхронизации одного направления. Через один ВЗГ* проходят сигналы, создаваемые основным источником, а через другой ВЗГ* проходят сигналы, создаваемые резервным источником.

Фиг.6-Фиг.19 поясняют предлагаемый способ синхронизации.

1. Фиг.6. Первый вариант предлагаемого способа включения ВЗГ в цепь синхронизации.

2. Фиг.7. Второй вариант предлагаемого способа включения ВЗГ в цепь синхронизации.

3. Фиг.8. Включение ВЗГ по второму варианту в цепи синхронизации с увеличенным до 60 количеством сетевых элементов.

4. Фиг.9. Использование первого варианта включения ВЗГ в цепи синхронизации в случае присоединения проектируемой сети к сетям синхронизации двух других операторов.

5. Фиг.10. Трансляция сообщения о качестве основного источника.

6. Фиг.11. Трансляция сообщения о качестве резервного источника.

7. Фиг.12. Синхронизация ВЗГ* 2, включенного в резервную цепь, для компенсации ухода частоты из-за старения.

8. Фиг.13. Схема синхронизации линейного участка сети на основе принципа, представленного на фиг.7.

9. Фиг.14. Структура цепей синхронизации после неисправности основного источника.

10. Фиг.15. Структура цепей синхронизации после неисправности ВЗГ* 2.

11. Фиг.16. Структура цепей синхронизации после аварии ВЗГ* 1.

12. Фиг.17. Структура цепей синхронизации после аварии в линии связи между сетевыми элементами СЭ 19 и СЭ 20, к которым подключены ВЗГ* 1 и ВЗГ* 2.

13. Фиг.18. Структура цепей синхронизации после аварии ВЗГ* 1 и ВЗГ* 2.

14. Фиг.19. Структура цепей синхронизации после аварии ОИ и РИ.

Принципы предлагаемого способа синхронизации поясняются примерами, представленными на фиг.6, фиг.7, фиг.8 и фиг.9.

В схеме, представленной на фиг.6, сигнал синхронизации, создаваемый основным источником, последовательно синхронизирует группу сетевых элементов, количество которых не должно превышать 18, и проходит к сетевому элементу СЭ_А. В элементе СЭ_А сигнал, созданный основным источником, минуя внутренний генератор СЭ, поступает вход синхронизации ВЗГ* 1. Сигнал с выхода ВЗГ* 1 синхронизирует генератор элемента СЭ_А, поскольку этому сигналу присвоен наиболее высокий уровень качества, чем сигналу от элемента СЭ_Б. Сигнал сетевого элемента СЭ_А последовательно синхронизирует сетевой элемент СЭ_Б и группу из 18-ти сетевых элементов. В случае аварии основного источника вся сеть синхронизируется от сигналов резервного источника. Цепь синхронизации в этом случае проходит: от резервного источника через группу сетевых элементов к ВЗГ* 2, минуя генератор элемента СЭ_Б, и далее последовательно через элементы СЭ_Б, СЭ_А и последующую группу из 18-ти сетевых элементов.

Ограничение количества сетевых элементов основано на существующих в настоящее время ограничениях количества последовательно синхронизируемых сетевых элементов систем передачи СЦИ, а именно:

в цепях синхронизации не должно быть более 20-ти сетевых элементов на участках между ПЭГ и ВЗГ, между двумя ВЗГ и на участке от ВЗГ до последнего сетевого элемента.

Учитывая эти ограничения, общее количество сетевых элементов в сети связи, синхронизация которой построена по варианту, представленному на фиг.6, не должно превышать 38.

В схеме, представленной на фиг.7, изменено взаимное расположение сетевых элементов СЭ_А и СЭ_Б, к которым подключены ВЗГ*. В результате этого общее количество сетевых элементов в сети связи, синхронизация которой построена по варианту фиг.7, может достигать 40.

В схеме, представленной на фиг.8, цепи синхронизации от основного и резервного источников последовательно проходят через 20 сетевых элементов, ВЗГ* 1А, следующие 20 сетевых элементов, ВЗГ* 2А и последние 20 сетевых элементов. Для синхронизации такой сети в качестве основного и резервного источников должны использоваться ПЭГ. Суммарное количество сетевых элементов может достигать 60-ти.

В примере, приведенном на фиг.9, сетевые элементы СЭ_А и СЭ_Б, к которым подключены ВЗГ*, расположены не рядом, а разделены группой сетевых элементов. Такое построение схемы синхронизации может быть оптимальным, например, в случаях, когда сеть линейной структуры присоединяется к сетям тактовой сетевой синхронизации (ТСС) двух других операторов. Пусть в Технических Условиях на присоединение задано, что в цепях синхронизации присоединяемой сети должны быть установлены ВЗГ не более чем через 5 сетевых элементов от точки присоединения. В таких условиях ВЗГ* 1 основной цепи синхронизации подключается к сетевому элементу СЭ_А, который в цепочке сетевых элементов занимает шестую позицию от точки присоединения к сети оператора 1. От сигналов с выхода ВЗГ* 1 последовательно синхронизируются генераторы сетевого элемента СЭ_А, группы сетевых элементов, количество которых не должно быть более 14, элемента СЭ_Б и последующих 5-ти сетевых элементов. ВЗГ* 2 резервной цепи синхронизации подключен к сетевому элементу СЭ_Б, который в цепочке сетевых элементов занимает шестую позицию от точки присоединения к сети оператора 2. От сигналов с выхода ВЗГ* 2 последовательно синхронизируются генераторы сетевого элемента СЭ_Б, группы сетевых элементов, количество которых не должно быть более 14, элемента СЭ_А и последующих 5-ти сетевых элементов.

3. Для обеспечения возможности трансляции сообщения о качестве источника сигнала синхронизации, в результате чего все элементы сети могут использовать для синхронизации сигналы наиболее высокого качества, применены следующие технические решения:

- на выходе Т4 сетевого элемента устанавливается уровень качества, определяющий прохождение сигнала для синхронизации ВЗГ*;

- на входе Т3 сигналу, поступающему с выхода ВЗГ*, присваивается уровень качества, совпадающий с уровнем качества, установленным на выходе Т4;

- на выходе ВЗГ, который подключают ко входу Т3 СЭ, используют функцию выключения (подавления) сигнала для случая, когда на выходе Т4 сетевого элемента не выполняется условие прохождения сигнала (сигнал отсутствует из-за несоответствующего качества).

Реализация возможности трансляции сообщений о качестве источника сигнала синхронизации на основе перечисленных выше особенностей иллюстрируется фиг.10 и фиг.11.

Со стороны А поступает сигнал от основного источника, со стороны В - от резервного, причем уровень качества сигнала синхронизации основного источника (QA) выше, чем уровень качества сигнала синхронизации от резервного источника (QB). На фиг.10 и фиг.11 основному источнику сигналов синхронизации, в качестве которого может использоваться ПЭГ, присвоен уровень качества Q2, а резервному источнику присвоен уровень качества Q4.

Если в цепи передачи сигналов от основного источника отсутствуют неисправности, то в сетевой элемент СЭ_А (фиг.10) со стороны А от основного источника и через СЭ_Б поступает сигнал синхронизации, который сопровождается сообщением о качестве Q2. Этот сигнал проходит, минуя генератор сетевого элемента СЭ_А, через выход Т4 к входу синхронизации ВЗГ* 1. Сигнал с выхода ВЗГ* 1 через вход Т3 синхронизирует генератор сетевого элемента СЭ_А. Этому сигналу присваивается уровень качества Q2, соответствующий уровню качества основного источника и который передается к другим элементам сети направления Б. Сигнал синхронизации, принимаемый в СЭ_Б от СЭ_А, сопровождается сообщением о качестве Q2 и проходит, минуя генератор сетевого элемента СЭ_Б, через выход Т4 к входу синхронизации ВЗГ2. С выхода ВЗГ2 сигнал синхронизации поступает на вход Т3 СЭ_Б, имеющий второй приоритет, где ему присваивается уровень качества Q4.

Трансляция сообщения о качестве резервного источника сигналов синхронизации происходит после реконфигурации цепей синхронизации вследствие аварии основного источника. После аварии основного источника элемент СЭ_Б с направления А принимает сообщение о качестве не равном Q2. Этот сигнал не проходит через выход Т4 СЭ_А на вход ВЗГ* 1, что вызывает переход ВЗГ* 1 в режим удержания. На выходе ВЗГ* 1, который подключен к входу Т3 СЭ_А, введена функция выключения (подавления) сигнала для случая, когда отсутствует сигнал, поступающий с выхода Т4 СЭ из-за несоответствующего качества, поэтому сигнал с выхода ВЗГ* 1 отключается.

Поскольку сигнал на входе второго приоритета сопровождается сообщением о качестве Q15, генератор сетевого элемента СЭ_А переходит в режим удержания, что вызывает передачу во все направления сообщения о качестве Q11. Это сообщение транслируется и другими элементами направления Б, вызывая в них переключения направления синхронизации.

В результате переключений в сетевой элемент СЭ_Б (фиг.11) с направления Б приходит сообщение о качестве Q4, соответствующее качеству резервного источника сигналов синхронизации. Для этого сигнала выполняются условия его прохождения, минуя внутренний генератор, через выход Т4 к входу синхронизации ВЗГ* 2. Сигнал с выхода ВЗГ* 2 подается на вход Т3 генератора сетевого элемента СЭ_Б. Этому сигналу присвоен второй приоритет и уровень качества Q4. Генератор сетевого элемента выбирает для синхронизации этот сигнал и передает во все направления сообщение о качестве Q4.

Таким образом, за счет установки в элементах СЭ_А и СЭ_Б условий прохождения сигналов синхронизации через выходы Т4, установки уровней приоритета на входах Т3 и введения в ВЗГ* 1 и ВЗГ* 2 функции выключения сигнала при переходе в режим удержания обеспечивается трансляция сигналов о качестве используемого источника сигналов синхронизации.

4. Для того чтобы исключить уход частоты генератора ВЗГ* 2, включенного в цепь резервного источника, в течение длительного времени, когда в цепях синхронизации отсутствуют неисправности в сетевом элементе СЭ_Б, к которому подключен ВЗГ* 2 резервной цепи синхронизации, предусматривается дополнительное подключение сигнала основной цепи синхронизации в обход внутреннего генератора к выходу Т4. Для этого сигнала устанавливается второй приоритет.

Указанная связь непосредственно не используется для синхронизации.

На фиг.12 приведен пример цепей синхронизации, в котором исключено отклонение частоты за время, когда сеть синхронизируется от сигналов основного источника. Сетевой элемент СЭ_Б в случае, когда исправен основной источник, использует для синхронизации генератора сигнал, принимаемый от СЭ_А, т.к. этот сигнал имеет наиболее высокое качество и первый приоритет. Сигнал, принимаемый с направления Б и проходящий к выходу Т4, минуя внутренний генератор, и имеющий первый приоритет, сопровождается сообщением о качестве Q=15 и не может проходить через выход Т4 к ВЗГ* 2. Второй приоритет прохождения на выход Т4 имеет сигнал, принимаемый от элемента СЭ_А. Этот сигнал сопровождается сообщением о качестве Q2, что соответствует условию прохождения сигнала через выход Т4 к входу синхронизации ВЗГ* 2. Генератор ВЗГ* 2 отслеживает частоту основного источника, в результате чего компенсируется уход частоты из-за старения. В сетевом элементе СЭ_Б сигнал с выхода ВЗГ* 2 не используется для синхронизации генератора до тех пор, пока присутствует сигнал от СЭ_А и его качество соответствует качеству основного источника. Когда приходит сообщение, что качество сигнала хуже качества основного источника, не проходит сигнал через выход Т4 к ВЗГ* 2 и с выхода ВЗГ* 2 к входу Т3 синхронизации сетевого элемента СЭ_Б.

После перестроения цепей синхронизации с направления Б к элементу СЭ_Б приходит сигнал с качеством Q4 от резервного источника. Этот сигнал проходит через выход Т4 к ВЗГ* 2. Поскольку разность частот основного и резервного источников достаточно мала, переход ВЗГ* 2 на синхронизацию от другого источника не приводит к большим отклонениям фазы.

5. Для обеспечения синхронизации элементов сети при появлении двукратных аварий, в одном (или обоих сетевых элементах) выход ВЗГ, для которого не используется функция выключения, соединен со вторым входом Т3 генератора СЭ. Этому входу в каждом сетевом элементе присвоен уровень качества QC, более низкий по сравнению с уровнями основного и резервного источников.

На фиг.13 приведен вариант реализации схемы синхронизации, в основу которой положен принцип, представленный на фиг.7.

На фиг.13-фиг.19 приняты следующие условия:

- сигналу синхронизации, поступающему от основного источника, присвоен уровень качества QA=Q2;

- сигналу синхронизации, поступающему от резервного источника, присвоен уровень качества QB=Q4;

- сигналу синхронизации, поступающему с выхода ВЗГ*, не использующего функцию выключения, присвоен уровень качества QC=Q8.

В исходном состоянии (без аварий) все элементы сети (фиг.13) используют для синхронизации сигнала, создаваемого основным источником ОИ. Это обеспечивается тем, что

- на входе Т3 сетевого элемента СЭ 1 для сигнала основного источника установлен первый приоритет и наиболее высокое качество Q2,

- в сетевых элементах СЭ 2, …, СЭ 19 для сигналов, передаваемых от основного источника, установлены первые приоритеты,

- в сетевом элементе СЭ 20, к которому подключен ВЗГ* 1, установлено условие прохождения сигнала синхронизации к ВЗГ* 1 через выход Т4 Q=2, а для сигнала с выхода ВЗГ* 1 на входе Т3 установлен первый приоритет и уровень качества Q2,

- на входе Т3 сетевого элемента СЭ 38 для сигнала резервного источника установлен первый приоритет и уровень качества Q4, более низкий по сравнению с уровнем качества, присвоенным в СЭ 20 для сигнала, создаваемого основным источником и прошедшего через ВЗГ* 1.

Однократные неисправности не должны приводить к появлению «петель» по синхронизации и не должны существенно ухудшать качество передачи информационных сигналов.

В представленной на фиг.13 схеме отсутствуют все недостатки, перечисленные выше и присущие схеме, построенной по общепринятому принципу. Цепи синхронизации после появления некоторых типов однократных неисправностей и окончания процессов реконфигурации показаны на фиг.14-18.

В случае когда неисправен основной источник, синхронизация всех элементов сети происходит от резервного источника.

Представленные схемы показывают, что при любых, даже двойных авариях сохраняется достаточно высокое качество синхронизации.

Например, при аварии ВЗГ* 1 или даже при одновременной аварии ВЗГ* 1 и ВЗГ* 2 возникает участок псевдосинхронного взаимодействия (между СЭ 19 и СЭ 20).

Часть сети (СЭ 1-СЭ 19) синхронизируются от основного источника сигналов синхронизации, другая часть сети (СЭ 38-СЭ 20) синхронизируется от резервного источника. Поскольку относительное отклонение частоты ОИ и РИ не превышает 10^-11, обработка указателей будет происходить с периодом не более 10000 с, в то время как в используемом способе синхронизации при некоторых типах аварий обработка указателей может происходить с периодом до 0,4 с.

Все возможные типы аварий, которые могут возникнуть в схеме, представленной на фиг.13, не приводят к ухудшению качества.

Изобретение относится относится к технике связи, точнее к передаче цифровых сигналов и системам синхронизации, и может быть использовано при построении систем синхронизации сетей связи. Технический результат - повышение качества услуг связи путем повышения качества синхронизации сети при аварии источников сигналов синхронизации и при неисправности в линии связи между сетевыми элементами. Для решения поставленной задачи предлагается в последовательной линейной транспортной сети, построенной на базе системы передачи синхронной цифровой иерархии, включать последовательно, по меньшей мере, два вторичных задающих генератора (ВЗГ), отдельно для каждого направления передачи сигналов синхронизации. 3 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Способ синхронизации линейной транспортной сети, построенной на базе системы передачи синхронной цифровой иерархии (СЦИ) и состоящей из основного и резервного источников сигналов синхронизации, k сетевых элементов, вторичных задающих генераторов (ВЗГ), подключенных к сетевым элементам, заключающийся в том, что
сигналы синхронизации (СС) подают на линейный участок, содержащий k сетевых элементов, с двух сторон: от основного источника сигналов синхронизации (направление А) с уровнем качества QA через n сетевых элементов и от резервного источника сигналов синхронизации (направление Б) с уровнем качества QB через m сетевых элементов;
ВЗГ включают в последовательную цепь синхронизации при следующих условиях:
m+k>20
n+k>20;
ВЗГ синхронизируют сигналом 2048 кГц с выхода Т4 сетевого элемента (СЭ), к которому подключен ВЗГ, причем, на выходе Т4 сетевого элемента устанавливают пороговый уровень качества QA, который должен обеспечивать прохождение к входам ВЗГ сигнала, создаваемого источником сигналов синхронизации;
внутренний генератор сетевого элемента синхронизируют сигналом, который с выхода ВЗГ поступает на вход ТЗ СЭ, этому сигналу присваивают уровень качества источника сигналов синхронизации (QA);
отличающийся тем, что
в последовательную цепь синхронизации включают, по меньшей мере, два ВЗГ, один из которых синхронизируют сигналом 2048 кГц, создаваемым основным источником сигналов синхронизации и поступающим с выхода Т4 сетевого элемента, к которому он подключен, другой ВЗГ синхронизируется сигналом 2048 кГц, создаваемым резервным источником и поступающим с выхода Т4 другого сетевого элемента, к которому он подключен, таким образом в цепи синхронизации для каждого направления передачи сигналов синхронизации (от основного источника и резервного источника) включается свой ВЗГ;
в каждом сетевом элементе системы передачи СЦИ, к которому подключен ВЗГ, сигнал Т1, выделяемый из принимаемого потока STM-N, принятый с одного направления подается на вход синхронизации внутреннего генератора, а сигнал, принятый с другого направления, минуя внутренний генератор, проходит через выход Т4 к ВЗГ, выход которого подключен к входу Т3 синхронизации внутреннего генератора СЭ.

2. Способ синхронизации линейной транспортной сети по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения всех элементов сети сигналами синхронизации наиболее высокого качества, предусмотрена возможность трансляции по цепи синхронизации сообщения о качестве источника сигнала синхронизации следующим образом:
на выходе Т4 сетевого элемента, к которому подключен ВЗГ, устанавливают соответствующий источнику сигналов синхронизации уровень качества, определяющий прохождение сигнала для синхронизации ВЗГ,
на входе ТЗ сигналу, поступающему с выхода ВЗГ, присваивают уровень качества, совпадающий с уровнем качества, установленным на выходе Т4,
на выходе ВЗГ, который подключают к входу ТЗ СЭ, используют функцию выключения (подавления) сигнала для случая, когда на выходе Т4 сетевого элемента не выполняется условие прохождения сигнала (сигнал отсутствует из-за несоответствующего качества).

3. Способ синхронизации линейной транспортной сети по п.2, отличающийся тем, что, с целью поддержания точности частоты генератора ВЗГ, включенного в цепь синхронизации от резервного источника, в течение длительного времени, когда в цепях синхронизации отсутствуют неисправности, в сетевом элементе, к которому подключен ВЗГ резервного направления синхронизации, предусматривают дополнительное подключение сигнала основной цепи синхронизации в обход внутреннего генератора к выходу Т4, причем для этого сигнала устанавливают второй приоритет.

4. Способ синхронизации линейной транспортной сети по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для обеспечения синхронизации элементов сети при появлении двукратных аварий (таких, как одновременная авария основного и резервного источников) в одном (или обоих сетевых элементах) используют дополнительный вход ТЗ, на который подают сигнал с выхода ВЗГ, для которого в ВЗГ не предусмотрена функция выключения, причем сигналу на этом входе ТЗ присваивают уровень качества более низкий по сравнению с уровнями основного и резервного источников (QC).