IP化趨勢(shì)下數(shù)字同步網(wǎng)部署策略探討

張國(guó)新

（江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，南京 210096）

IP化趨勢(shì)下數(shù)字同步網(wǎng)部署策略探討

張國(guó)新

（江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，南京 210096）

數(shù)字同步網(wǎng)是現(xiàn)代通信網(wǎng)的重要組成部分，文章從數(shù)字同步網(wǎng)建設(shè)的必要性入手，概述了數(shù)字同步網(wǎng)的幾種主要傳送技術(shù)，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，提出了數(shù)字同步網(wǎng)的部署原則及策略，并結(jié)合運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)給出了組網(wǎng)優(yōu)化建議。

同步網(wǎng)；同步技術(shù)；同步數(shù)字體系；波分復(fù)用

0 引 言

隨著4G（第四代移動(dòng)通信技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷普及，網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的全I(xiàn)P（網(wǎng)際協(xié)議）化發(fā)展，PTN（分組傳送網(wǎng)）將替代SDH（同步數(shù)字體系）網(wǎng)絡(luò)成為主流的傳送承載網(wǎng)絡(luò)，以SDH為主要傳送技術(shù)的同步網(wǎng)已無(wú)法適應(yīng)傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。本文對(duì)數(shù)字同步網(wǎng)建設(shè)的必要性及主要傳送技術(shù)進(jìn)行了分析，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)給出了數(shù)字同步網(wǎng)組網(wǎng)及傳送技術(shù)選擇建議。

1 數(shù)字同步網(wǎng)建設(shè)的必要性

同步是通信網(wǎng)數(shù)字化的基礎(chǔ)，可分為頻率同步和時(shí)間同步。網(wǎng)絡(luò)若無(wú)良好的同步，數(shù)字信息的傳遞就不可避免地會(huì)出現(xiàn)誤碼、滑碼等現(xiàn)象［1］，根據(jù)承載業(yè)務(wù)和信息的不同，誤碼和滑碼的影響程度也大不相同。隨著新業(yè)務(wù)和新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，業(yè)務(wù)需求綜合化、寬帶化，并要求靈活地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。為了確保電信業(yè)務(wù)的質(zhì)量，需要進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)字同步網(wǎng)的建設(shè)及優(yōu)化改造。數(shù)字同步網(wǎng)猶如整個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。

目前需要支持頻率同步業(yè)務(wù)的主要有SDH網(wǎng)、傳統(tǒng)交換網(wǎng)、軟交換網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)和智能網(wǎng)/短信平臺(tái)等，需要支持時(shí)間同步的主要有傳統(tǒng)交換網(wǎng)、軟交換網(wǎng)、IP網(wǎng)絡(luò)、計(jì)費(fèi)平臺(tái)、IT（信息技術(shù)）系統(tǒng)、信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及4G網(wǎng)絡(luò)。

2 數(shù)字同步網(wǎng)部署策略

2.1頻率同步網(wǎng)

4種頻率同步傳送技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理如下：

（1）PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字系列）技術(shù)。將定時(shí)信號(hào)送到PDH傳輸系統(tǒng)，通過(guò)不帶業(yè)務(wù)的PDH 2Mbit/s專線傳遞給下游時(shí)鐘設(shè)備，下游時(shí)鐘設(shè)備采用終結(jié)方式提取時(shí)鐘信號(hào)。

（2）SDH技術(shù)。將來(lái)自BITS（通信樓綜合定時(shí)供給系統(tǒng)）的定時(shí)承載到SDH的線路信號(hào)STM-N上，通過(guò)SDH系統(tǒng)傳遞下去。

（3）同步以太技術(shù)。在發(fā)送側(cè)，交換機(jī)將高精度時(shí)鐘注入以太網(wǎng)的PHY（物理層）芯片，PHY芯片利用該高精度時(shí)鐘發(fā)送數(shù)據(jù)。接收側(cè)，交換機(jī)的PHY芯片可以從數(shù)據(jù)碼流中提取這個(gè)時(shí)鐘。

（4）WDM（波分復(fù)用）技術(shù)。利用自身的監(jiān)控波長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)同步定時(shí)信號(hào)的傳送。在發(fā)送端，通過(guò)OSC（光監(jiān)控通道）模塊將外界輸入的2Mbit/s同步定時(shí)信號(hào)與2Mbit/s監(jiān)控開(kāi)銷信號(hào)交叉到復(fù)用單元，然后通過(guò)WDM設(shè)備傳輸［2］。傳送示意圖如圖1所示。

隨著IP RAN（無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)）、PTN和WDM網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，PDH和SDH已退至網(wǎng)絡(luò)邊緣，大量通過(guò)IPRAN、PTN和WDM傳輸系統(tǒng)連接的末端設(shè)備的同步問(wèn)題逐漸成為網(wǎng)絡(luò)同步規(guī)劃的難點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備部署情況，省際/省內(nèi)層面骨干頻率同步網(wǎng)宜選用WDM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送，本地層面頻率同步網(wǎng)宜選用IP RAN或PTN。

圖1　WDM系統(tǒng)OSC通道定時(shí)信號(hào)傳送示意圖

2.2時(shí)間同步網(wǎng)

將時(shí)間信息從上級(jí)時(shí)間同步設(shè)備傳送到下級(jí)時(shí)間同步設(shè)備，再?gòu)臅r(shí)間同步設(shè)備傳送到客戶端時(shí)間服務(wù)單元，主要有IRIG-B（靶場(chǎng)儀器組B）、DCLS（直流水平位移）、NTP（網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議）、1PPS（秒脈沖）及IEEE 1588V2等幾種方法，相關(guān)技術(shù)特性如表1所示。各種方法均適用于時(shí)間傳送，可按照實(shí)際的精度要求選擇適宜的傳送技術(shù)。

表1　時(shí)間傳送技術(shù)對(duì)比表

在進(jìn)行時(shí)間同步網(wǎng)部署時(shí)，通常采用的局間地面時(shí)間傳送技術(shù)有NTP和1588V2。NTP是使用最廣泛的技術(shù)，其成本低、簡(jiǎn)單方便，但時(shí)間準(zhǔn)確度受IP網(wǎng)時(shí)延特性影響，對(duì)IP承載網(wǎng)有一定要求，在典型IP網(wǎng)中傳遞時(shí)間的精度一般小于10ms，幾乎可以滿足除移動(dòng)業(yè)務(wù)以外的所有其他應(yīng)用需求，該技術(shù)可以同時(shí)在省際/省內(nèi)干線和本地網(wǎng)層面進(jìn)行部署。1588V2技術(shù)能提供高精度的時(shí)間同步，根據(jù)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，省內(nèi)骨干和省際骨干局間要求提供的時(shí)間精度為100ns，目前各廠家設(shè)備1588V2同步傳送精度都無(wú)法滿足上述指標(biāo)要求（每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備都會(huì)引入偏差約±30ns）。在當(dāng)前技術(shù)條件下，暫無(wú)需考慮骨干層面的1588V2高精度時(shí)間同步網(wǎng)建設(shè)，同時(shí)1588V2應(yīng)采用自下而上的建設(shè)方式，優(yōu)先在本地網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行部署，每個(gè)本地網(wǎng)作為一個(gè)準(zhǔn)同步區(qū)。

3 組網(wǎng)案例分析

某運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有骨干同步網(wǎng)為九十年代建設(shè)投產(chǎn)，早期同步定時(shí)大多采用PDH進(jìn)行傳送，改造優(yōu)化后采用SDH網(wǎng)絡(luò)傳遞定時(shí)。現(xiàn)同步網(wǎng)面臨設(shè)備老化、同步傳送鏈路退網(wǎng)等問(wèn)題，需要重新考慮同步網(wǎng)的建設(shè)。該運(yùn)營(yíng)商早期進(jìn)行10、40Gbit/s WDM系統(tǒng)建設(shè)時(shí)并未考慮到同步信號(hào)傳送需求，導(dǎo)致現(xiàn)網(wǎng)絕大部分設(shè)備雖具備同步傳送能力，但并未配置相應(yīng)的時(shí)鐘處理及接口板，如要改造則工作量巨大且會(huì)影響現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

基于上述情況，該運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行100Gbit/s網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)要求所有設(shè)備均支持頻率同步接入及傳送能力。結(jié)合該運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有骨干100Gbit/s WDM網(wǎng)絡(luò)路由及覆蓋情況，各LPR（區(qū)域基準(zhǔn)受控銣鐘）地面定時(shí)信號(hào)獲取方式如圖2所示，網(wǎng)管建議采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)，在北京設(shè)置全國(guó)網(wǎng)管中心，各省省會(huì)設(shè)置省級(jí)網(wǎng)管中心。

圖2　LPR地面定時(shí)信號(hào)獲取示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著SDH技術(shù)的逐步邊緣化，未來(lái)WDM網(wǎng)絡(luò)將成為同步網(wǎng)地面定時(shí)鏈路傳送的主要手段。目前各大運(yùn)營(yíng)商都已開(kāi)始進(jìn)行100Gbit/s WDM網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模部署，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮同步信號(hào)的傳送需求，配置必要的時(shí)鐘處理及接口板。此外，現(xiàn)有主流同步設(shè)備均可以同時(shí)提供頻率、時(shí)間同步信號(hào)輸出，僅需配置不同板卡即可實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行同步網(wǎng)建設(shè)時(shí)建議將新增設(shè)備同時(shí)作為BITS及時(shí)間服務(wù)器，以減少設(shè)備配置數(shù)量，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

Strategy Discussion on Digital Synchronization Network with the IP Revolution

ZHANG Guo-xin
（Jiangsu Post &Telecommunication Planning And Designing Institude Co.，Ltd.，Nanjing 210096，China）

Digital synchronization network is an essential part of modern communication network.This paper starts with the necessity of the construction of the digital synchronization network，and then summarizes several main transport technologies. Based on the current development trend of Transport technology，we propose the principles and strategies of the synchronization network.Finally we provide several suggestions of network organization according to the network of an operator.

Synchronization network；Synchronization technology；SDH；WDM

TN915

A

1005-8788（2016）02-0024-02

10.13756/j.gtxyj.2016.02.008

2015-10-27

張國(guó)新（1981-），男，江蘇蘇州人。碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣馔ㄐ排c網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

［1]陳國(guó)驄.數(shù)字同步網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展［J］.電信科學(xué)，1997，（6）：3-8.

［2]李壽喜.采用DWDM系統(tǒng)光監(jiān)控波道傳送同步定時(shí)信號(hào)的分析與實(shí)踐［J］.郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2006，（2）：48-52.