楊會峰 李志斌
河北電力調(diào)度通信中心(河北石家莊 050021)
摘要：隨著通信網(wǎng)向?qū)拵Щ?a class="channel_keylink" href="/search.asp">智能化發(fā)展，河北電力通信網(wǎng)中數(shù)字業(yè)務(wù)的種類和數(shù)量越來越多，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)越趨復(fù)雜，業(yè)務(wù)的高效運(yùn)行也越發(fā)困難。設(shè)備同步是高效運(yùn)行的重要保證，為此，介紹了河北電力通信同步網(wǎng)的設(shè)計方案，特別是規(guī)劃原則、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、定時基準(zhǔn)的分配方案及集中網(wǎng)管的設(shè)計方案。
關(guān)鍵詞：同步網(wǎng)；局內(nèi)定時分配；局間定時分配；網(wǎng)管
1 河北電力南網(wǎng)的通信現(xiàn)狀
隨著數(shù)字化信息時代的全面到來，通信網(wǎng)正向著寬帶化、智能化發(fā)展。目前，河北電力通信網(wǎng)中大容量的SDH設(shè)備、ATM數(shù)據(jù)交換機(jī)及各種語音交換機(jī)已被廣泛應(yīng)用，視頻業(yè)務(wù)、SS7號信令也將逐漸引入，數(shù)字業(yè)務(wù)的數(shù)量和種類越來越多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，設(shè)備和業(yè)務(wù)的高效運(yùn)行越來越難，各種設(shè)備之間的時鐘定時越來越顯得重要。
通信網(wǎng)同步不好會引起交換節(jié)點出現(xiàn)滑動，滑動的影響取決于一次群碼流所傳送的業(yè)務(wù)。對于話音通信，一次滑動會產(chǎn)生一次“喀嚦”噪聲，滑動嚴(yán)重時就會使通信質(zhì)量降低 。
數(shù)據(jù)通信一般是以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送的，一次滑動會引起數(shù)據(jù)包的丟失，較高層的協(xié)議就需要通過重發(fā)數(shù)據(jù)包來校驗和改正，因此會導(dǎo)致傳輸效率和可靠性的降低。
壓縮視頻也會因滑動而受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致可視圖文不能周期更新數(shù)據(jù)而產(chǎn)生幀“定格”。
SDH傳輸系統(tǒng)不同步會導(dǎo)致指針調(diào)整頻繁，導(dǎo)致數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)無法正常工作。
目前，河北南網(wǎng)各地區(qū)的同步信號一般從本地電信局2 M中繼數(shù)碼流中提取，各地時鐘相互獨(dú)立且時鐘精度低，已多次發(fā)現(xiàn)各供電公司交換機(jī)無法正常調(diào)通及通道瞬間中斷的現(xiàn)象。因此，一個高穩(wěn)定、高精度、安全可靠的網(wǎng)同步環(huán)境對整個通信網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量是非常重要的。
所謂同步是指通信網(wǎng)中所有數(shù)字設(shè)備工作在同一個速率上，信號間在頻率或相位上保持某種嚴(yán)格的特定關(guān)系，在數(shù)字通信網(wǎng)中同步包括了比特同步和幀同步兩種含義。其中比特同步的含義是收發(fā)兩端的時鐘頻率同頻、同相，這樣接收端才能正確接收發(fā)送端送來的每一個碼元；在數(shù)字通信中，對比特流的處理是以幀來劃分段落的，使比特流的幀達(dá)到同步就是幀同步。
2 同步網(wǎng)設(shè)計原則
河北電力同步網(wǎng)的設(shè)計主要考慮了以下原則：
(1) 同步網(wǎng)應(yīng)安全可靠和高起點、高質(zhì)量；
(2) 在同步網(wǎng)內(nèi)不應(yīng)形成定時環(huán)路，原因有二，其一是在同步定時環(huán)路中所有時鐘與基準(zhǔn)時鐘應(yīng)隔離開來，其二是由于定時參考的反饋會出現(xiàn)頻率不穩(wěn)定；
(3) 如果傳輸條件具備，同步網(wǎng)各節(jié)點從鐘應(yīng)從不同路由獲得主用和備用基準(zhǔn)，并選擇可用性最高的傳輸系統(tǒng)傳送同步基準(zhǔn)。
3 同步網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及同步方式的考慮
根據(jù)現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在省公司配置一套LPR(雙銣鐘+GPS)作為整個同步網(wǎng)的基準(zhǔn)鐘 ；由于傳輸網(wǎng)為鏈狀，基準(zhǔn)定時鏈路只有地面一路STM-N定時，且各供電公司內(nèi)需要同步定時的設(shè)備都很多，因此，在3個地理位置重要局點邯鄲、滄州和保定設(shè)立帶GPS的三級節(jié)點時鐘。雖然雙星接收系統(tǒng)(GPS+GLONASS)理論上講優(yōu)于單星系統(tǒng)，但考慮GLONASS系統(tǒng)現(xiàn)在還不夠完善，因此本期僅考慮GPS接收系統(tǒng)，但必須要求設(shè)備具有從單星升級到雙星的能力。這樣，可有效地防止美國GPS衛(wèi)星不可用的情況。同時，考慮國家電力公司同步網(wǎng)的規(guī)劃，要求省中調(diào)的基準(zhǔn)時鐘可以接收上級時鐘送來的地面定時基準(zhǔn)信號［2 048 kbit／s或2 048 kHz］。
網(wǎng)絡(luò)采用主從同步方式，河北中調(diào)的LPR作為整個網(wǎng)的最高時鐘基準(zhǔn)即主鐘，各地調(diào)從鐘正常情況下是通過地面鏈路跟蹤到河北中調(diào)的LPR構(gòu)成主從同步，使得各點時鐘在一個同步區(qū)內(nèi)。主從同步的優(yōu)點是在正常情況下不存在周期性滑動，且對從鐘性能要求較低，組網(wǎng)費(fèi)用低。由于河北南網(wǎng)地域較小，從網(wǎng)絡(luò)傳輸路由圖上可看出基準(zhǔn)時鐘到從鐘最多經(jīng)過5個網(wǎng)元，且傳輸媒介大多為光纖(只有保定為微波)，傳輸質(zhì)量較好。其次，三級節(jié)點時鐘設(shè)有GPS接收機(jī)，好處是在地面基準(zhǔn)鏈路中斷時，能夠通過跟蹤GPS達(dá)到一級基準(zhǔn)時鐘的性能指標(biāo)，只有在GPS也同時故障時，同步節(jié)點從鐘才工作在保持狀態(tài)。
4 定時基準(zhǔn)的分配方案
4.1 局內(nèi)定時分配方案
4.1.1 局內(nèi)定時分配的原則
BITS的定時輸出有2 048 kbit/s和2 048 kHz兩類，本設(shè)計以2 048 kb/s時鐘信號為首選。BITS定時供給采用星形結(jié)構(gòu)，并行分配方法，經(jīng)專線穿過DDF架，接入數(shù)字設(shè)備外同步口，以免定時基準(zhǔn)鏈路在局內(nèi)串聯(lián)多個網(wǎng)元時鐘。通常重要數(shù)字設(shè)備采用主、備雙路定時專線，次要設(shè)備采用單路定時專線。特殊情況，對無外定時口的設(shè)備，可從已使用BITS定時設(shè)備的線路碼流中提取。
定時供給通路應(yīng)盡可能采用主、備鏈路，并經(jīng)由不同路由抵達(dá)數(shù)字設(shè)備，同時主、備鏈路最好來自不同的輸出板或框。在數(shù)字設(shè)備僅有一個外同步口時，應(yīng)使用具備1∶1配置的輸出通道。
BITS的輸出定時，應(yīng)該保證定時傳輸中的信號衰減不大于-6 dB；對超長距離傳輸，應(yīng)該優(yōu)選低衰減的高性能75 Ω電纜。
4.2 局間定時基準(zhǔn)分配方案
4.2.1 定時基準(zhǔn)傳輸鏈路的選擇原則
根據(jù)河北南網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃(SDH傳輸設(shè)備廣泛應(yīng)用，PDH設(shè)備逐步淘汰)，定時基準(zhǔn)傳輸鏈路主要選擇有保護(hù)倒換的OPGW架空地線復(fù)合光纜傳輸系統(tǒng)和SDH微波系統(tǒng)。本次主要考慮基于SDH的組網(wǎng)原則。
(1) 盡量避免定時環(huán)的出現(xiàn)。由于河北南網(wǎng)傳輸系統(tǒng)以線性網(wǎng)絡(luò)為主，因此定時環(huán)可以很容易避免。
(2) 防止低級時鐘同步高級時鐘情況的出現(xiàn)。同步方式采用主從同步方式且要求BITS設(shè)備具備定時檢驗和多數(shù)判決法則，發(fā)現(xiàn)主用時鐘劣化后及時倒換，避免盲目跟蹤出現(xiàn)低級時鐘同步高級時鐘的情況。
(3) 主用和備用定時基準(zhǔn)傳輸路由應(yīng)選擇不同的物理路由。本方案中各從鐘的主用基準(zhǔn)時鐘取自地面?zhèn)鬏旀溌�，備用基�?zhǔn)時鐘以GPS定時信號為主。
(4) 盡量選擇直達(dá)路由。本方案中從省局到邯鄲、滄州、保定都有直達(dá)路由，都可以從SDHSTM-N的數(shù)碼流中提取。
(5) 選擇來自上級或同級節(jié)點的最佳路由。最佳路由是指經(jīng)過節(jié)點數(shù)量少、中繼系統(tǒng)少、可靠性高、低誤碼、低漂動的路由。
4.2.2 定時基準(zhǔn)傳輸鏈路的組織
河北電力通信傳輸主干網(wǎng)中目前以富士通SDH微波和ECI SDH光端機(jī)為主，兩種設(shè)備都具有傳輸同步狀態(tài)信息(S1)的功能，且具有再定時功能，因此在SDH傳輸系統(tǒng)內(nèi)正反兩個方向的兩個鏈路都可以用來傳送定時。根據(jù)網(wǎng)元在傳輸系統(tǒng)的位置采取不同的定時方式；省局的SDH網(wǎng)元采用直接鎖定的外定時方式；邯鄲、滄州、保定的SDH網(wǎng)元采用從STM-N導(dǎo)出的外定時方式；中間網(wǎng)元采用線路定時方式。
5 同步網(wǎng)集中網(wǎng)管方案
從“集中管理、集中監(jiān)控、分級維護(hù)”的原則來考慮，可在河北電力調(diào)度通信中心建設(shè)一套全網(wǎng)數(shù)字同步網(wǎng)網(wǎng)管，用于監(jiān)控全網(wǎng)的LPR／BITS，將同步設(shè)備的狀態(tài)信息和告警信息及時反饋到監(jiān)控中心。由于省局系統(tǒng)的ATM數(shù)字通信網(wǎng)已建成運(yùn)行，因此本方案中同步網(wǎng)管理系統(tǒng)以ATM(DCN)數(shù)字通信網(wǎng)為傳送網(wǎng)管信息平臺，各新建的LPR／BITS“網(wǎng)元”通過該平臺傳送網(wǎng)管信息到中心同步網(wǎng)管系統(tǒng)。同步網(wǎng)的網(wǎng)管系統(tǒng)分網(wǎng)管中心(省級同步網(wǎng)監(jiān)控中心)，地區(qū)管理中心(RMC 設(shè)在各一級或二級節(jié)點上)和網(wǎng)元(設(shè)在各個節(jié)點上)等三個層次，各級通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(DCN)聯(lián)接。每個節(jié)點的BITS設(shè)備和網(wǎng)管中心的維護(hù)終端均通過LAN接口接入DCN網(wǎng)絡(luò)平臺，進(jìn)行互連互通。所有BITS設(shè)備和網(wǎng)管中心設(shè)備均具有自己獨(dú)立的IP地址，相互直接進(jìn)行基于TCP／IP的通信。這種組網(wǎng)的方式具有速率高、可靠性高的特點。
6 同步監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能
同步監(jiān)控管理系統(tǒng)具有告警管理、性能監(jiān)測、配置功能及安全等功能。
