Понятие проскальзываний и их нормирование

Любая цифровая система в своей основе требует тактовый задающий генератор, который должен синхронизировать все внутренние и внешние операции по обработке цифровых данных. Применение разных тактовых генераторов может повлечь за собой сбои передачи, если не произвести принудительной синхронизации генератора приемника генератором передатчика. При этом на стабильность частот генераторов на обоих концах линии цифровой передачи будут влиять различные физические факторы, которые вызывают дрожание фазы хронирующих импульсов. Этими факторами являются: шум и помехи, действующие на цепь синхронизации в приемнике; изменение длины пути передачи сигнала обусловлены температурными перепадами, рефракцией в атмосфере и т. д.; изменение скорости распространения сигналов в физической среде (в проводных и беспроводных линиях); нарушение регулярности поступления хронирующей информации; доплеровские сдвиги от подвижных оконечных устройств; переключения в линиях (срабатывание автоматического резервирования); систематические дрожания фазы цифрового сигнала, возникающие в регенераторах (повторителях) и т.

Тактовая сетевая синхронизация представляет собой один из видов синхронизации, необходимой для обеспечения функционирования цифровых систем передачи и коммутации. Тактовая синхронизация это процесс точного временного соответствия между принимаемым сигналом и последовательностью тактовых импульсов. В цифровых системах понятие "синхронизм" тесно связано с понятием "проскальзывания" (slips).

Проскальзывание – исключение или повторение в цифровом сигнале одного или нескольких бит, происходящее вследствие различия в скоростях записи и считывания двоичных данных в буферных устройствах.

Проскальзывание может быть управляемым или неуправляемым. Проскальзывание, которое не приводит к сбою цикловой синхронизации, называют управляемым. При этом сигнал с потерями восстанавливает синхронизм. При неуправляемом проскальзывании моменты потери и повторения позиций в цифровом сигнале невосполнимы.

Количество проскальзываний является предметом нормирования и служит основой определения требований к тактовым генераторам сети синхронизации.

Нормирование проскальзываний введено с рекомендации МСЭ-Т G.822 для стандартного цифрового условного эталонного соединения длиной 27 500 км основного цифрового канала 64 кбит/с между абонентскими окончаниями. Это соединение представляет собой соединение двух национальных сетей через несколько международных транзитов и насчитывает в общей сложности до 13 узлов и станций (из них пять центров международной коммутации и на каждой национальной сети по третичному, вторичному и первичному центру коммутации).

В таком соединении может происходить:

а) не более пяти проскальзываний за 24 часа в течение 98,9% времени работы;

б) более пяти проскальзываний за 24 часа, но менее 30 за один час в течение 1% времени работы;

в) более 30 проскальзываний за один час в течение 0,1% времени работы.

Время работы – не менее одного года. Качество, обозначенное а), соответствует псевдосинхронному режиму сети. Качество, обозначенное б), оценивается как пониженное качество, при котором сохраняется трафик. Качество, обозначенное в), считается неудовлетворительным и соответствует нарушению соединения.

Решение проблем стабилизации тактовой частоты решают с помощью следующих способов:

· Применение эластичной памяти, компенсирующей кратковременную нестабильность тактовой частоты в буферных схемах;

· Применение высокостабильных генераторов тактовых частот: атомных часов с водородным, цезиевым или рубидиевым стабилизаторами и специально стабилизированных кварцевых генераторов;

· Применение иерархической принудительной системы распределения тактового синхронизма;

· Грамотное проектирование сети синхронизации с учётом возможностей транспортных систем и систем управления;

· Моделирование систем распределения синхронизма;

· Регулярное проведение аудита тактовой сетевой синхронизации;

· Подготовка высококвалифицированных специалистов.

Источниками тактовых сигналов в цифровых системах и сетях являются тактовые генераторы, которые подразделяются на первичный эталонный (ПЭГ), ведомый/вторичный задающий (ВЗГ), генератор сетевого элемента (ГСЭ).

Число проскальзываний, которые возникают из-за ухудшения качества синхронизации, определяется следующей формулой [22]:

Число проскальзываний за 24 часа =

= (число секунд за сутки) х (число циклов в секунду) х (Df / fo), (5.1)
где (Df / fo) – точность синхронизации.

Если длительность цикла 125 мкс, цикловая частота равна 8 кГц, число секунд в сутках – 86 400, то число проскальзываний определяется:

N_проск = 6,9 х 10 ⁸ х (Df / fo). (5.2)

Соотношение (5.2) позволяет определить связь норматива на проскальзывания и требуемую точность синхронизации. Таким образом, чем больше разность частот записи и считывания данных в буферной памяти Δf, тем больше частота проскальзываний. При стабильности тактового генератора 2 х 10 ^{– 11} число проскальзываний в сутки составит:

N_проск = 13,8 ×10 ^{– 3},
т. е., возникнет одно проскальзывание за 72,5 суток, что соответствует требованию рекомендации G.822.

Для выполнения норматива на число проскальзываний не более одного за 70 суток необходимо для двух самостоятельных по синхронизации узлов иметь стабильность генератора 1 х 10 ^{– 11}.

Для распределения норм проскальзываний на число узлов N применима формула:

Число проскальзываний=(1 проскальзывание за 70 суток)/(N-1), т. е. для N = 13 одно проскальзывание, при условии самостоятельных тактовых механизмов каждого узла, составит 70/(13-1)=5,8 суток.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: