于天澤， 程華， 于佳亮

（1 中國鐵路通信信號集團(tuán)，北京 100166；2 北京鐵路通信技術(shù)中心，北京 100038；3 中國移動通信研究院，北京 100053；）

關(guān)于再定時對于E1時鐘傳送性能影響的測試及分析

于天澤1， 程華2， 于佳亮3

（1 中國鐵路通信信號集團(tuán)，北京 100166；2 北京鐵路通信技術(shù)中心，北京 100038；3 中國移動通信研究院，北京 100053；）

闡述了SDH的E1支路“再定時”功能，指出目前業(yè)內(nèi)基本不采用的現(xiàn)實(shí)情況，并通過實(shí)際測試驗證“再定時”對于提高時鐘信號質(zhì)量的效果，詳細(xì)介紹了測試的步驟和方法，并提出明確的建議。

SDH；時鐘同步；再定時；測試

關(guān)于在SDH的PDH通道E1接收部分，是否設(shè)置或啟用“再定時”功能，業(yè)內(nèi)有一定的不同意見，或者未引起必要的重視。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[1]，基于SDH的E1電路傳送同步定時信號時，必須采用“再定時”。但是，目前實(shí)際運(yùn)用的網(wǎng)絡(luò)中幾乎均未采用：有的傳輸設(shè)備配備了再定時裝置，但是并沒有普遍啟用；有的SDH設(shè)備出廠時就不具備該功能。為實(shí)際驗證再定時的作用和效果，進(jìn)行了專項測試及分析。

1 測試環(huán)境

傳輸設(shè)備采用中興通訊公司的S385， 并搭建圖1所示的測試連接環(huán)境，使用的主要測試儀表和工具見表1。

2 測試說明

（1）由于同步時鐘頻率精度為10-11量級，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通SDH綜合分析儀測量精度（10-7），無線基站要求的頻率同步精度（5×10-8）也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光傳輸系統(tǒng)的同步技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(10-6級別)。因此，必須設(shè)計滿足要求的測試方法和高精度儀表。

圖1 再定時功能對時鐘的影響測試

圖2 網(wǎng)元2自由振蕩狀態(tài)時

表1 測試采用的主要儀表

（2）用精密時間分析儀XG7050做高精度時鐘參考源（銣原子鐘），經(jīng)GPS馴服后為整個測試環(huán)境提供統(tǒng)一的頻率精度優(yōu)于10-11量級的頻率參考基準(zhǔn)。

（3）用頻率計53230A監(jiān)測網(wǎng)元系統(tǒng)時鐘輸出信號，確認(rèn)測試數(shù)據(jù)真實(shí)性。

（4）采用功能較強(qiáng)的SDH綜合分析儀（ONT606）監(jiān)測并分析E1電路的時鐘信號。

（5）按照ITU-T0.172規(guī)范，深入分析測試數(shù)據(jù)，獲得符合國際通行標(biāo)準(zhǔn)的測量結(jié)果。

3 測試配置和測試準(zhǔn)備

通過S385網(wǎng)管配置：網(wǎng)元1時鐘跟蹤銣鐘，網(wǎng)元2時鐘設(shè)置為內(nèi)時鐘（自由振蕩數(shù)小時后），網(wǎng)元3跟蹤網(wǎng)元1。開通網(wǎng)元2到網(wǎng)元1之間的1條2 Mbit/s電路1。在網(wǎng)元1的E1 支路測試E1信號漂移并分析時鐘頻率精度等。網(wǎng)元2自由振蕩數(shù)小時后的時鐘精度測試結(jié)果為0.357×10-6， 如圖2、圖3和圖4所示。

4 再定時功能的啟用和關(guān)閉影響E1傳送時鐘性能的實(shí)測

（1）從網(wǎng)管在網(wǎng)元1對應(yīng)端口啟動再定時功能（儀表顯示時間AM8：18），設(shè)置NE1vc12-2“再定時”啟用，在NE1-9-11接入傳輸綜合分析儀ONT606監(jiān)測E1 攜帶的時鐘信號變化。

（2）ONT606測試結(jié)果如圖5所示，該圖中信號軌跡可以劃分為兩個階段：一是時鐘相位呈現(xiàn)約60°的角度單調(diào)上升（8：08～8：18）；二是水平穩(wěn)定的相位變化（8：18以后）。前者是未啟用“再定時”的時鐘信號質(zhì)量，后者是啟用“再定時”的時鐘信號質(zhì)量。該測試結(jié)果表明，再定時對于提高E1時鐘同步定時精度的效果是極為顯著的。

圖3 網(wǎng)元1E1時鐘頻偏測試結(jié)果

圖4 E1時鐘頻偏測試結(jié)果分析（TIE）

圖5 關(guān)閉-啟用再定時功能對于E1傳送時鐘相位影響測試

圖6 NE1再定時啟用效果分析

（3）按照ITU-T0.172規(guī)范，進(jìn)一步分析圖5測試數(shù)據(jù)，獲得圖6所示的分析結(jié)果。再定時前：ONT606顯示當(dāng)前頻偏（-21～-56）×10-9之間，儀表顯示頻偏值-0.4×10-6；再定時啟用后 ONT606顯示當(dāng)前頻偏在（-0.04～+0.05)×10-9之間，儀表顯示頻偏均值-0.045×10-9。測試數(shù)據(jù)表明：時鐘頻率精度提高了約1萬倍（4個數(shù)量級）。

（4）關(guān)閉“再定時”引起的E1傳送時鐘質(zhì)量的變化。

在網(wǎng)管上設(shè)定關(guān)閉“再定時”，在儀表監(jiān)測到E1傳送的時鐘信號變化如圖7所示。測試圖像在5 s時長內(nèi)出現(xiàn)一個大幅度相位瞬變（由3E-7 s跌落到3E-5 s），然后又進(jìn)入到系統(tǒng)時鐘的自由振蕩狀態(tài)。關(guān)閉“再定時”，時鐘信號質(zhì)量明顯變差（相對于再定時），恢復(fù)到自由振蕩狀態(tài)的頻偏0.4 ppm，如圖7和圖8所示。

5 測試結(jié)論

通過實(shí)際測試，可以得到明確的結(jié)論：未啟動“再定時”，該網(wǎng)絡(luò)E1傳送時鐘質(zhì)量較差，ONT606監(jiān)測頻偏為波動(2.1～-5.8)×10-7，峰峰值為7.99×10-7，頻偏測試值為0.4×10-6；該指標(biāo)是不能滿足無線基站頻率同步的標(biāo)準(zhǔn)（0.05×10-6）。

啟用上述通道NE1支路的“再定時”后，該網(wǎng)絡(luò)E1傳送時鐘質(zhì)量立即改善，平滑和濾除抖動的效果十分顯著，ONT606監(jiān)測頻偏為(4～5)×10-11。在本例中，“再定時”將時鐘頻率精度質(zhì)量提高了4個數(shù)量級，基本接近基準(zhǔn)參考源的精度水平。

關(guān)閉“再定時”后，儀表監(jiān)測到的時鐘信號性能數(shù)據(jù)又恢復(fù)到啟用該功能前的水平，證明“再定時”對于E1傳送時鐘質(zhì)量改善的效果是確定的。

通過不同廠家不同設(shè)備的同樣測試，獲得同樣的結(jié)果。因此，可以確信：

（1）再定時對于E1傳送時鐘的頻偏質(zhì)量有確定的改善效果；

圖7 取消再定時，E1時鐘明顯變差

圖8 取消再定時TIE分析

（2）可以有效屏蔽復(fù)用段保護(hù)倒換的對于E1支路時鐘信號影響（見《關(guān)于復(fù)用段保護(hù)對于E1支路時鐘信號影響的測試及分析》）；

（3）引入再定時所帶來的負(fù)作用待進(jìn)一步測試。

6 建議

由于無線基站要求優(yōu)于0.05 ppm精度的同步定時[2]，應(yīng)盡量通過155 Mbit/s或622 Mbit/s SDH環(huán)型網(wǎng)將GSM基站接入網(wǎng)絡(luò)， 并且GSM（GSM-R）基站同步于SDH傳輸系統(tǒng)[3]。

當(dāng)基站設(shè)備只能從SDH傳輸系統(tǒng)的PDH支路2 Mbit/s業(yè)務(wù)中取得定時基準(zhǔn)信號時，必須在SDH側(cè)對PDH支路2 Mbit/s信號進(jìn)行再定時，即啟用SDH網(wǎng)元設(shè)備的再定時功能或加裝2 Mbit/s再定時設(shè)備[3]。

[1] 數(shù)字同步網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)范．YD/T 5089-2005[S]．

[2] 3GPP（ TS45．010-5．1)[S]．

[3] 基于SDH傳送網(wǎng)的同步網(wǎng)技術(shù)要求．YD/T 1267- 2003[S]．

About retiming clock for E1 transmission performance impact of testing and analysis

YU Tian-ze1, CHENG Hua2, YU Jia-liang3
(1 Infrastructure Department of China Railway Signal and Communications Corporation, Beijin 100166, China; 2 Senior Engineer of Beijing Railway Communications Technology Center, Beijing 100038, China; 3 China Mobile Research Institute, Beijing 100053, China)

Elaborated on SDH E1 tributary "retiming" feature, basically do not use the industry that the current reality, and through the actual test validation "re-timed" to improve the quality of the clock signal effect, detailing the testing procedures and methods, and make clear recommendations.

SDH; clock synchronization; retiming; test

TN915

A

1008-5599（2013）09-0064-04

2013-06-13