Резервирование сигнала опорной частоты

Для выбора источника синхронизации необходим определенный алгоритм. Так как распределение сигнала синхронизации по сети является комплексной задачей, реализуемой на сетевом уровне, а изменение источника синхронизации в одном из узлов может поменять весь характер этого распределения, следует использовать такой алгоритм восстановления синхронизации, который не приведет к нарушениям работоспособности сети в целом. В его основе должны лежать следующие принципы:

- при восстановлении синхронизации в сети необходимо избегать формирования замкнутых петель, т.е. ни один из источников не должен синхронизироваться своим собственным сигналом;

- каждый сетевой элемент должен синхронизироваться от источника более высокого уровня качества, чем уровень собственного внутреннего тактового генератора;

- если тактовый генератор работает в режиме удержания, он не должен служить эталоном для источника более высокого уровня качества;

- наличие небольшого числа альтернативных источников.

Восстановление синхронизации сети основано на использовании информации, доступной в конкретном узле: входящих сигналов об отказах, сигналов индикации аварийного состояния, генерируемых оборудованием данного узла, а также передаче SSM-сообщений об уровне качества источника входящего сигнала синхронизации в потоке STM-N (согласно рекомендации МСЭ-Т G.707). Уровень качества каждого источника определяется автоматически путем анализа информации, передаваемой в заголовке сигнала STM-N, либо задается пользователем программно.

Также пользователь ставит в соответствие любому входящему сигналу, используемому в целях синхронизации, определенный уровень приоритета. Переключение синхросигналов происходит после пропадания основного из-за каких-либо отказов на сети. Переключить оборудование на резервный сигнал синхронизации можно и в случае, если обнаружится значительный уход фазы или частоты основного сигнала. Для этого должна быть реализована схема сравнения основного сигнала с сигналами внутреннего тактового генератора и резервных источников с применением соответствующего алгоритма для подтверждения его более высокого уровня качества.

Переключение на резервный источник синхронизации происходит быстро (менее 1 с).

Система синхронизации должна оставаться работоспособной при возникновении аварийных ситуаций, связанных с отказами генераторного оборудования, обрывом цепей распределения синхросигналов. В этих случаях должно быть предусмотрено резервирование генераторного оборудования и путей подачи синхросигналов на каждый сетевой элемент. Должно быть предусмотрено управление неисправностями и конфигурацией сети синхронизации. Выбор источника синхросигнала сетевым элементом осуществляется по приведенным выше правилам: из всех доступных источников выбирается источник с наивысшим качеством, а из источников одинакового качества – источник с наивысшим приоритетом.

Различают два уровня резервирования опорной частоты:

- две опорных частоты могут быть назначены одному источнику синхронизации в соответствии с "1+1-подобной" схемой резервирования;

- активный источник синхронизации выбирается из числа доступных источников синхронизации на основании уровня качества и приоритета. При отказе источника синхронизации канал синхронизации переключается на следующий доступный источник;

- выбор сигнала синхронизации производится в зависимости от уровня качества источника синхросигнала, а при равенстве уровней качества – от установленного приоритета;

- первым приоритетом для аппаратуры синхронизации узла или станции обычно устанавливается сигнал синхронизации, поступающий от ПЭГ по самому короткому и качественному маршруту;

- вторым приоритетом для аппаратуры синхронизации узла или станции может служить сигнал, поступающий от ПЭГ по другому маршруту.

Для изменения направления передачи синхросигналов (переконфигурации) используются данные, передаваемые SSM-битами.

Рассмотрим основные этапы восстановления сети синхронизации при возникновении аварии в линейной транспортной структуре (рис. 6.64). В нормальном режиме генераторы всех сетевых элементов получают сигнал синхронизации от ПЭГ самого высокого уровня качества Q₂ . Этот же сигнал используется для синхронизации ВЗГ. В обратном направлении все мультиплексоры посылают сигнал DNU с запретом использования его для синхронизации ГСЭ (рис. 6.32.а). При повреждении кабеля на участке 2 и 3 произойдет обрыв цепи синхронизации, и сигнал с качеством Q₂ не доходит до SMUX -3. ГСЭ этого мультиплексора, не получая синхросигнала, переходит в режим удержания. При этом в линейном потоке, передаваемом от узла 3 к узлу 4, устанавливается уровень качества Q₁₁ (см. табл. 6.8.). Генератор пятого узла, конфигурированный как ВЗГ (уровень качества Q₄), ранее синхронизировался сигналом, выделенным из линейного потока, поступающим от узла 4 и имеющим уровень качества Q₂. Поскольку теперь на узел 5 от узла 4 поступает синхросигнал с уровнем качества Q₁₁, происходит отключение этого сигнала, ЗГ узла 5 переходит в режим удержания и линейным потокам, исходящим из узла 5, придается статус качества Q_4. (рис. 6.32.б). Указанные операции составляют первый этап восстановления синхронизма.

На втором этапе восстановления синхронизации (рис. 6.32. в) происходит переключение синхросигнала на узле 4. Вместо синхросигнала, поступавшего от узла 3 и имевшего уровень качества Q₁₁, теперь используется синхросигнал из потока, приходящего от узла 5 и имеющего уровень качества Q₄. Отметим, что если бы между узлами 3 и 5 располагался не один, а несколько узлов с ГСЭ, то во всех этих узлах последовательно произошло бы аналогичное переключение используемых синхросигналов. Последний, третий этап восстановления синхронизма (рис. 6.32. г), заключается в выходе ГСЭ третьего узла из режима удержания и его переход к синхронизации от сигнала, выделенного из потока, поступающего от узла 4. Таким образом, время восстановления синхронизма в линейной цепи тем больше, чем больше время переключения синхросигналов в узле и чем больше узлов, в которых должны произойти переключения синхросигналов, поскольку эти переключения происходят последовательно. При устранении повреждения кабеля происходит восстановление режима синхронизации с качеством Q₂ аналогичным способом.

Аналогично обеспечивается автоматическое восстановление синхронизации и на сетях с кольцевой топологией. На рис. 6.33 приведена схема передачи синхросигнала от узла А, синхронизированного от ПЭГ, по направлениям А-В-С-D и A-F-E.

Прохождение сигнала синхронизации в нормальном режиме определяется приоритетами источников синхронизации в каждом узле. В данном примере часть кольца А-В-С-D синхронизируется по часовой стрелке, другая часть A-F-E – против часовой стрелки. На узел D сигнал синхронизации приходит по первому приоритету по часовой стрелке и по второму приоритету – против часовой стрелки. Аналогично, но в обратной последовательности получает синхронизацию узел E.

Все синхросигналы, распространяющиеся в сети, имеют уровень качества Q_2.. В нормальном режиме обеспечивается корректное распределение синхросигнала.

При неисправности узел В перестает принимать синхросигнал по первому приоритету, его ГСЭ переходит в режим удержания частоты, что приведет к снижению уровня качества синхросигнала до Q_11. Сигнал данного качества будет передаваться по первому приоритету до узла D. В узел D по первому приоритету поступает Q_11, а по второму приоритету - Q_2. ГСЭ этого узла выбирает сигнал более высокого уровня качества и использует его по второму приоритету, отправляя его далее к узлу С. Узел С использует этот синхросигнал как сигнал с уровнем качества выше, чем у собственного генератора и передает по второму приоритету к узлу В. Таким образом, генераторы всех сетевых элементов будут синхронизироваться с уровнем качества Q_2.