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网同步

在数字通信网和计算机网络中各站点为了进行分路和并路,必须调整各个方向送来的信码的速率和相位,使之步调一致,这种调整过程称为网同步。

(1)主从同步法

整个网内有一个中心局,它设有一个高稳定度的主时钟源,产生网内的标准频率被送到各局,各局的时钟频率全部以主时钟的频率为基准。

这种方法简单,时钟稳定度高,经济。缺点是过分依赖于主时钟,一旦主时钟发生故障,将使整个通信网工作陷于停顿。当前对主从同步方式的主要研究课题是备用时钟的快速切换,使时钟的切换不至于影响全网的正常工作。

(2)相互同步法

通信网内都有自己的时钟,并相互连接。它们无主从之分。各交换局的时钟频率互相控制,互相影响,最后都将时钟频率锁定在各局的固有频率的平均值这一频率上。因此任何一个交换局发生故障只停止本局工作,不会影响全网。

相互同步法的优点是网内局部故障不影响其他部分的工作,从而提高了通信网的工作可靠性。缺点是同步系统较复杂。

(3)分级的主从同步法

这是我国在国内电话网中采用的同步方法。它把网内各交换局分成不同等级,级别越高,振荡器的稳定度就越高。其连接方式如相互同步法,每个交换局只与附近局有连线,在连线上互送时钟信号,并送出时钟信号的等级和转接次数。一个交换局收到附近各局来的时钟信号后,就选择一个等级最高的、转接次数最少的信号去锁定本局振荡器。这样使全网以网中最高级的时钟为准。一旦该时钟出故障,就以次一级时钟为标准,不影响全网通信。分级主从同步法是介于主从同步法和相互同步法之间的等级主从系统,它克服了主从同步法和相互同步法的一些缺点。

(4)独立时钟法

独立时钟法又称准同步法。各局均设立互相独立、互不牵扯的标称速率相同的高稳定度时钟。它们的频率相近,但并不完全相等。这些差异通过积累可能导致信息码元的丢失或增加假信息码元。如果各信息码元是独立表达信息的,某些信息码元的增加或丢失只不过引入了一些噪声。但是对于时分复用信号来讲,就有可能引起帧失步,从而造成信号分路、交换的混乱,产生不能容忍的后果。这一问题可用塞入脉冲法来解决。这种方法使传输的码率略大于信息所需的码率,因此在传输的码元中有一部分不是信息码元,是所谓的“塞入脉冲”,通过调节塞入脉冲的数量来补偿频率不稳定带来的码率的变化。

(5)水库法

在各局设置稳定度极高的振荡器和容量足够大的缓存器,容量大到在足够长的时间内,即使码率有所波动也不会发生缓存器内信息码元被“取空”或“溢出”,因此不必调整,就可实现网同步。这时缓存器相当于一个“水库”,输入的信息码元先存在“水库”里,再按本局时钟频率读出,即使输入的速率有所变化,水即不会放干,也不会溢出。不过水库的容量总是有限的,所以每隔一定时间仍须对同步系统校准一次。

(6)我国的同步网

我国由电信主管部门确定建立的同步网如图1所示。全国最高级基准时钟(PRC)设在北京和武汉,各设一个铯原子钟和全球卫星定位(GPS)接收机。铯原子钟的时钟频率相对于标称频率的频率偏移绝对值优于1×1011,长期稳定性可达1×1011/年。PRC输出往下输送至区域基准时钟(LPR)。全国省中心以上的城市各设一个LPR。在LPR中各设一个GPS接收机和铷原子钟(精度介于铯原子钟和高稳定度石英震荡器之间)。LPR接收PRC的时钟信号,同时LPR的时钟信号输出至下一级的大楼综合定时系统(BITS)。同时也供省中心等城市的交换机作为同步控制用。BITS的输出供各种程控交换机等设备作为同步控制。BITS用于取代传统的定时提取的同步控制方法。不过,在BITS输出一时不能到达,或在距离较近的市(县)内某些局之间,仍可用定时提取的同步控制法。

图1 我国同步网结构组成示意图

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