杨会峰 李志斌
河北电力调度通信中心(河北石家庄 050021)
摘要：随着通信网向宽带化、智能化发展，河北电力通信网中数字业务的种类和数量越来越多，网络的结构越趋复杂，业务的高效运行也越发困难。设备同步是高效运行的重要保证，为此，介绍了河北电力通信同步网的设计方案，特别是规划原则、网络结构、定时基准的分配方案及集中网管的设计方案。
关键词：同步网；局内定时分配；局间定时分配；网管
1 河北电力南网的通信现状
随着数字化信息时代的全面到来，通信网正向着宽带化、智能化发展。目前，河北电力通信网中大容量的SDH设备、ATM数据交换机及各种语音交换机已被广泛应用，视频业务、SS7号信令也将逐渐引入，数字业务的数量和种类越来越多，网络结构也越来越复杂，设备和业务的高效运行越来越难，各种设备之间的时钟定时越来越显得重要。
通信网同步不好会引起交换节点出现滑动，滑动的影响取决于一次群码流所传送的业务。对于话音通信，一次滑动会产生一次“喀呖”噪声，滑动严重时就会使通信质量降低 。
数据通信一般是以数据包的形式发送的，一次滑动会引起数据包的丢失，较高层的协议就需要通过重发数据包来校验和改正，因此会导致传输效率和可靠性的降低。
压缩视频也会因滑动而受到严重影响，导致可视图文不能周期更新数据而产生帧“定格”。
SDH传输系统不同步会导致指针调整频繁，导致数据业务无法正常工作。
目前，河北南网各地区的同步信号一般从本地电信局2 M中继数码流中提取，各地时钟相互独立且时钟精度低，已多次发现各供电公司交换机无法正常调通及通道瞬间中断的现象。因此，一个高稳定、高精度、安全可靠的网同步环境对整个通信网的服务质量是非常重要的。
所谓同步是指通信网中所有数字设备工作在同一个速率上，信号间在频率或相位上保持某种严格的特定关系，在数字通信网中同步包括了比特同步和帧同步两种含义。其中比特同步的含义是收发两端的时钟频率同频、同相，这样接收端才能正确接收发送端送来的每一个码元；在数字通信中，对比特流的处理是以帧来划分段落的，使比特流的帧达到同步就是帧同步。
2 同步网设计原则
河北电力同步网的设计主要考虑了以下原则：
(1) 同步网应安全可靠和高起点、高质量；
(2) 在同步网内不应形成定时环路，原因有二，其一是在同步定时环路中所有时钟与基准时钟应隔离开来，其二是由于定时参考的反馈会出现频率不稳定；
(3) 如果传输条件具备，同步网各节点从钟应从不同路由获得主用和备用基准，并选择可用性最高的传输系统传送同步基准。
3 同步网网络结构及同步方式的考虑
根据现有传输网络结构，在省公司配置一套LPR(双铷钟+GPS)作为整个同步网的基准钟 ；由于传输网为链状，基准定时链路只有地面一路STM-N定时，且各供电公司内需要同步定时的设备都很多，因此，在3个地理位置重要局点邯郸、沧州和保定设立带GPS的三级节点时钟。虽然双星接收系统(GPS+GLONASS)理论上讲优于单星系统，但考虑GLONASS系统现在还不够完善，因此本期仅考虑GPS接收系统，但必须要求设备具有从单星升级到双星的能力。这样，可有效地防止美国GPS卫星不可用的情况。同时，考虑国家电力公司同步网的规划，要求省中调的基准时钟可以接收上级时钟送来的地面定时基准信号［2 048 kbit／s或2 048 kHz］。
网络采用主从同步方式，河北中调的LPR作为整个网的最高时钟基准即主钟，各地调从钟正常情况下是通过地面链路跟踪到河北中调的LPR构成主从同步，使得各点时钟在一个同步区内。主从同步的优点是在正常情况下不存在周期性滑动，且对从钟性能要求较低，组网费用低。由于河北南网地域较小，从网络传输路由图上可看出基准时钟到从钟最多经过5个网元，且传输媒介大多为光纤(只有保定为微波)，传输质量较好。其次，三级节点时钟设有GPS接收机，好处是在地面基准链路中断时，能够通过跟踪GPS达到一级基准时钟的性能指标，只有在GPS也同时故障时，同步节点从钟才工作在保持状态。
4 定时基准的分配方案
4.1 局内定时分配方案
4.1.1 局内定时分配的原则
BITS的定时输出有2 048 kbit/s和2 048 kHz两类，本设计以2 048 kb/s时钟信号为首选。BITS定时供给采用星形结构，并行分配方法，经专线穿过DDF架，接入数字设备外同步口，以免定时基准链路在局内串联多个网元时钟。通常重要数字设备采用主、备双路定时专线，次要设备采用单路定时专线。特殊情况，对无外定时口的设备，可从已使用BITS定时设备的线路码流中提取。
定时供给通路应尽可能采用主、备链路，并经由不同路由抵达数字设备，同时主、备链路最好来自不同的输出板或框。在数字设备仅有一个外同步口时，应使用具备1∶1配置的输出通道。
BITS的输出定时，应该保证定时传输中的信号衰减不大于-6 dB；对超长距离传输，应该优选低衰减的高性能75 Ω电缆。
4.2 局间定时基准分配方案
4.2.1 定时基准传输链路的选择原则
根据河北南网通信网络的现状及发展规划(SDH传输设备广泛应用，PDH设备逐步淘汰)，定时基准传输链路主要选择有保护倒换的OPGW架空地线复合光缆传输系统和SDH微波系统。本次主要考虑基于SDH的组网原则。
(1) 尽量避免定时环的出现。由于河北南网传输系统以线性网络为主，因此定时环可以很容易避免。
(2) 防止低级时钟同步高级时钟情况的出现。同步方式采用主从同步方式且要求BITS设备具备定时检验和多数判决法则，发现主用时钟劣化后及时倒换，避免盲目跟踪出现低级时钟同步高级时钟的情况。
(3) 主用和备用定时基准传输路由应选择不同的物理路由。本方案中各从钟的主用基准时钟取自地面传输链路，备用基准时钟以GPS定时信号为主。
(4) 尽量选择直达路由。本方案中从省局到邯郸、沧州、保定都有直达路由，都可以从SDHSTM-N的数码流中提取。
(5) 选择来自上级或同级节点的最佳路由。最佳路由是指经过节点数量少、中继系统少、可靠性高、低误码、低漂动的路由。
4.2.2 定时基准传输链路的组织
河北电力通信传输主干网中目前以富士通SDH微波和ECI SDH光端机为主，两种设备都具有传输同步状态信息(S1)的功能，且具有再定时功能，因此在SDH传输系统内正反两个方向的两个链路都可以用来传送定时。根据网元在传输系统的位置采取不同的定时方式；省局的SDH网元采用直接锁定的外定时方式；邯郸、沧州、保定的SDH网元采用从STM-N导出的外定时方式；中间网元采用线路定时方式。
5 同步网集中网管方案
从“集中管理、集中监控、分级维护”的原则来考虑，可在河北电力调度通信中心建设一套全网数字同步网网管，用于监控全网的LPR／BITS，将同步设备的状态信息和告警信息及时反馈到监控中心。由于省局系统的ATM数字通信网已建成运行，因此本方案中同步网管理系统以ATM(DCN)数字通信网为传送网管信息平台，各新建的LPR／BITS“网元”通过该平台传送网管信息到中心同步网管系统。同步网的网管系统分网管中心(省级同步网监控中心)，地区管理中心(RMC 设在各一级或二级节点上)和网元(设在各个节点上)等三个层次，各级通过数据通信网(DCN)联接。每个节点的BITS设备和网管中心的维护终端均通过LAN接口接入DCN网络平台，进行互连互通。所有BITS设备和网管中心设备均具有自己独立的IP地址，相互直接进行基于TCP／IP的通信。这种组网的方式具有速率高、可靠性高的特点。
6 同步监控管理系统的功能
同步监控管理系统具有告警管理、性能监测、配置功能及安全等功能。
