2.1.16　同步网

通信网络中的各个节点，都要有一个钟，每个节点都要保持时钟的一致，否则就可能造成各种错乱的现象。电信网中的“钟”并不像日常生活中的钟表一样以“几分几秒”来标识，而是采用技术手段保持同一个节奏，接收端和发送端节拍一致，不至于发送端开始发送信息时，接收端还有没有调整好节奏来接收消息。同步就是通信网的基准节奏。从广义上讲，任何通信网络都要保持时钟同步。但是并非所有的通信网对时钟的要求都是极其严格的。对于时钟要求极其严格的网络，必须有同步网的支持。

1．网同步技术

网同步技术主要包括传输同步技术、复接同步技术和交换同步技术。也就是说，信号在通信网上传送的全过程都要坚持同步，都要有同步时钟给予参考。

（1）传输同步技术

在点与点之间进行数字传输时，接收端为了正确地再生所传递的信号，必须产生一个时间上与发送端信号同步的、位于最佳取样判决位置的脉冲序列。因此，必须从接收信息码中提取时钟信息，使其与接收信息码在相位上同步。

（2）复接同步技术

在数字时分复用中，进行合路的支路信号来自不同的地点，可能具有不同的相位，通常还可能具有不同的速率。为了使这些支路信号在群路信道上正确地进行合路，要求它们在群路信道上能同步运行，称为复接同步技术。

（3）交换同步技术

在数字网内，为了使到达网内各交换节点的全部数字流都能实现有效的交换，必须使到达交换节点的所有数字流的帧定位信号同步，这种数字交换中需要的同步称为交换同步，又称为网同步。

2．网同步设备

在同步网中，主要的节点时钟设备有独立型定时供给设备和混合型定时供给设备。

独立型节点时钟设备是数字同步网的专用设备，主要有铯原子钟、铷原子钟、晶体钟、大楼综合定时系统以及全球定位系统（GPS）组成的定时系统。

其中，铯原子钟长期性非常好，没有老化现象，可作为自主运行的基准源。但铯原子钟体积大，耗能高，价格贵，维护费用大，一般在网络中只配置1～2组铯原子钟作为基准钟。

与铯原子钟比较，铷原子钟长期稳定性要差，但短期稳定性好，体积小，重量轻，耗能小，价格低。利用GPS校正铷原子钟的长期稳定性，也可以达到一级时钟的标准，因此配置了GPS的铷原子钟系统常用作一级基准源。

晶体钟长期的稳定性和短期稳定性比原子钟差，但晶体钟体积小，重量轻，耗能少，并且价格要比原子钟便宜，平均故障间隔时间长，在通信网中应用非常广泛。

混合型定时供给设备是指通信设备中的时钟单元，它的性能满足同步网设备指标要求，可以承担定时分配任务，如交换机时钟，数字交叉连接设备（DXC）等。

3．网同步技术

网同步技术主要有准同步和同步两大类。其中，同步又分为主从同步和相互同步之分。

（1）准同步技术

在全准同步方式下，网内所有的节点时钟彼此独立工作，节点之间不需要有控制信号来校准时钟的精度，提高了网络增设和改动的灵活度。在分布式结构中，网络内时钟没有高级与低级之分，同步网以各个时钟为中心，划分成多个独立的同步区，每个时钟负责本区内的设备同步。在各个时钟之间不需要定时链路的连接，不产生局间定时分配。

全准同步网要求网内各个时钟都具有相当高的准确度与稳定度，时钟具有相同的级别，以保证业务网的同步性能。因此，全准同步网的应用并不普遍，只适合某些地域小的国家。当网络规模增大时，全准同步网的成本也相应增高，并且更加难以控制管理，对网络的同步性也无法保证。此外，不管时钟的精度有多高，节点之间的数字链路在节点入口处，总会产生周期性滑动，从而损伤通信业务的质量。

（2）主从同步技术

网络内设一主节点，备有高稳定的时钟。它产生标准频率，并传递给各从节点，使全网都服从此主时钟，达到全网频率一致的目的。主从同步法的优点是从节点的设备比较简单，比较经济，性能也较好，在数字通信网中得到广泛的应用。主从同步法的缺点是当主节点发生故障时，各从节点会失去统一的时间标准而无法工作，以致造成全网通信中断。

（3）相互同步技术

网内各节点都有自己的时钟，并且互相连接、互相影响，最后都调整到同一网频率上。相互同步法能克服主从同步法对主时钟依赖的缺点，提高通信的可靠性。它的缺点是不容易调整，有时还会引起网络自激。这种方法适用于站点比较集中的网络区和正在发展中的数字通信网。

（4）外时间基准同步技术

外时间基准同步技术是指数字网中所有节点的时钟基准依赖于该节点所能接收到的外来基准信号。通过将本地时钟信号锁定到外来时间基准信号的相位上，来达到全网定时信号的同步。这种时钟基准信号的频率精度很高，传输路径与数字信息通路无关。但是这种信号只有在外时间基准信号的覆盖区才能采用，非覆盖区就无法采用。同时，外时间基准信号还需要采用专门的接收设备。目前常用的外时间基准信号就是GPS。

（5）通信楼综合定时供给系统

通信楼综合定时供给系统：在同步节点或通信设备较多以及通信网的重要枢纽，单独设有一个主钟，它受控于来自上面的同步基准（或GPS信号），楼内所有其他时钟受该主钟同步。

4．同步网的主要技术指标

在数字传输、复用和交换组成的数字通信网中，对所传送的数字信息会引入各种各样的数字损耗。为了减少传输的损耗，有必要对传输过程中的各种损耗参数做简单的了解。

（1）误码

误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压，致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。噪声、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码，比如传送的信号是1，而接收到的是0；或者传送的信号是0，接收到的是1。误码率是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。

（2）抖动

抖动是指数字信号的各有效瞬间相对于其理想时间位置的、短时的、非累积性的偏移，比如个别信号迟到后随即又恢复的现象。

（3）漂移

漂移是指数字信号的各有效瞬间相对于其理想时间位置的长时间的、累积性的偏移。

（4）滑动

滑动是指数字信号连续数字位置不可恢复地丢失或者增加，比如时间不一致而造成的“无中生有”或者“丢三落四”。

（5）延时

延时是指数字信号的各有效瞬间相对于其理想时间位置的推迟，就是信号整体性的“迟到”。

5．我国的同步网等级

根据CCITT的建议，我国同步网采用等级主从同步法，全网时钟等级分为四级。

（1）第一级时钟

第一级是基准时钟，由铯（原子）钟或GPS配铷钟组成。它是数字网中最高等级的时钟，是其他所有时钟的唯一基准。在北京国际通信大楼安装了3组铯钟，武汉长话大楼安装了两组超高精度铯钟及两个GPS，这些都是超高精度一级基准时钟（PRC）。

（2）第二级时钟

第二级为有保持功能的高稳时钟（受控铷钟和高稳定度晶体钟），分为A类时钟和B类时钟。

上海、南京、西安、沈阳、广州及成都6个大区中心及乌鲁木齐、拉萨、昆明、哈尔滨、海口5个边远省会中心配置地区级基准时钟（即二级标准时钟，LPR），此外还增配GPS定时接收设备，它们均属于A类时钟。A类时钟通过同步链路直接与基准时钟同步。

全国各省、市、自治区中心的长途通信大楼内安装的大楼综合定时供给系统，以铷（原子）钟或高稳定度晶体钟作为二级B类标准时钟。B类时钟，应通过同步链路受A类时钟控制，间接与基准时钟同步。

各省间的同步网划分为若干个同步区。同步区是同步网的最大子网，可作为一个独立的实体对待，也可以接收与其相邻的另一个同步区的基准作为备用。

（3）第三级时钟

各省内设置在汇接局（Tm）和端局（C5）的时钟是第三级时钟，采用有保持功能的高稳定度晶体时钟，其频率偏移率可低于二级时钟。通过同步链路与第二级时钟或同等级时钟同步，需要时可设置局内综合定时供给设备。

（4）第四级时钟

第四级时钟是一般晶体时钟，通过同步链路与第三级时钟同步，设置在远端模块、数字终端设备和数字用户交换设备当中。