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曼博格Meinberg同步解决方案在电信行业中的应用

电信网络中的时间同步

电信网络的精确时间同步。

什么是时间同步，它是如何工作的？
电信网络和连接网络有哪些解决方案？
要求哪种精度和稳定性？
为什么电信网络设备制造商和运营商应该关心这些条款？

本文档旨在回答这些问题，并为您提供全面且易于理解的介绍。请继续阅读...... 非常感谢Gerd Backhaus先生在本出版物中的友好支持！

电信时间同步概述

网络同步是为用户提供卓越的性能和服务质量的重要任务。

时钟稳定性和准确性图

点击图片放大图！

通信需要优质的网络服务！
同步设备，规划和安装占整个项目设备成本的1％。必须从项目的一开始就考虑和计划同步。如果制造商不能提供同步设备，他必须通知客户，以便客户可以采取措施：

确定合适的同步设备
适当地规划系统同步
如有必要，请寻求时间和频率专家

否则，网络中的性能将受损，并且不符合ITU（国际电信联盟）标准。

在对可用硬件进行清点后，首先对网络进行概述，包括可用的时序参考源。这可以用来规划交换设备的同步。对于传输网络同步（SDH），必须使用特殊的同步规划工具开发计划。

在ITU-G.811建议书（主参考时钟的时序特性）中，推荐使用主参考时钟（RPC）1×10 E-11的网络时钟稳定度。
该准确度来源于70天观察时间内2 Mbit / s传输中的1个可接受的滑差。

1（帧）= 125 us

125 us / 70 dx 24 h / dx 3600 s / h = 2 x 10 E -11或+ -1 x 10 E -11

只有原子钟才能生成时钟稳定性！

有不同的可能方法来达到要求的精度。
使用MEINBERG计时设备可以实现不同的解决方案。

PCM30帧（2 MBit / s）

125微秒

信令信息或数字信号

编码语音信号或插槽1-15中的数字信号

编码语音信号或插槽17-31中的数字信号

时隙

16

8位

位
1

位
8

（FAS）
帧
1，3，5，...中的帧对准信号

（NFAS）
帧
2，4，6，...中的非帧对准信号

X 0 0 1 1 0 1 1

X 1 DNYYYY

488 ns

D：紧急报警服务位（报警D = 1）
N：重要报警服务位（报警N = 0）
X：国际使用的预留位
Y：国家使用的预留位

与MEINBERG设备同步

Meinberg NTP时间服务器为系统提供高度精确和稳定的时钟，并为网络提供精确的NTP时间。

例如，可靠的时间标记对于诊断系统错误消息是必需的。

电信同步 - 与MEINBERG NTP服务器的网络

LANTIME GPS - NTP服务器

LANTIME网络时间服务器：
NTP服务器，也是电信网络的时钟源（2048 MHz）

输出：（每个）
4 x 2,048 MHz（G.703-13）
2 x 2,048 MBit / s（G.703-9）

10米

100或200米

10米

使用示例

带有PDH传输的同步层次结构

中国

ITU- Rec。G.811 df / F = 10 E-11

运输
节点

ITU-REC。G.812类型1
保持模式：2 x 10 E-10 /天

MSC

本地
节点

ITU-REC。G.812类型1
保持模式：
2 x 10 E-10 /天

TRAU

BSC

BTS

PBX

保持模式：
2 x 10 E - 6 /天

在同步模式下，70天内接受1张单据！

2,048 MHz

2,048 MBit / s

用于SDH传输的GPS接收器的同步层次结构

伽利略GPS

GPS170 /刘

SDH核心A

SDH核心B

EXCH。

SDH

MSC

我*

*移动设备

电信交换机是如何计时的

GALILEO / GPS

GPS170 / LIU

2,048 MHz

第二次交换的同步

交换/开关

通过使用来自数据流的恢复时钟来接收连续的PCM HDB3编码数据流

时钟

CP

E1

PCM 30

SN

PCM 30

2,048 MBit / s

E1

恢复的时钟

时钟

CP

T3

PCM 30

SN

PCM 30

T3

电信交换机是如何计时的

伽利略/ GPS

时钟稳定性：
10 E-11！

交换/开关

GPS170 / LIU

时钟同步SN和所有其他切换外设的时钟发生器

2,048 MHz

2,048 MBit / s

E1

时钟稳定性：
10 E-11！

时钟

CP

PCM 30

SN

PCM 30

E1

2,048 MBit / s

PCM发射器以HDB3 *编码数据流传输语音，数据和交换时钟稳定性。

* HDB3（3阶高密度双极性码）是电信线路码，基于AMI。

时间同步术语和术语表

BSC

基站控制：处理BTS管理和无线电资源控制的GSM网络单元。BSC主要通过无线电信道的分配，释放，切换和功率控制来管理无线电接口。BSC通过移动交换中心（MSC）的PCM30传输进行同步，并通过进一步的PCM30传输将接收到的时钟精度发送给基站。

BTS

基站收发信台：提供网络无线接口的GSM网元。BTS控制去往和来自移动终端的无线电传输。它通过来自BSC的PCM30传输进行同步，从而提供空中接口的时钟精度。

GSM

全球移动通信系统：GSM是全球采用的数字传输技术的标准。GSM使用900 MHz和1.800 MHz发送和接收。

MSC

移动交换中心：GSM网络元件，用于交换移动用户。MSC还安排到PSTN（公共交换电话网）中的用户的交换。

MSC是一个数字交换中心，其中包含用于无线电接口的TRAU，BSC和BTS等组件。

MSC由本地时钟源（例如，PRC，GPS接收器或SDH网络单元的时钟输出（T4））同步。

PBX

专用分支交换机：电话交换机位于客户的驻地，其主要建立在E1链路到PSTN语音级线路（P ublic 小号巫牛逼 elephone ñ etwork）。

PDH

准同步数字系列是一种数字通信技术。PDH基于时分复用（TDM）的基本概念。

Plesiochronous：（希腊语 - plesio，意思是near和chronos，意思是时间）因此，Plesiochronous的含义是“接近同步的”。

准同步数字体系用于将PCM30传输复用到数据速率更高的数据流，以及通过数字传输设备（如光纤和微波无线电系统）传输。尽管这种传输时钟精度并不十分准确，但PCM30数据流从同步交换中心传输，涉及数据和时钟透明度。

数字交换中心使用这种传输技术将同步PCM30数据流传输到其他交换中心，并且恢复的时钟可用于其自身的同步。

许多基于准同步数字体系（PDH）的传输基础设施正在被基于SONET或SDH的基础设施所取代。

中国

主参考时钟：通常是提供符合ITU G.811或ETSI EN 300 462-6-1的频率的铯标准。

PRC的准确度必须> 1 x 10-11。

滑

滑动= PCM30 - 框架滑动 - 始终出现在PCM接收器中。数据在缓冲区中无误地存储，可以占用2个PCM帧。用交换中心的时钟读取缓冲区。

如果接收交换中心的频率低于发送交换中心的频率，缓冲区将无法以与发送端写入数据相同的速率读取数据。发生缓冲区溢出并产生帧漏失。

如果接收交换中心的频率高于发送交换中心的频率，则缓冲区读取速度会快于填充缓冲区。发生缓冲器下溢，然后出现滑动帧。

滑差率与发射器和接收器之间的频率偏差成正比。

T3

时钟发生器（通常为PLL）的时钟输入名称，例如交换中心，BSC，BTS和SDH等网元。

这些输入可以与2,048 MHz或2,048 MBit / s同步。接口是对称的或不对称的。

T4

指定网元中的时钟发生器的时钟输出，例如交换中心，BSC，BTS和SDH。

这些输出可以提供2,048 MHz或2,048 MBit / s。接口既可以是对称的也可以是不对称的。

E1

E1为每个PCM帧传送32个时隙 - 第一帧的第一个时隙是帧对齐信号（FAS）。该信号使PCM接收机中的帧的识别成为可能，其后可以将具有语音数据或数据的时隙正确地分配给它们的目标。

第二个PCM帧的第一个时隙是传输警报和校验和（CRC4）的非帧对齐信号（NFAS）。

TRAU

Ť ranscoder ř吃甲 daption Ú尼特。
TRAU在功能上属于移动交换中心。它具有GSM特定的语言编码和解码功能（两个方向的每个语音通道的传输速率为64 kBit / s到16 kBit / s）。

它通过来自MSC的PCM30传输进行同步，并通过PCM30传输将接收到的时钟准确度传送给基站控制（BSC）。

TRAU位于BSC或直接位于MSC（移动交换中心）。

Sonet / SDH定义和文档

SDH（同步数字层次结构）是一种用于在光学介质上同步数据通信的标准技术（在美国通常称为SONET）。

该技术具有更高的数据速率特点，可以从早期的PDH技术传输现有的数据格式。与PDH技术相反，SDH网络元素是同步的。

有效载荷数据以附加信息存储在“容器”中 - “开销”和“有效载荷”作为同步传输模块（例如STM-1）传输。这种传输通常通过光学介质完成。

STM-1指定一个155 MBit / s的数据速率 - 例如可以传输63个PCM30传输。这些155 MBit / s数据流还将时钟精度传输到下一个SDH网络元件并同步其时钟发生器。因此SDH网络的连续同步是可能的。

SDH网络单元的时钟输出（T4）可用于其他SDH网络组件或其他连接的移动设备的同步。

SDH使用以下同步传输模块（STM）和速率：

STM-1（155 MBit / s）
STM-4（622 MBit / s）
STM-16（2.5 Gbit / s）
STM-64（10 Gbit / s）

SONET / SDH技术规格

SONET和SDH是通过光纤网络进行同步数据传输的相关标准。SONET是Synchronous Optical NETwork的缩写，SDH是同步数字系列的缩写。SONET是美国国家标准研究所（ANSI）标准的美国版本。SDH是国际电信联盟（ITU）标准的国际版本。

SONET / SDH数字层次

该表显示了SONET / SDH数据速率层次结构：

光学水平	电子水平	线路速率（Mbps）	有效负载率（Mbps）	开销率（Mbps）	SDH等效
OC-1	STS-1	51.840	50.112	1.728	-
OC-3	STS-3	155.520	150.336	5.184	STM-1
OC-12	STS-12	622.080	601.344	20.736	STM-4
OC-48	STS-48	2488.320	2405.376	82.944	STM-16
OC-192	STS-192	9953.280	9621.504	331.776	STM-64
OC-768	STS-768	39813.120	38486.016	1327.104	STM-256

“线路速率”描述通过光纤传输的原始比特率。一定的比特率是开销，包括提供OAM＆P的信息：操作，管理，维护和配置信息，如成帧，跟踪，复用，状态和性能监控。作为分组或ATM信元的用户数据的可用带宽的有效载荷速率通过线路速率减去开销速率来计算。

其他费率如OC-9，OC-18，OC-24，OC-36，OC-96从未广泛实施。也许像OC-3072这样的更高价格将在未来时间定义。

包括“c”后缀（例如“OC-48c”）的SONET / SDH级别标志表示“级联”或“清除”信道。这表明，整个有效载荷速率可用作单一通信通道。在这些通道中，整个有效载荷速率可以被单个数据包流使用。与连接或清除频道相反的是“频道化”。在信道化链路中，有效载荷速率被分成几个固定速率信道。例如，OC-48链路的有效载荷可以细分为四个OC-12通道。在这种情况下，单个信元或分组流的数据速率在单个信道的带宽中有其局限性。