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大唐电信同步时钟简介

大唐电信同步时钟简介

大唐电信同步时钟简介

大唐电信科技股份有限公司

同步网是电信网的三大支撑网之一,由各节点时钟和传递同步定时信号的同步链路构成。作用是准确地将同步定时信号从基准时钟传送给同步网的各节点,从而调整网中的各时钟建立并保持信号同步,以满足通信网传递各种通信业务信息所需的传输性能和交换性能的需要。

大唐电信是国内最早从事同步技术研究,并首家取得同步产品电信入网证的厂商。所推出的GNSS-97产品完全满足ITU-T、BELLCORE和国标最新时钟标准要求,通过铷钟盘、晶体钟盘和单(双)星接收机盘的选配,满足1级基准时钟、2级加强型时钟(ST2E)、2级时钟(ST2)、3级加强型时钟(ST3E)、3级时钟(ST3)的不同组网要求,2000年获得由国家科技部、贸易部等五部委联合颁发的《重点新产品》证书。同时,GNSS-97同步定时设备以其稳定、可靠、准确和高性价比等特点,以及不断完善的设备性能和优良的售后服务,从而使其各级产品在移动、联通、电信、电力、广电等都得到了大量应用,产品遍布31个省(市),得到用户一致肯定,是全国同步设备应用最多的厂商之一。

为满足用户需要,大唐电信同步网络方案随着通信网络的发展也在不断演进。现在除频率同步产品外,还可以提供时间同步产品。

一、GNSS-97同步时钟设备系统构成

GNSS-97主要由时钟再生子系统(TSG)、时钟分配扩展子系统(TSD)及电源告警数据子系统(PAD)三个子系统组成。设备采用全模块化设计,便于进行不同的配置,如图1所示:

图一 GNSS-97系统结构

TSG由参考定时输入、受控时钟、时钟分配、性能监测和监控管理等部分组成:

1)参考定时输入部分:

卫星信号:系统提供两个接收机盘,可单独配置或备份使用。可以接收单GPS、单GLONASS、GPS/GLONASS混合模式;

地面信号:配置2个2M地面信号接收盘和一个STM—1接收盘(选件),可同时接收8路2048Kb/s或2048KHz信号和2路STM—1信号。2)受控时钟部分:配置主备两个高品质的铷原子振荡器或双恒温槽高稳晶体钟作为本振信号。

3)时钟分配部分:主子框(TSG)配置4张输出盘,提供2048Kb/s 或2048KHz信号输出,每盘24个输出端口。具备独立输出或备份输出功能。

4)性能监测部分:对输入信号的性能监测。

5)监控管理部分:对整个系统的工作状态进行监控管理及告警,同时提供时间服务器的时间输出口,输出网络时间同步信息。

TSD提供4个扩展子框,每个子框配置14张2048Kb/s或2048KHz 信号输出盘,每盘24个输出端口。具备独立输出或备份输出功能。 PAD由电源输入、系统总告警和网管数据通道组成。具备机架主备电源输入,可闻可视告警及2048Kb/s或64Kb/s网管通道接口转换功能。

除提供频率同步信号外,GNSS-97还可以提供1PPS、NTP、TOD(IS-95)、IRIG-A/B、DCLS 等类型的时间同步信号。

二、产品特点

▲采用独家的RDCS(卫星信号直接控制铷钟)及内置DDS先进技术,最大程度的减少了单盘、机框数量,减少了故障点,设备运行更为可靠,同时也

增强了整机抗干扰性。

大唐电信同步时钟简介

一体化设计思路非一体化设计思路由上图可以看出,一体化的设计思路使BITS接收卫星授时信号并直接控制铷钟(或晶体钟)的输出,减少了中间环节,可以获得优秀的输出性能,提高系统可靠性。大唐电信同步设备能接收卫星信号和地面信号,可以人工或自动设置主用信号。在正常情况下,时钟设备以接收卫星定时信号为主用,作为所在同步区的基准时钟,其定时输出优于ITU-T G.811建议;当卫星系统失效时,LPR时钟设备转为跟踪地面定时信号的特殊情况下,转为二级钟BITS,此时的定时输出优于ITU-T G.812建议。

▲GNSS-97产品系列全,升级扩容方便可根据用户需要灵活配置1级、2级加强型、2级、3级加强型以及3级节点时钟。

升级:按照BELLCORE相关一级时钟定义设计,能够通过拔插相关单元盘完成系统升级: ST3 (晶体钟)→ ST2(铷钟)→ LPR;BITS → GPS+BITS →GPS/GLONASS+BITS。

扩容:预留扩展输出总线并最多可以扩展4个输出框。满配置情况下,独立输出端口最大可以扩展至1440路;冗余工作方式输出端口最大可扩展至624路。

▲分布式供电,每一个单盘都有独立的电源模块,具有安全的电源过流过压保

护及防止雷击等保护性措施,系统稳定性强。

▲内置时间服务器,不需要另加设备即可直接输出高精度时间同步信号(UTC 标准时间),精度达到毫秒级,能充分满足准确同步动作,准确确定事件时

间、动作顺序,准确计时计费,准确网管控制以及继电保护系统、调度自动

化等各种系统对时间同步的要求,提供了全行业的时间同步解决方案。内置

时间服务器,即可提供完善的时间同步信号,误差达到毫秒级。

时间输出信号有1PPS、TOD(IS-95)、IRIG-A/B、DCLS 等类型。另外,通

过增加软件,可以输出NTP的时间同步信号。

▲重要的功能性单盘(卫星接收机、地面参考输入、铷钟盘(或晶体钟)、管理控制盘)为双备份配置,最大限度的降低了系统的单点故障率,拔插任一块

单盘不会影响系统正常工作。而且各功能模块功能清晰独立,可维护性也很

高,是完全符合在线维护要求的。

▲设备提供2个LAN口和4个RS232口,组网方便。

网管系统采用中文界面,易于操作,实时性强,组网灵活,可完全满足电信

各级网络的管理要求。区域中心网管采用“瘦客户端”技术,将用户操作界

面和各种后台处理从逻辑上实现上分开,结构上分为三层体系结构,即客户

端,应用服务器和数据库服务器。数据库采用SQL Server系统,可靠性好,效率高,容量大。

三、GNSS-97产品性能指标

GNSS-97同步定时设备性能优良,通过国内权威机构测试。

性能项行标YD/T1012及ITU指标GNSS—97

跟踪GPS频率准确度 1E-11 1E-12

最低频率准确度5E-10〔铷钟〕

保持精度二级时钟: 1.6E-8

三级时钟: 4.6E-6

二级时钟: 3E-12/1days

5E-12/3days、3E-11/7days

三级时钟: 1E-10/1days

8E-10/3days

捕捉范围二级时钟为1.6E-8

三级时钟为4.6E-6

二级时钟为1.7E-8

三级时钟为4.6E-6

本振自由震荡频率偏差<1.6E-8 铷钟:<5E-10;

晶体钟:<5E-9;

输出相位瞬变1000秒内〔25ns—240ns〕

相位变化率20ns/14ms

100秒内优于10ns

1000秒内优于20ns

一级钟漂移产生MTIE〔100000S〕<1000ns

TDEV〔10000S〕<30ns

完全满足且有足够容余

MTIE〔100000S〕<300ns

TDEV〔10000S〕<10ns

二级钟漂移产生(铯钟参考)MTIE〔100000S〕<160ns

TDEV〔10000S〕<12ns

完全满足且有足够容余

MTIE〔100000S〕<100ns

TDEV〔10000S〕<8ns

相位不连续在2M口测试

软切换小于1/8UI 〔61ns〕

硬切换小于100ns

软切换小于15ns;

硬切换小于50ns

输出抖动0.05UI 2048KHz输出口小于0.004UI;

2048Kb/s输出口小于0.02UI

时间精度跟踪GPS时与UTC偏差

<±300ns/天

跟踪GPS时与UTC偏差<±100ns/天〔铷

钟〕;

跟踪GPS时与UTC偏差<±150ns/天〔晶

体钟〕;

输出端口数提供24路/盘输出,满配置情况下,独立输出端口最大可以

扩展至1440路;1:1备份保护,输出端口最大可扩展至624路

输出阻抗 75Ω/120Ω 75Ω/120Ω

监控管理接口2个LAN口〔TCP/IP协议〕,4个RS232口(速率9600b/s),一

个RS232本地定时性能检测口系统存储容量事件、告警记录可达60000条

时间口时间输出口:

两路1PPS、两路IRIG-A/B、两路NTP、两路TOD(IS95)

监测功能监测项目:

传输性能监测参数:LOS、CRC、BPV、AIS、OOF

定时性能监测参数:RAW、PHASE、MTIE、TDEV、Δf/f

四、设备组网应用

GNSS-97同步定时设备拥有广泛的客户群,产品在电信、联通、移动、电力、军队,以及各新兴运营商的省内骨干网和本地网上都有应用。

4.1 骨干同步网应用

华北电力同步网

华北电力骨干同步网工程于2001年6月签单。由于电力专网中微波链路还占有相当大的比例,本次同步网主要是应用于微波SDH网络。该工程在北京、天津、廊坊、唐山、秦皇岛、承德、张家口、河北、山西、内蒙、大同供电公司建立带GPS/GLONASS卫星接收机的LPR,这些节点与先期建设的华北局PRC组成华北电力同步时钟网。并在华北局新楼设立中心网管系统,通过RS-232数据口传递网管信息。

2002年8月华北电力对其传输网同步性能的测试结果表明:现有同步网很好地解决了SDH及SDH微波设备的同步问题,测试结果优于行业标准。

4.2 省内干线同步网

1)四川电信同步网

本工程于2004年2月签单,提供频率和时间同步信号。全网共21个同步节点,在成都和内江各新建一套LPR(其中成都的LPR为主用,内江LPR为备用),采用带GPS/GLONASS+GPS卫星接收机的时钟设备;在其余19个市州分公司各建一套ST2E,采用带双GPS的时钟设备。各地时钟以卫星信号为主用定时信号,

SDH传输电路提取的定时信号为备用信号,全网以准同步方式工作。除提供频率同步信号外,还提供1PPS、IRIG、DCLS以及时间协议(NTP)等类型的时间信号输出。

2)安徽联通同步网

本工程于2001年7月签单。全网共17个同步节点,分别在合肥、淮北和黄山建设带有双GPS卫星接收机的LPR,在宿州、阜阳、蚌埠、淮南、滁州、六安、巢州、芜湖、马鞍山、宣州、铜陵、安庆、池州和毫州等14个地市建设带有GPS 卫星接收机的ST2E。在合肥设立中心网管系统,采用G.703接口方式,对整个同步网进行管理。

3)内蒙移动同步网

内蒙移动同步网于2002年11月签单。该工程共建设23套设备,包括1套带GPS+GPS/GLONASS卫星接收机的LPR,10套带GPS卫星接收机的时钟设备和12套BITS设备。网上带有卫星接收机的设备以卫星信号为主用信号,BITS设备接受本业务区移动通信楼定时信号的分配。该工程的建设完全能够保证内蒙移动通信业务对同步性能的要求。

4) 吉林电力同步网

本工程于2001年4月签单。该工程共10个同步节点,在吉林省局、吉林局各建立一套LPR,采用GPS/GLONASS+双铷钟的配置,作为全网的基准时钟源。这两套基准时钟通过地面光纤链路传送定时信号到其他各同步时钟节点,作为其他节点的备用参考定时。在长春、四平、延边、辽源、白山、通化、松原、白城等8地市建立加强型二级时钟。本工程吉林省公司设立中心网管系统,通过DDN网(64K同向数据口)方式传送网管信号。工程开通至今,客户反映设备性能稳定,运行安全可靠。

4.3 本地同步网

1)山东济宁电信同步网

本工程于2001年2月签单。由于对通信质量要求较高,本次工程共16个同步节点,分别在济宁21局、济宁31局设置带有GPS卫星接收机的LPR,在兖州、曲阜新局、泗水、铁西、微山、鱼台、金乡老局、嘉祥新局、梁山和汶山设置带有GPS卫星接收机的ST2E,在曲阜老局、邹城、金乡新局和嘉祥老局建设ST2E。本工程在济宁21局设立中心网管系统,通过2Mb/s方式传送网管

信息,管理整个同步网的运行情况。

2)上海电信同步网

本工程于2003年10月签单。随着电信无线市话业务的开展,需要高精度的时钟来保证PHS基站切换的成功率和切换效率。本次上马的27套时钟设备全为晶体钟配置的三级时钟,与上海电信原有的一级基准时钟、二级时钟形成主从同步网络。工程的开通能提高网络时钟的准确度,提高通话质量,避免切换、掉话等现象的频繁出现,为上海电信通信网提供优良的网络同步支撑服务。

组网见附图。