張國新

（江蘇省郵電規(guī)劃設計院有限責任公司，南京 210096）

IP化趨勢下數(shù)字同步網(wǎng)部署策略探討

張國新

（江蘇省郵電規(guī)劃設計院有限責任公司，南京 210096）

數(shù)字同步網(wǎng)是現(xiàn)代通信網(wǎng)的重要組成部分，文章從數(shù)字同步網(wǎng)建設的必要性入手，概述了數(shù)字同步網(wǎng)的幾種主要傳送技術(shù)，結(jié)合當前網(wǎng)絡傳送技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出了數(shù)字同步網(wǎng)的部署原則及策略，并結(jié)合運營商網(wǎng)絡給出了組網(wǎng)優(yōu)化建議。

同步網(wǎng)；同步技術(shù)；同步數(shù)字體系；波分復用

0 引 言

隨著4G（第四代移動通信技術(shù)）網(wǎng)絡應用的不斷普及，網(wǎng)絡和業(yè)務的全IP（網(wǎng)際協(xié)議）化發(fā)展，PTN（分組傳送網(wǎng)）將替代SDH（同步數(shù)字體系）網(wǎng)絡成為主流的傳送承載網(wǎng)絡，以SDH為主要傳送技術(shù)的同步網(wǎng)已無法適應傳送網(wǎng)絡的發(fā)展。本文對數(shù)字同步網(wǎng)建設的必要性及主要傳送技術(shù)進行了分析，并結(jié)合網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展趨勢給出了數(shù)字同步網(wǎng)組網(wǎng)及傳送技術(shù)選擇建議。

1 數(shù)字同步網(wǎng)建設的必要性

同步是通信網(wǎng)數(shù)字化的基礎(chǔ)，可分為頻率同步和時間同步。網(wǎng)絡若無良好的同步，數(shù)字信息的傳遞就不可避免地會出現(xiàn)誤碼、滑碼等現(xiàn)象［1］，根據(jù)承載業(yè)務和信息的不同，誤碼和滑碼的影響程度也大不相同。隨著新業(yè)務和新設備的不斷涌現(xiàn)，業(yè)務需求綜合化、寬帶化，并要求靈活地實現(xiàn)互聯(lián)互通。為了確保電信業(yè)務的質(zhì)量，需要進一步推動數(shù)字同步網(wǎng)的建設及優(yōu)化改造。數(shù)字同步網(wǎng)猶如整個業(yè)務網(wǎng)絡的神經(jīng)系統(tǒng)，對其穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。

目前需要支持頻率同步業(yè)務的主要有SDH網(wǎng)、傳統(tǒng)交換網(wǎng)、軟交換網(wǎng)、移動網(wǎng)和智能網(wǎng)/短信平臺等，需要支持時間同步的主要有傳統(tǒng)交換網(wǎng)、軟交換網(wǎng)、IP網(wǎng)絡、計費平臺、IT（信息技術(shù)）系統(tǒng)、信令監(jiān)測系統(tǒng)以及4G網(wǎng)絡。

2 數(shù)字同步網(wǎng)部署策略

2.1頻率同步網(wǎng)

4種頻率同步傳送技術(shù)的實現(xiàn)原理如下：

（1）PDH（準同步數(shù)字系列）技術(shù)。將定時信號送到PDH傳輸系統(tǒng)，通過不帶業(yè)務的PDH 2Mbit/s專線傳遞給下游時鐘設備，下游時鐘設備采用終結(jié)方式提取時鐘信號。

（2）SDH技術(shù)。將來自BITS（通信樓綜合定時供給系統(tǒng)）的定時承載到SDH的線路信號STM-N上，通過SDH系統(tǒng)傳遞下去。

（3）同步以太技術(shù)。在發(fā)送側(cè)，交換機將高精度時鐘注入以太網(wǎng)的PHY（物理層）芯片，PHY芯片利用該高精度時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)。接收側(cè)，交換機的PHY芯片可以從數(shù)據(jù)碼流中提取這個時鐘。

（4）WDM（波分復用）技術(shù)。利用自身的監(jiān)控波長來實現(xiàn)同步定時信號的傳送。在發(fā)送端，通過OSC（光監(jiān)控通道）模塊將外界輸入的2Mbit/s同步定時信號與2Mbit/s監(jiān)控開銷信號交叉到復用單元，然后通過WDM設備傳輸［2］。傳送示意圖如圖1所示。

隨著IP RAN（無線接入網(wǎng)絡）、PTN和WDM網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，PDH和SDH已退至網(wǎng)絡邊緣，大量通過IPRAN、PTN和WDM傳輸系統(tǒng)連接的末端設備的同步問題逐漸成為網(wǎng)絡同步規(guī)劃的難點。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)設備部署情況，省際/省內(nèi)層面骨干頻率同步網(wǎng)宜選用WDM網(wǎng)絡進行傳送，本地層面頻率同步網(wǎng)宜選用IP RAN或PTN。

圖1　WDM系統(tǒng)OSC通道定時信號傳送示意圖

2.2時間同步網(wǎng)

將時間信息從上級時間同步設備傳送到下級時間同步設備，再從時間同步設備傳送到客戶端時間服務單元，主要有IRIG-B（靶場儀器組B）、DCLS（直流水平位移）、NTP（網(wǎng)絡時間協(xié)議）、1PPS（秒脈沖）及IEEE 1588V2等幾種方法，相關(guān)技術(shù)特性如表1所示。各種方法均適用于時間傳送，可按照實際的精度要求選擇適宜的傳送技術(shù)。

表1　時間傳送技術(shù)對比表

在進行時間同步網(wǎng)部署時，通常采用的局間地面時間傳送技術(shù)有NTP和1588V2。NTP是使用最廣泛的技術(shù)，其成本低、簡單方便，但時間準確度受IP網(wǎng)時延特性影響，對IP承載網(wǎng)有一定要求，在典型IP網(wǎng)中傳遞時間的精度一般小于10ms，幾乎可以滿足除移動業(yè)務以外的所有其他應用需求，該技術(shù)可以同時在省際/省內(nèi)干線和本地網(wǎng)層面進行部署。1588V2技術(shù)能提供高精度的時間同步，根據(jù)相關(guān)行業(yè)標準要求，省內(nèi)骨干和省際骨干局間要求提供的時間精度為100ns，目前各廠家設備1588V2同步傳送精度都無法滿足上述指標要求（每個節(jié)點設備都會引入偏差約±30ns）。在當前技術(shù)條件下，暫無需考慮骨干層面的1588V2高精度時間同步網(wǎng)建設，同時1588V2應采用自下而上的建設方式，優(yōu)先在本地網(wǎng)范圍內(nèi)進行部署，每個本地網(wǎng)作為一個準同步區(qū)。

3 組網(wǎng)案例分析

某運營商現(xiàn)有骨干同步網(wǎng)為九十年代建設投產(chǎn)，早期同步定時大多采用PDH進行傳送，改造優(yōu)化后采用SDH網(wǎng)絡傳遞定時。現(xiàn)同步網(wǎng)面臨設備老化、同步傳送鏈路退網(wǎng)等問題，需要重新考慮同步網(wǎng)的建設。該運營商早期進行10、40Gbit/s WDM系統(tǒng)建設時并未考慮到同步信號傳送需求，導致現(xiàn)網(wǎng)絕大部分設備雖具備同步傳送能力，但并未配置相應的時鐘處理及接口板，如要改造則工作量巨大且會影響現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務。

基于上述情況，該運營商進行100Gbit/s網(wǎng)絡建設時要求所有設備均支持頻率同步接入及傳送能力。結(jié)合該運營商現(xiàn)有骨干100Gbit/s WDM網(wǎng)絡路由及覆蓋情況，各LPR（區(qū)域基準受控銣鐘）地面定時信號獲取方式如圖2所示，網(wǎng)管建議采用兩級結(jié)構(gòu)，在北京設置全國網(wǎng)管中心，各省省會設置省級網(wǎng)管中心。

圖2　LPR地面定時信號獲取示意圖

4 結(jié)束語

隨著SDH技術(shù)的逐步邊緣化，未來WDM網(wǎng)絡將成為同步網(wǎng)地面定時鏈路傳送的主要手段。目前各大運營商都已開始進行100Gbit/s WDM網(wǎng)絡的規(guī)模部署，在網(wǎng)絡建設時應充分考慮同步信號的傳送需求，配置必要的時鐘處理及接口板。此外，現(xiàn)有主流同步設備均可以同時提供頻率、時間同步信號輸出，僅需配置不同板卡即可實現(xiàn)，在進行同步網(wǎng)建設時建議將新增設備同時作為BITS及時間服務器，以減少設備配置數(shù)量，降低網(wǎng)絡建設成本。

Strategy Discussion on Digital Synchronization Network with the IP Revolution

ZHANG Guo-xin
（Jiangsu Post &Telecommunication Planning And Designing Institude Co.，Ltd.，Nanjing 210096，China）

Digital synchronization network is an essential part of modern communication network.This paper starts with the necessity of the construction of the digital synchronization network，and then summarizes several main transport technologies. Based on the current development trend of Transport technology，we propose the principles and strategies of the synchronization network.Finally we provide several suggestions of network organization according to the network of an operator.

Synchronization network；Synchronization technology；SDH；WDM

TN915

A

1005-8788（2016）02-0024-02

10.13756/j.gtxyj.2016.02.008

2015-10-27

張國新（1981-），男，江蘇蘇州人。碩士研究生，主要研究方向為光通信與網(wǎng)絡技術(shù)。

［1]陳國驄.數(shù)字同步網(wǎng)的建設和發(fā)展［J］.電信科學，1997，（6）：3-8.

［2]李壽喜.采用DWDM系統(tǒng)光監(jiān)控波道傳送同步定時信號的分析與實踐［J］.郵電設計技術(shù)，2006，（2）：48-52.