2.6.1 Нормативы фазовых дрожаний
Нормирование параметров фазовых дрожаний (джиттера и вандера) заключается в том, чтобы:
- исключить накопление джиттера в цепи последовательно соединенного генераторного оборудования сети ТСС;
- обеспечить устойчивость генераторного оборудования к входному джиттеру путем исключения цепи ФАПЧ от высокочастотного шума тактового сигнала;
- не допустить превышения уровня джиттера, генерируемого оборудованием;
- обеспечить фильтрацию джиттера генераторным оборудованием;
- снизить вероятность появления ошибок в цифровых сигналах из-за дрожания фазы;
- устранить неуправляемые проскальзывания из-за переполнения эластичной памяти.
Нормируемые характеристики дрожаний приведены в рекомендациях МСЭ-Т G.823 и G.825 для ПЦИ и СЦИ систем соответственно. Нормирование определено для сигналов ПЦИ: 2,048 Мбит/с; 8,448 Мбит/с; 34,368 Мбит/с; 139,264 Мбит/с, а также для сигналов СЦИ: STM-1.STM-4, STM-16, STM-64.
Нормы устанавливаются на следующие характеристики дрожаний фазы:
- максимальное значение дрожаний, которое не должно быть превышено на любом выходном интерфейсе цифровой сети
- передаточные характеристики дрожаний цифрового оборудования (регенераторов);
- устойчивость к дрожанию фазы входных портов оборудования нормируется нижним пределом амплитуды дрожаний, не приводящим к сбоям и отказам.
Максимальное значение дрожаний фазы контролируется на любом цифровом иерархическом стыке, в том числе, на стыке синхросигнала. Нормативами установлена схема измерений фазовых дрожаний (рисунок 2.49) и предельные показатели дрожаний на интерфейсах ПЦИ и СЦИ (таблицы 2.9, 2.10)
Рисунок 2.49 Схема измерений фазовых дрожаний.
Передаточные характеристики
дрожаний цифрового оборудования оцениваются через коэффициент передачи
на фиксированной частоте:
Р = 20 lg (Авых / Авх),
где Авых и Авх - амплитуды фазовых дрожаний на выходе и входе цифрового
оборудования.
Нормы приведены в рекомендации МСЭ-Т G.958 для регенераторов СЦИ (таблица
2.11) двух типов (А и В). При этом тип регенератора определяется видом
передаточной характеристики. Нормы на регенератор типа В не зависит
от скорости передачи.
Для оценки накоплений фазовых дрожаний в цепи регенераторов рекомендовано
использовать следующую формулу: 
,
где, А - амплитуда дрожаний на выходе одного регенератора, AN - дрожания
на выходе цепи из N-регенераторов. При количестве регенераторов, равном
20, амплитуда джиттера увеличивается в 2,11 раза.
Таблица 2.9 Предельные нормы на амплитуду фазовых дрожаний на выходе трактов ПЦИ
Тракт |
fi
(Гц) |
f3
(кГц) |
f4(кГЦ) |
B1(UI) |
B2(UI) |
64 кбит/с 2,048 Мбит/с 8,448 Мбит/с 34,368 Мбит/с 139,264 Мбит/с |
20
20 20 100 200 |
3 48 3 10 10 |
20 100 400 800 3500 |
0,25 1,5 1,5 1,5 1,5 |
0,05 0,2 0,2 0,15 0,075 |
Таблица 2.10 Предельные нормы на амплитуду фазовых дрожаний на выходе трактов СЦИ
Тракт |
fi
(Гц) |
f3
(кГц) |
f4
(КГЦ) |
B1(UI) |
B2(UI) |
STM-1 STM-4 STM-16 |
500 1000 5000 |
65 250 1000 |
1,3 5 20 |
1,5 1,5 1,5 |
0,15 0,15 0,15 |
Таблица 2.11 Нормы на передаточные характеристики регенератов CЦИ
STM-N
тракт Тип регенератора |
fc
(кГц) |
Р(дБ) |
STM-1
(А) STM-1 (В) STM-4 (А) STM-4 (В) STM-16 (А) STM-16 (B) |
130 30 500 30 2000 30 |
0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 |
Устойчивость к фазовым дрожаниям на входе оборудования цифровой системы оценивается с помощью неизменного сигнала синхронизации. Нормативы по этому показателю изображены в виде графика на рисунке 2.50 и приведены в таблице 2.12.
Таблица 2.12 Нормативы на устойчивость входных портов ПЦИ
Скорость,
кбит/с |
Амплитуда
(UI) |
Частота |
|||||||
АО |
А1 |
А2 |
А3 |
fo, Гц |
f1, Гц |
f2, Гц |
f3, кГц |
f4, кГц |
|
64 |
1,15 |
н/д |
0,25 |
0,05 |
1,2х10-5 |
20 |
600 |
3 |
20 |
2048 |
36,9 |
18 |
1,5 |
0,2 |
1,2х10-5 |
20 |
2400 |
18 |
100 |
8448 |
152 |
н/д |
1,5 |
0,2 |
1,2х10-5 |
20 |
400 |
3 |
400 |
34368 |
618,6 |
н/д |
1,5 |
0,15 |
н/д |
100 |
1000 |
10 |
800 |
139264 |
2506,6 |
н/д |
1,5 |
0,075 |
н/д |
200 |
500 |
10 |
3500 |
н/д - нет данных
Из таблицы 2.12 видно, что область выше частоты fi является областью
джиттера, а в области между частотами fo и fi находится частота 10 Гц,
разделяющая понятия джиттера и вандера. Для любой скорости передачи
на сверхнизких частотах (1.2 * 10-5 Гц- период 23 часа) нижняя
предельная граница в долях UI имеет разное значение, однако абсолютное
значение амплитуды в мкс на всех скоростях совпадает и равно 18 мкс.
Это соответствует предельному допустимому значению вандера на интерфейсах
цифровой сети, которое определено рекомендациях МСЭ-Т: G.811; G.812;
G.813; G.823; G.825.
Нормирование вандера основано на эталонной модели сети синхронизации, представленной в рекомендации МСЭ-Т G.803 и описанной в ряде российских отраслевых документов. Эталонная модель составлена из одного ПЭГ, нескольких ВЗГ и ГСЭ, которые образуют последовательную цепь синхронизации. При этом число ВЗГ в цепи не должно превышать 10, число ГСЭ между двумя ВЗГ не должно быть более 20, общее число ведомых генераторов (ВЗГ+ГСЭ) в цепи не должно превышать 60. Для такой цепи синхронизации суммарное наихудшее значение вандера должно быть не более 18 мкс. Это значение вандера нормативно распределяется согласно G.812 следующим образом:
- вандер между ПЭГ и ВЗГ - 6 мкс;
- вандер между ВЗГ - 4 мкс;
- вандер на выходе ВЗГ - 1 мкс.
При нормировании характеристик ПЭГ (в англоязычной литературе это PRC, Primary Reference Clocks) указывается стабильность частоты долговременная (не хуже 1 х 10-11 ), предельные значения вандера и джиттера, выходные интерфейсы для сигналов 2048 кГц, 2048 кбит/с, 5 МГц, 10 МГц и другие.
При нормировании характеристик ВЗГ (в англоязычной литературе это SRC, Second Reference Clocks) указывается кратковременная (для интервала 1 с) и долговременная стабильности частоты. При этом кратковременная может составлять величину 2х10-12), долговременная – от 10-8 до 10-10. Кроме того, определяются параметры времени удержания частоты в случае потери внешнего синхронизма (режим работы ВЗГ, обозначаемый в англоязычной литературе - holdover) - от секунд до нескольких часов.
Характеристики ГСЭ определены нормативами для аппаратуры SDH в рекомендации МСЭ -Т G.813 (обозначение в англоязычной литературе SEC, SDH Equipment Slave Clocks). Собственная долговременная стабильность ГСЭ должна быть не хуже 4,6х10–6. При этом в ГСЭ может быть применен режим удержания (holdover).
ВЗГ и ГСЭ должны иметь нормированную полосу частот захвата внешней ведущей частоты от ПЭГ или ВЗГ более высокой стабильности.
Среди нормируемых параметров ПЭГ, ВЗГ, ГСЭ необходимо указать:
– максимальную ошибку временного интервала (МОВИ) (MTIE, Maximum Time Interval Error), которая показывает максимальное отклонение значащего момента хронирующего импульса от эталонного на определенном временном интервале измерения;
– девиацию частоты синхросигнала во времени или девиацию времени (ДВИ), или девиацию фазы (TDEV, Time Deviation), которая представляет собой среднеквадратическое отклонение временных интервалов на определенном временном интервале измерения. Эти зависимости считаются основными при анализе качества системы синхронизации.