楊會峰 李志斌
河北電力調度通信中心(河北石家莊 050021)
摘要：隨著通信網向寬帶化、智能化發展，河北電力通信網中數字業務的種類和數量越來越多，網絡的結構越趨復雜，業務的高效運行也越發困難。設備同步是高效運行的重要保證，為此，介紹了河北電力通信同步網的設計方案，特別是規劃原則、網絡結構、定時基準的分配方案及集中網管的設計方案。
關鍵詞：同步網；局內定時分配；局間定時分配；網管
1 河北電力南網的通信現狀
隨著數字化信息時代的全面到來，通信網正向著寬帶化、智能化發展。目前，河北電力通信網中大容量的SDH設備、ATM數據交換機及各種語音交換機已被廣泛應用，視頻業務、SS7號信令也將逐漸引入，數字業務的數量和種類越來越多，網絡結構也越來越復雜，設備和業務的高效運行越來越難，各種設備之間的時鐘定時越來越顯得重要。
通信網同步不好會引起交換節點出現滑動，滑動的影響取決于一次群碼流所傳送的業務。對于話音通信，一次滑動會產生一次“喀嚦”噪聲，滑動嚴重時就會使通信質量降低 。
數據通信一般是以數據包的形式發送的，一次滑動會引起數據包的丟失，較高層的協議就需要通過重發數據包來校驗和改正，因此會導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重影響，導致可視圖文不能周期更新數據而產生幀“定格”。
SDH傳輸系統不同步會導致指針調整頻繁，導致數據業務無法正常工作。
目前，河北南網各地區的同步信號一般從本地電信局2 M中繼數碼流中提取，各地時鐘相互獨立且時鐘精度低，已多次發現各供電公司交換機無法正常調通及通道瞬間中斷的現象。因此，一個高穩定、高精度、安全可靠的網同步環境對整個通信網的服務質量是非常重要的。
所謂同步是指通信網中所有數字設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格的特定關系，在數字通信網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兩端的時鐘頻率同頻、同相，這樣接收端才能正確接收發送端送來的每一個碼元；在數字通信中，對比特流的處理是以幀來劃分段落的，使比特流的幀達到同步就是幀同步。
2 同步網設計原則
河北電力同步網的設計主要考慮了以下原則：
(1) 同步網應安全可靠和高起點、高質量；
(2) 在同步網內不應形成定時環路，原因有二，其一是在同步定時環路中所有時鐘與基準時鐘應隔離開來，其二是由于定時參考的反饋會出現頻率不穩定；
(3) 如果傳輸條件具備，同步網各節點從鐘應從不同路由獲得主用和備用基準，并選擇可用性最高的傳輸系統傳送同步基準。
3 同步網網絡結構及同步方式的考慮
根據現有傳輸網絡結構，在省公司配置一套LPR(雙銣鐘+GPS)作為整個同步網的基準鐘 ；由于傳輸網為鏈狀，基準定時鏈路只有地面一路STM-N定時，且各供電公司內需要同步定時的設備都很多，因此，在3個地理位置重要局點邯鄲、滄州和保定設立帶GPS的三級節點時鐘。雖然雙星接收系統(GPS+GLONASS)理論上講優于單星系統，但考慮GLONASS系統現在還不夠完善，因此本期僅考慮GPS接收系統，但必須要求設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衛星不可用的情況。同時，考慮國家電力公司同步網的規劃，要求省中調的基準時鐘可以接收上級時鐘送來的地面定時基準信號［2 048 kbit／s或2 048 kHz］。
網絡采用主從同步方式，河北中調的LPR作為整個網的最高時鐘基準即主鐘，各地調從鐘正常情況下是通過地面鏈路跟蹤到河北中調的LPR構成主從同步，使得各點時鐘在一個同步區內。主從同步的優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，組網費用低。由于河北南網地域較小，從網絡傳輸路由圖上可看出基準時鐘到從鐘最多經過5個網元，且傳輸媒介大多為光纖(只有保定為微波)，傳輸質量較好。其次，三級節點時鐘設有GPS接收機，好處是在地面基準鏈路中斷時，能夠通過跟蹤GPS達到一級基準時鐘的性能指標，只有在GPS也同時故障時，同步節點從鐘才工作在保持狀態。
4 定時基準的分配方案
4.1 局內定時分配方案
4.1.1 局內定時分配的原則
BITS的定時輸出有2 048 kbit/s和2 048 kHz兩類，本設計以2 048 kb/s時鐘信號為首選。BITS定時供給采用星形結構，并行分配方法，經專線穿過DDF架，接入數字設備外同步口，以免定時基準鏈路在局內串聯多個網元時鐘。通常重要數字設備采用主、備雙路定時專線，次要設備采用單路定時專線。特殊情況，對無外定時口的設備，可從已使用BITS定時設備的線路碼流中提取。
定時供給通路應盡可能采用主、備鏈路，并經由不同路由抵達數字設備，同時主、備鏈路最好來自不同的輸出板或框。在數字設備僅有一個外同步口時，應使用具備1∶1配置的輸出通道。
BITS的輸出定時，應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，應該優選低衰減的高性能75 Ω電纜。
4.2 局間定時基準分配方案
4.2.1 定時基準傳輸鏈路的選擇原則
根據河北南網通信網絡的現狀及發展規劃(SDH傳輸設備廣泛應用，PDH設備逐步淘汰)，定時基準傳輸鏈路主要選擇有保護倒換的OPGW架空地線復合光纜傳輸系統和SDH微波系統。本次主要考慮基于SDH的組網原則。
(1) 盡量避免定時環的出現。由于河北南網傳輸系統以線性網絡為主，因此定時環可以很容易避免。
(2) 防止低級時鐘同步高級時鐘情況的出現。同步方式采用主從同步方式且要求BITS設備具備定時檢驗和多數判決法則，發現主用時鐘劣化后及時倒換，避免盲目跟蹤出現低級時鐘同步高級時鐘的情況。
(3) 主用和備用定時基準傳輸路由應選擇不同的物理路由。本方案中各從鐘的主用基準時鐘取自地面傳輸鏈路，備用基準時鐘以GPS定時信號為主。
(4) 盡量選擇直達路由。本方案中從省局到邯鄲、滄州、保定都有直達路由，都可以從SDHSTM-N的數碼流中提取。
(5) 選擇來自上級或同級節點的最佳路由。最佳路由是指經過節點數量少、中繼系統少、可靠性高、低誤碼、低漂動的路由。
4.2.2 定時基準傳輸鏈路的組織
河北電力通信傳輸主干網中目前以富士通SDH微波和ECI SDH光端機為主，兩種設備都具有傳輸同步狀態信息(S1)的功能，且具有再定時功能，因此在SDH傳輸系統內正反兩個方向的兩個鏈路都可以用來傳送定時。根據網元在傳輸系統的位置采取不同的定時方式；省局的SDH網元采用直接鎖定的外定時方式；邯鄲、滄州、保定的SDH網元采用從STM-N導出的外定時方式；中間網元采用線路定時方式。
5 同步網集中網管方案
從“集中管理、集中監控、分級維護”的原則來考慮，可在河北電力調度通信中心建設一套全網數字同步網網管，用于監控全網的LPR／BITS，將同步設備的狀態信息和告警信息及時反饋到監控中心。由于省局系統的ATM數字通信網已建成運行，因此本方案中同步網管理系統以ATM(DCN)數字通信網為傳送網管信息平臺，各新建的LPR／BITS“網元”通過該平臺傳送網管信息到中心同步網管系統。同步網的網管系統分網管中心(省級同步網監控中心)，地區管理中心(RMC 設在各一級或二級節點上)和網元(設在各個節點上)等三個層次，各級通過數據通信網(DCN)聯接。每個節點的BITS設備和網管中心的維護終端均通過LAN接口接入DCN網絡平臺，進行互連互通。所有BITS設備和網管中心設備均具有自己獨立的IP地址，相互直接進行基于TCP／IP的通信。這種組網的方式具有速率高、可靠性高的特點。
6 同步監控管理系統的功能
同步監控管理系統具有告警管理、性能監測、配置功能及安全等功能。
