移動電話傳輸網同步問題的探討

2019-11-03 09:51:23

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移動電話傳輸網同步問題的探討摘要：近年來，SDH設備越來越多地應用在移動網的傳輸電路中，但利用SDH設備組網時常受到網同步問題的困擾，本文分析了江蘇省移動網PDH和SDH兩種傳輸體制混用的現狀及產生時鐘抖動的原因，并探討了解決基站同步問題的方法。主題詞：移動通信網準同步數字體系同步數字體系基站時移動通信的飛速發展，使得移動網每年大規模的擴容所需的傳輸電路不斷翻番。由于SDH系統比PDH系統更具優越性，因此傳輸設備正從PDH向SDH逐步過渡。一些移動交換局之間、移動交換局與本地網交換局之間、移動交換局與基站之間相當多的傳輸電路是通過SDH設備溝通。然而，人們在SDH設備組網時常常會受網同步的問題困擾。目前江蘇省移動網BTS的同步時鐘是從BSC到BTS之間的傳輸通道中提取，愛立信和阿爾卡特的基站均不提供外部時鐘輸入的瑞口，這些基站設備是基于采用傳統PDH的組網方式而設計的。而按照SDH的傳輸體制，由于指針調整的原因，其傳送時鐘是通過線路碼傳輸，由分插復用器（ADM）專門的時鐘瑞口輸出。如果采用從SDH設備的隨路碼流中提取時鐘的方法，將會帶來一系列諸如失步、滑碼、死站的問題。一般的交換機對傳輸傳送時鐘的要求為4.6PPM，而按照ETSI的GSMO5.10建議中提出的GSM無線子系統時鐘和同步的建議和要求，BTS使用的時鐘絕對精度應優于0.05-PPM。這是因為無線系統為了提高頻率的利用率，采用了縮小頻點間隔的方法。提高設備發射穩定性和突發序列的準確性來縮小頻點間隔和時隙間隔，采用這種方式的前提之一是：保證使用的時鐘具有較高的精度。然而其內部時鐘的優劣與系統時鐘有關；系統時鐘不僅取決于時鐘源的等級，還取決于系統傳輸質量。兩種模式下產生時鐘抖動的原因要建立一個高效、可靠的同步網，不僅要有高質量的時鐘源，還要有高質量的時鐘傳送通道。目前，我省在13個本地網都建立了高精度的BITS，各MSC可以將時鐘瑞口與BITS同步；MSC通過BSC與BS相連，即BS從BSC得到同步時鐘。傳送時鐘信號的有PDH和SDH兩種傳輸體制的設備混合使用。 PDH傳輸通常是采用正碼速調整技術，在低速率信號碼流向高速率復用時，采用的方式是將幀同步碼、V脈沖、C脈沖預先插入以提高支路碼流。例如一個2.048Mbit／s的E1信號通過復用前的碼速調整后速率變為2.112Mbit／s，然后將4個支路依次復用成8.448Mbit／s的信號，在接收端再將插入的幀同步碼、V脈沖、C脈沖—一剔除。這樣在插入和剔除相關比特時，就會產生抖動，這個抖動在傳輸同步時鐘時就會產生損傷。幀同步碼和插入標志碼的插入和剔除是有一定規律的，由此帶來的抖動損傷可以通過濾波器濾除。而插入碼由于在幀結構中沒有具體的結構位置，是一組隨機的、不確定的碼流，不易處理。通常PDH傳輸設備引起的抖動就是由插入碼引起的，好在插入碼在整個幀結構中的比例非常小，其影響幾乎可以忽略不計。 SDH傳輸體制除了采用碼速調整技術以外，還采用了指針調整技術以及映射技術。由于指針調整是按字節為單位進行的，一個字節8個比特，因而一次字節調整將產生8UI的相位躍交。對于140Mbit／s支路信號來說，指針調整是按3個字節為單位進行的，因而一次調整將產生24UI的相位躍變。無論哪一種情況，指針的調整過程都最終反映為準同步支路輸出抖動。指針調整的依據是傳輸系統和支路信號的相位和頻率的差異。在非劣化模式下（即正常工作），所有網絡單元時鐘最終鎖定了基準主時鐘，理想情況下不會有指針調整。但是同步分配噪聲過程是不可避免的，因而仍然可能產生少量的隨機指針調整。顯然，在劣化模式，當SDH網的源端或終端失去定時基準時，由于時鐘的頻率偏移，帶來大量的指針調整。此外，SDH利用塞入比特的方法將難同步支路信號映射進SIM－1幀結構并進行傳送，在SDH網關處去掉塞人比特和通道開銷（留下空隙）后即可恢復支路信號。這些帶有空隙的信號，雖然可以通過緩沖器和相位平滑電路減小這種映射科動的幅度，但不能完全消除，特別是幅度大、頻率低的指針調整抖動無法濾除，反映在輸出支路的抖動指標上。總之，由于傳輸機理的原因，當SDH的2M作為傳送定時信號時，其傳送的信號不再具有上級時鐘的信息，也就是說此時，其傳輸通道是非透明的。解決基站同步問題的方法 1.基站提供外部時鐘輸入端口由于SDH傳輸機理的限制，其時鐘是通過沒有經過指針調整的線路碼流傳送，在SDH的ADM以及TM設備上提供時鐘輸出端口。如果SDH設備的上游同步于BTTS，則SDH設備輸出的2Mbit／s時鐘信號是BITS透明傳送過來的“干凈”時鐘信號。當然，這就要求基站設備提供外部時鐘輸人端口。在基站設備目前不具備時鐘輸入端口的情況下，可以來用以一個2M端口作為時鐘輸人端口的組網方式。 2.傳輸提供符合要求的混合因流的時鐘方式一采用PDH傳送時鐘目前，許多BSC到BS間都采用PDH傳送同步時鐘的方式，基站本身沒有設計外接同步時鐘端口，也是基于PDH傳輸體制，由2M信息碼流中提取同步時鐘的設計思路。但隨著SDH傳輸設備的大量使用，越來越多的傳輸電路是由SDH設備溝通或者通過SDH設備轉接，純粹的PDH電路將會越來越少。這種直接采用PDH的組網方式將會越來越少。方式二采用緩存器改善SDH支路抖動前面介紹了SDH設備由于抖動等因素，使得SDH的支路信息碼流不具備透明傳輸上游時鐘的特性。但是，在非劣化模式（即正常工作），所有網絡單元時鐘最終鎖定于基準主時鐘，理想情況下不會有指針調整，有的只是同步分配噪聲產生少量的隨機指針調整。這樣我們只要將SDH設備與BITS保持同步，保證SDH設備一直工作在非劣化模式，通常就不會產生大幅度指針調整帶來的抖動。對于同步分配噪聲產生少量的隨機指針調整，由于其產生的機率比較少，帶來的科動幅度也較小。因此，只要采用一個足夠大的緩沖器將SDH的支路信號寫進去，再用SDH線路碼傳送過來的標準BITS時鐘（即ADM設備CLK－OUT端口輸出的時鐘）去讀出。使得SDH通過線路碼傳送過來的BITS時鐘映射到SDH的支路信息碼流中。方式三采用PDH設備將同步時鐘嵌入信息碼流的方式 ITU－T對SDH設備支路的最大輸出抖動容限以及PDH設備支路的最大輸入抖動容限作了具體的規范，保證了SDH設備與PDH設備在接口處的各種業務不受抖動損傷的影響。與方式二采用緩存器改善SDH支路抖動的原理類似，所不同的是沒有增加專門的緩存器，而是采用PDH設備與SDH的2Mbit／s的支路端口相連接的同時，將PDH傳輸設備通過外接同步時鐘端口與SDH傳送過來的BITS接駁。使得SDH設備通過STM－N線路碼流傳送過來的時鐘BITS信號，通過外部時鐘瑞口嵌入PDH的信息碼流中。隨著移動通信的不斷發展，越來越多的傳輸通道將由SDH設備來溝通；越來越多的設備需要保持網絡同步才能正常運行。只有我們認識網路同步的重要性，不斷跟蹤各種新技術的發展方向，了解SDH傳輸體制的特點，才能科學合理地組織網路。希望本文能夠為各地建設移動網傳輸通道以及解決移動基站同步問題時提供一點參考。

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