【文章內容簡介】 有如下幾點： (1) 系統(tǒng)采用單端控制，任何傳輸鏈路中的擾動都將導致定時基準的擾動。這種擾動將沿著傳輸鏈路逐段累積，影響網中定時信號的質量。為減小傳輸鏈路上日變化引起的定時基準相位擾動，從節(jié)點時鐘的鎖相環(huán)應采用帶寬極窄的環(huán)路來濾除日變化的擾動。 第 4章 同步網 下載 (2) 一旦主節(jié)點基準時鐘和傳輸鏈路發(fā)生故障，就會造成從節(jié)點定時基準的丟失，導致全系統(tǒng)或局部系統(tǒng)喪失網同步能力。為此，主節(jié)點基準時鐘須采用多重備份手段以提高可靠 性，而定時基準分配鏈路采用備用路由的時鐘或者在從節(jié)點設置具有存儲功能的松耦合鎖相環(huán)路來實現(xiàn)同步。 主從同步方式由于優(yōu)點多，而缺點又均可采取措施加以克服，因此廣泛應用于公用電信網中。當數字網為分布式結構時，主從同步方式就不太合適了。 第 4章 同步網 下載 相互同步 相互同步 (Mutually Synchronized)技術是指數字網中沒有特定的主節(jié)點和時鐘基準，網中每一個節(jié)點的本地時鐘通過鎖相環(huán)路受所有接收到的外來數字鏈路定時信號的共同加權控制。因此節(jié)點的鎖相環(huán)路是一個具有多個輸入信號的環(huán)路，而相互同步網構成將多輸入鎖相環(huán)相互連接的一個復雜的多路反饋系統(tǒng)。在相互同步網中各節(jié)點時鐘的相互作用下，如果網絡參數選擇得合適，網中所有節(jié)點時鐘最后將達到一個穩(wěn)定的系統(tǒng)頻率，從而實現(xiàn)了全網的同步工作。 第 4章 同步網 下載 相互同步方式必然是一個雙向控制系統(tǒng)，它可以是單端或雙端控制的。單端控制技術無法消除傳輸鏈路時延變化的影響，只適用于局部地區(qū)的小網；雙端控制技術消除了傳輸鏈路時延變化的影響，可以用在相當大的區(qū)域網中。 互同步系統(tǒng)主要有如下優(yōu)點： (1) 當某些傳輸鏈路或節(jié)點時鐘發(fā)生故障時，網絡仍然處于同步工作狀態(tài) , 不需要重組網絡，簡化了管理工作。 (2) 可以降低節(jié)點時鐘頻率穩(wěn)定度的要求，設備較便宜。 (3) 較好地適用于分布式網路。 第 4章 同步網 下載 互同步系統(tǒng)有如下缺點： (1) 穩(wěn)態(tài)頻率取決于起始條件、時延、增益和加權系數等，因此容易受到擾動。 (2) 由于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率的不確定性，因此很難與其他同步系統(tǒng)兼容。 (3) 由于整個同步網構成一個閉路反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)參數的變化容易引起系統(tǒng)性能變壞，甚至引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。 第 4章 同步網 下載 外時間基準同步 外時間基準同步方式是指數字通信網中所有節(jié)點的時間基準依賴于該節(jié)點所能接收到的外來基準信號。通過將本地時鐘信號鎖定到外來時間基準信號的相位上，來達到全網定時信號的同步。 這種時間基準信號的頻率精度很高 (大都采用銫鐘 )，傳輸路徑與數字信息通路無關。但是這種信號只有在外時間基準信號的覆蓋區(qū)才能采用，非覆蓋區(qū)就無法采用。同時，外時間基準信號還得采用專門的接收設備。 目前常用的外時間基準信號是 GPS(Globe Positioning System)或 GLONASS(Global Navigation Satellite System)系統(tǒng)。本節(jié)只介紹 GPS系統(tǒng)。 第 4章 同步網 下載 1． GPS系統(tǒng)概述 GPS(全球定位系統(tǒng) )是美國國防部組織建立并控制的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它可以提供三維定位 (經度、緯度和高度 )、時間同步和頻率同步，是一套覆蓋全球的全方位導航系統(tǒng)。 早期的 GPS系統(tǒng)主要用于導航定位，主要為美國軍方服務。20世紀 90年代初，由于 GPS接收機價格低廉，不向用戶收取使用費，并且能夠提供高性能的頻率同步和時間同步，因此，GPS開始在通信領域使用，并且隨著近幾年通信的迅猛發(fā)展，GPS的應用也越來越廣泛。 第 4章 同步網 下載 2． GPS系統(tǒng)組成 GPS系統(tǒng)可以分為三部分： GPS衛(wèi)星系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和用戶設備，如圖 。 1) GPS衛(wèi)星系統(tǒng) GPS衛(wèi)星系統(tǒng)包括 24顆衛(wèi)星，分布在 6個軌道上，其中 3顆衛(wèi)星作備用。每個軌道上平均有 3~4顆衛(wèi)星。每個軌道面相對于赤道的傾角為 55176。 ，軌道平均高度為 20 200 km，衛(wèi)星運行周期為 11小時 58分。這樣，全球在任何時間、任何地點至少可以看到 4顆衛(wèi)星，最多可以看到 8顆。每顆衛(wèi)星上都載有銣鐘，稱為衛(wèi)星鐘，接受地面主鐘的控制。 第 4章 同步網 下載 圖 GPS系統(tǒng) 衛(wèi)星監(jiān)測站 監(jiān)測站 G P S 接收機主控站 地面站第 4章 同步網 下載 2) 地面控制系統(tǒng) 地面控制系統(tǒng)包括 1個主控站 (MCS： Master Control Station)、5個監(jiān)控站 (MS： Monitor Station)和 3個地面站 (GA： Ground Antennas)。 監(jiān)控站分布在不同地域，能夠同時檢測多達 11顆衛(wèi)星。監(jiān)控站對收集來的數據并不做過多的處理，而將原始的測試數據和相關信息送給主控站處理。主控站根據收集來的數據估算出每個衛(wèi)星的位置和時間參數，并且與地面基準相比對，然后形成對衛(wèi)星的指令。這些新的數據和指令被送往衛(wèi)星地面站，通過衛(wèi)星地面站發(fā)送出去，衛(wèi)星按這些新的數據和指令進行工作，并把有關數據發(fā)送給用戶。在主控站中用于比對的同步基準由美國海軍天文臺控制，它是原子鐘與協(xié)調世界時 (UTC： Coordinated Universal Time)比對后的信號。這樣就使衛(wèi)星鐘與 GPS主時鐘之間保持精確同步。 第 4章 同步網 下載 衛(wèi)星發(fā)射的信號有兩種，其中每一種用不同的頻率發(fā)射： L1波段： MHz，載有民用碼 (C/A偽隨機碼 )、軍用碼 (P偽隨機碼 )和數據信息。 L2波段： MHz，僅供軍用碼 (P偽隨機碼 )和數據信息使用。 第 4章 同步網 下載 3) 用戶設備 用戶設備指 GPS接收機，包括天線、饋線和中央處理單元。其中中央處理單元由高穩(wěn)晶振和鎖相環(huán)組成，它對接收信號進行處理，經過一套嚴密的誤差校正，使輸出的信號達到很高的長期穩(wěn)定性。定時精度能夠達到 300 ns以內。 在通信網中，常將 GPS與銣鐘配合使用，利用 GPS的長穩(wěn)特性，結合銣鐘的短穩(wěn)特性 , 得到準確度和穩(wěn)定度都很高的同步信號。該信號可以作為基準源使用。 第 4章 同步網 下載 4． GPS在通信系統(tǒng)中的應用 頻率同步是指信號的頻率跟蹤到基準頻率上，使其長期穩(wěn)定地與基準保持一致。但不要求起始時刻保持一致。這樣，基準不一定跟蹤 UTC，可以使用獨立運行的銫鐘組作為同步基準，也可以使用 GPS對銫鐘組進行校驗，以使其保持更好的準確度。 傳統(tǒng)的電信網主要要求頻率同步，因此，已建成的同步網主要滿足頻率同步的要求。 時間同步不僅要求信號的頻率鎖定到基準頻率上，使其長期穩(wěn)定地與基準保持一致，而且要求信號的起始時刻與 UTC保持一致。這樣，時間同步的基準必須跟蹤到 UTC上。 第 4章 同步網 下載 在 CDMA移動通信系統(tǒng)中，要求基站之間相對于 UTC的時刻差＜ 177。 500 ns，由于地面?zhèn)鬏數臅r延問題，時間基準不能像頻率基準那樣傳輸和分配，因此，目前不得不采用 GPS技術，即在每個基站配置 GPS。 GLONASS系統(tǒng)是前蘇聯(lián)緊跟美國 GPS系統(tǒng)研究發(fā)展的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。其工作原理與 GPS相似，但目前的應用沒有GPS廣泛。 第 4章 同步網 下載 通信樓綜合定時供給系統(tǒng) 早期的數字同步網，用數字交換機的內部時鐘作為節(jié)點時鐘使用。隨著數字通信網的發(fā)展，通信樓內安裝的數字設備的種類和數量日益增加，所需要的基準定時信號的數量和類型也增多了，同時要求的時鐘性能指標也提高了，因此有必要在同步節(jié)點或通信設備較多以及通信網的重要樞紐，單獨設置時鐘系統(tǒng)，這就是通信樓綜合定時供給系統(tǒng) (BITS)。其功能結構見圖 。 第 4章 同步網 下載 圖 BITS系統(tǒng) 定時信號輸出定時信號輸出單元 …時鐘 A基準信號輸入控制 A同步基準信號輸入A 側同步時鐘信號插入單元B 側被監(jiān)測的信號入口同步信號監(jiān)測單元時間信號…日歷時鐘至其他單元基準信號輸入控制 B同步基準信號輸入相位控制時鐘 B維護控制接口至各單元控制及告警維護命令及控制總線告警狀態(tài)第 4章 同步網 下載 1．基準信號輸入控制單元 基準信號輸入控制單元應具有下列功能： (1) 基準信號輸入控制單元應有兩個，一個為主用，一個為備用。主用發(fā)生故障時應能自動轉備用，維護工作需要時，應能人工控制轉備用。 (2) 基準信號輸入口一般為 4個，可按 ITUT 求接 2048 kb/s或 MHz的信號，有的可根據需要配接 5