Вступ. Поняття мереж синхронізації у часи існування аналогових мереж, не набирали особливого поширення. Частково, цією причиною були надто малі швидкості, на яких здійснювалась передача між станціями. А тому синхронізація використовувалась лише для узгодження станційного обладнання, яке могло дати збій при обробці сигналу чи комутації каналів. Проте із постійним зростанням швидкостей передачі, мережі зв’язку почали потребувати синхронного обміну даних; мережі синхронізації почали використовуватись все частіше і частіше. Були розроблені нові методи для розподілу синхросигналу, структури мереж синхронізації (плезіохронна, синхронна, змішана). Розвиток мереж синхронізації привів до розробки само- синхронізуючого методу, який в наш час знаходить відмінне застосування і піддається вдосконаленням. У даній курсовій роботі описано поняття синхронізації, її використання, методи реалізації, основні схеми розподіленнями синхросигналів в ЦСП, схема розподілення сигналів тактової частоти в лініях ЦСП (принцип самосинхронізації), способи відновлення тактового сигналу, етапи еволюції мереж синхронізації, основні структури мереж синхронізації та їх загальний принцип роботи, циклова синхронізація. 1. Основні поняття синхронізації. Поняття синхронізації є досить багатозначним і в залежності від конкретних задач може набирати різного значення. Для прикладу: в електозв’язку на різних рівнях взаємодії це поняття може містити такі значення: тактова синхронізація – виділення із періодичної структури робочого синхросигналу для підтримки роботи цифрових пристроїв та узгодження їхньої взаємодії між собою. синхронізація по циклам – виділення в потоці бітів початку і кінця кодових груп, для їх правильного розподілення на приймальній стороні. синхронізація пакетів, наприклад, в АТМ або Інтернет телефонії, вирівнювання часових затримок і побудова правильної послідовності поступлення пакетів. синхронізація мультимедійних засобів, тобто встановлення необхідного співвідношення між звуком та зображенням. підтримка необхідної точності частоти радіо інтерфейсів GSM. синхронізація обладнання або комплексів устаткування по тактовим сигналам високої точності, розміщення їх в одному приміщенні, будівлі, або на достатньо великій географічній відстані. Проте незважаючи на різноманітність означень синхронізації, існує загальна суть, яка заклечається у встановленні та підтримці необхідних часових співвідношень протікання процесів в часі. В інших випадках під синхронізацією розуміють процес підстройки зв’язаних автоколивальних систем. Основні задачі синхронізації можна сформувати наступним чином: утворення детермінованих періодичних сигналів, що називаються тактовими сигналами або сигналами синхронізації; які синтезуються з великою точністю та тривалою стабільністю. Встановлення зв’язку між генераторами. Дана задача може бути поділена на дві – власне передачу синхросигналів на певну відстань та відслідковування тактової частоти на приймальній стороні. Нижче подані часові діаграми (мал.1.1), щоб показати значення часових співвідношень між тактовими сигналами ТС та сигналами даних в процесі цифрової обробки. Тактова частота необхідна для синхронізації роботи цифрових пристроїв при прийомі чи обробці даних, тобто для встановлення моментів прийняття рішення (стробування) даних. У спрощеному вигляді це показано на мал. 1.1, взаємодія цифрових пристроїв можна звести до процесів запису і зчитування даних по тактовому сигналу. Запис і зчитування проводяться в моменти часу (переважно в середині тактового інтервалу даних), визначені тактовими імпульсами (на часовій діаграмі мал. 1.1, та активується по передньому фронту тактової послідовності).
Для правильного запису (зчитування) даних необхідно підтримувати певне часове співвідношення між тактовими імпульсами та імпульсами даних, тобто синхронізм. Дану задачу можна легко вирішити в межах одного пристрою або локальної мережі. 2. Основні схеми розподілення синхросигналів в ЦСП. 2.1 Схема з центральним задаючим тактовим генератором. В цій схемі (мал. 2.1)сигнали тактової синхронізації централізовано розподіляються по всім елементам одного пристрою або мережі як для напрямленого прийому, так і для передачі. При розподіленні синхросигналу в межах одного блоку, станції як правило передбачає окремі канали (лінії) синхронізації. По суті, ця ж схема в загальному вигляді присутня при синхронізації мережі в режимі вимушеної синхронізації з одним ведучим генератором. В цьому випаду, при розподіленні синхросигналу в межах географічного розположення пристроїв, для транспортування сигналу, як правило, використовують робочі такти систем передачі, що несуть корисне інформаційне навантаження.
2.2 Схема співнапрямленої синхронізації. В даній схемі (мал. 2.2) сигнали тактової синхронізації передаються паралельно в одному напрямі з сигналами даних. Дана схема розподілення синхросигналів є більш дешева і більш надійніша (щодо виникнення аварійних ситуацій) ніж схема із задаючим тактовим генератором.
2.3 Схема проти напрямленої синхронізації. На мал. 2.3 один пристрій – ведучий, виконує роль центрального генератора, встановлюючи режим синхронізму в напрямку передачі
та прийому ведених пристроїв. В такій схемі для одного із напрямків сигнал передачі даних і сигнал тактової синхронізації протилежно напрямлені. Таку схему і інтерфейс ще називають протинапрямленими. Як правило вони використовуються при взаємодії обладнання ЦСП із ІКМ. 3. Схема розподілення сигналів тактової частоти в лініях ЦСП – принцип самосинхронізації. Даний принцип синхронізації використовується як на довгих дистанціях між містами, так і в середині однієї будівлі чи приміщенні. Цей метод ще називають «автосинхонізацією» і заключається в тому, що сигнал тактової частоти добувається із цифрового інформаційного сигналу безпосередньо у точці прийому і встановлюється з ним в необхідному фазовому співвідношенні. Для цього в кожній точці прийому в залежності від протяжності лінії встановлюється станційний або лінійний регенератор з функцією виділення сигналу тактової частоти. Основні компоненти цифрового регенератора лінії зображені на мал. 3.1. Після проходження лінії передачі, спотворений сигнал попадає на вхід регенератора, котрий виконує такі функції як підсилення та корекцію форми, виділення сигналу тактової частоти (ВТЧ) і власне самої регенерації – відновлення форми і часового положення сигналу. З мал.3.1 видно що блок виділення тактової частоти (ВТЧ) містить пристрій регулювання фази сигналу для настройки значущих моментів тактової частоти та сигналу даних відносно один одного, так як це зображено на часовій діаграмі мал.1.1а).
4. Способи відновлення тактового сигналу. Ефективне відновлення тактової частоти з приймаючого сигналу являється однією із важливих задач при розробці цифрових систем передачі. Тактовий сигнал, що генерується ВТЧ, повинен задовольняти три основні умови: мати частоту, що відповідає швидкості передачі даних (тобто якщо швидкість передачі даних 10 Гбіт/с, то частота синхросигналу повинна бути 10 ГГц); зберігати визначене фазове співвідношення з сигналом даних, забезпечувати оптимальне стробування інформаційних бітів тактовим сигналом; вносити якомога менший джиттер в вихідний сигнал даних. Оптимізація схем ВТЧ в регенераційних приладах з метою послаблення джиттера та інших дестабілізуючих факторів посвячено багато робіт. Запропоновано нові методи дозволяють відчутно покращити якість виділення тактових сигналів. З точки зору фізичної реалізації, розрізняють три основні методи виділення тактового сигналу: підстройка місцевого генератора з використанням системи фазової автоматичної підстройка частоти (ФАПЧ); резонансний (фільтровий) з використанням контуру ударного збудження; часового зсуву (затримки). 4.1 Метод ВТЧ на основі ФАПЧ. Коло виділення тактової частоти на основі ФАПЧ представляє собою систему зі зворотним зв’язком. Стандартна схема приведена на мал. 4.1. фазовий компаратор реалізований на RS-тригері, на один вхід тригера (S) поступає тактовий сигнал з виходу генератора, що керується напругою (ГКН), позначений на малюнку як S0(t), а на другий вхід (R) – інформаційний сигнал S1(t). На виході фазового компаратора формуються імпульси U1(t), з тривалістю, що пропорційна різниці фаз сигналів S0(t) та S1(t), поступаючи на вхід ФНЧ. ФНЧ подавляє пульсації і формує сигнал U2(t), який регулює частоту ГКН у відповідності до частоти вхідного інформаційного сигналу. Описана вище схема виділення тактової частоти на основі ФАПЧ достатньо проста в реалізації і отримала широке застосування в цифровому обладнані. Проте вона має ряд недоліків (джиттер, погіршення якості сигналу та інше), які особливо відчутні на великих швидкостях передачі. Це привело до удосконалення схеми ФАПЧ, пошуку нових технічних рішень. 4.2 Резонансний (фільтровий) метод ВТЧ. Загальний принцип роботи схеми ВТЧ на основі резонансного контуру зображений на мал. 4.2. Вхідна імпульсна послідовність поступає на високо добротний резонансний контур (контур ударного збудження), налаштований на тактову частоту слідування імпульсів. Після контуру сигнал, котрий по формі схожий на синусоїду, подається на пороговий детектор (підсилення-обмеження), що спрацьовує при переході від позитивного фронту через нуль. Отриманий після цього сигнал запускає місцевий задаючий генератор.
Контур ударного збудження можна розглядати як «електронний маховик»: тактова інформація може видаватись тільки тоді, коли збудження вчасно підтримується (тобто при високій густині імпульсів збудження). Довга послідовність нулів приведе до дуже рідкого збудження резонансного контуру, а це в свою чергу веде до зміщення частоти коливального контуру на власну частоту резонансу. Таким чином змінна густина імпульсів приводить до коливання фази, тобто до джиттера. Пороговий детектор, включений після контуру ударного збудження, також являється джерелом фазових коливань. Під впливом різних факторів (старіння, температурні впливи) може відбутись зміщення робочої точки порогового детектора. В результаті виникають залежні від часу зміни рівня сигналу, що і приводить до джиттера. 4.3 Метод зсуву. Даний метод виділення тактової частоти ефективний при використанні так званих «синхронізуючих кодах» (манчестерський, біфазний та інші). Найчастіше ці коди застосовуються в локальних мережах.
Принцип метода часового зсуву пояснюється на мал. 4.3, де зображена спрощена схема ВТЧ та часові діаграми. Вона включає в себе лінію затримки на час t3 (реалізовану на логічному двухвходовому елементі «І»); суматор по модулю 2 (таблиця істиності зображена нижче); одно вібратор, що формує тактову послідовність c(t) (приблизно на ¾ одиничного інтервалу); фільтрацію імпульсів з періодом Т/2. Для прикладу в схему включений інвертор, і на діаграмі зображена інвертована послідовність c(t). Таблиця істиності суматора по модулю 2. X1 X2 Y
1 0 1
0 1 1
0 0 0
1 1 0
5. Етапи еволюції мереж синхронізації. Дані етапи еволюції мереж синхронізації можна представити у вигляді таблички, що подана нижче. Етап Вид з’єднання Комутація Лінія передачі Примітки
Етап 1 – аналогові системи комутації та передачі. Аналогові ручні, а також автоматичні телефонні комутаційні станції не потребували синхронізації. Мається на увазі, що не було такої необхідності в мереженій синхронізації, проте протікання не швидких, з сучасної точки зору, процесів вимагало теж координації у часі. Наприклад, посилка сигналу «Відповідь станції», потім управлінням абонентським реле ступені групового шукання, затримка між серіями при наборі цифр і таке подібне можна розглядати як процеси синхронізації роботи пристроїв АТС в часі. Вимоги до точності і стабільності роботи генераторного обладнання аналогових систем передачі в основному визначаються якістю передачі мови і видом використовуваної при цьому модуляції – однополосної, з подавленням несучої. Людське вухо не чуттєве до розбіжності частот несучих приблизно до 10 Гц. Проблема двох генераторів вирішується просто: норми МККТТ рекомендують не перевищувати різність частот в з’єднаннях будь-якої протяжності (?12 500 км) не більше ±2 Гц. В СРСР нормою різниці частот задаючих генераторів були рівні ±2 Гц виходячи з еталонної лінії 2500 км, а для повітряних ліній зв’язку будь-якої протяжності ±3 Гц. Етап 2 (варіант1) – аналогова система комутації (АСК) та цифрова система передачі (ЦСП). Ситуація, коли ЦСП працювали в аналоговій сфері, була досить поширеною на ранній стадії розвитку цифрової передачі. Синхронізація ЦСП виконувалась по схемі, вказаній на мал. 5.1, де приведена спрощена схема цифрової лінії передачі в аналоговій сфері. При використанні такої схеми якість тактового сигналу залежала повністю від параметрів приладу виділення тактової частоти (ВТЧ), а основною проблемою було накопичення фазових зсувів в колі регенераторів.
В залежності від причин виникнення в цифрових системах передачі (ЦСП) виділяють два основних типи фазових зсувів (джиттер): випадковий та систематичний. Випадковий зсув характеризується випадковістю і не залежить від структури переданого сигналу. Причинами такого джиттера можуть бути: завади зовнішніх джерел (шум, відбиття, перехідні завади), неоднорідності та забруднення поверхонь електричних вузлів, фазові шуми в логічних схемах, температурні зміни. Щоб визначити сумарний випадковий джиттер не виході ланцюга з N регенераторів, використовують наступну формулу:
де - середнє квадратичне значення випадкового джиттера на виході одного регенератора. Систематичний джиттер характеризується процесами, що відбуваються при обробці сигналу в цифрових приладах, і залежить від конкретної системи передачі, а також від структури переданого сигналу. Основним джерелом джиттера є регенератори, коли проходить виділення тактового сигналу. Якщо вираховувати суму джиттера в ланцюгу регенераторів, то при цьому необхідно знати, що високочастотні складові значно послаблюються внаслідок низькочастотної фільтрації, в той час як низькочастотні складові джиттера (які лежать нижче частоти зрізу схеми ВТЧ) накопичуються в ланцюгу регенераторів і сумуються лінійно. Середнє квадратичне значення сумарного систематичного джиттера на виході ланцюга з N регенераторів можна визначити з формулою:
де - середнє квадратичне систематичного джиттера на виході одного регенератора. Якщо до системи передачі будуть включені скремблери (дескремблери), то сумарний джиттер буде визначатись за виразом:
де - середнє квадратичне значення джиттера на виході одної ЦСП; К – константа, значення якої міняється від 1 до 2, якщо N велике, то приймається К=2. Етап 2 (варіант 2) – цифрові системи комутації (ЦСК) та аналогові системи передачі (АСП). При такому перехідному варіанті організації зв’язку проблем синхронізації не виникало. З’єднувальні лінії між АТС аналогові, а сигнали проходять перетворення ЦАП/АЦП на кожному кінці синхронізуючись від свого генератора. На мал. 5.2 показаний приклад взаємодії двох цифрових систем комутації по аналоговій з’єднувальній лінії.
Етап 3 – цифрові системи комутації та передачі (PDH). В ЦСП на швидкості основного цифрового каналу 64 кбіт/с в цифровому транспортному середовищі виникає проблема двох генераторів з проковзуванням. На мал. 5.3 зображені місця проковзування відліків в каналах. Для боротьби з проковзуванням в цифровій мережі комутації в цифровому транспортному середовищі PDH використовують три методи: синхронізація обох напрямків передачі і прийому цифрових підстанцій або декількох зустрічних станцій від однієї центральної станції (принцип ведучий-ведений); введення мереженої синхронізації від задаючих високоточних генераторів, тобто метод створення мережі синхронізації. Даний метод зображений на мал. 5.3; підвищення точності та стабільності генераторного обладнання ЦСК. Точність та стабільність генераторного обладнання ЦСП була підвищена протягом 10 років приблизно три порядки. У таблиці 5.1 приведені основні параметри генераторного обладнання.
Таблиця 5.1 Параметр Блок 1 Блок 2
Нестабільність частоти вихідних сигналів в автономному режимі: за 90 днів за 1 рік за 15 років
?2*10-10 ?1*10-8 ?1*10-7
?1*10-9 ?1*10-7 ?1*10-6
Етапи 4 і 5 – цифрові системи комутації і передачі (SDH). Подальший розвиток цифрових методів передачі і розширення складних цифрових мереж на основі системи SDH і цифрових систем комутації призвело до встановлення більш жорстких вимог до синхронізації цифрових вузлів. Проте, лінія передачі типу (точка-точка) для SDH нічим не відрізняється від лінії передачі плезіохронної ієрархії, як це було в першому обладнанні SDH. Виникає питання: чому така транспортна система передачі вимагає синхронізації, як комутаційна система? Тому, що на неї покладені функції переключення трактів, поступаючих від різних генераторів мережі зв’язку. На мал. 5.4 зображений вузловий мультиплексор вводу-виводу, включений на пересіченні двох кілець SDH, в якому відбувається обробка цифрових потоків, поступаючих від декількох генераторів мережі, і до яких висуваються більш жорсткі вимоги щодо синхронізації. В складних мережах з декількома пере прийомами, задовольнити вимоги фазових коливань можна тільки при точній синхронізації всіх мережених елементів мережі, намагаючись уникнути будь-яких операцій з вказівниками, які можуть призвести до додаткового джиттера в переданих сигналах. Найкращим способом передачі синхросигналу в мережі SDH є передача його безпосередньо у груповому сигналі SТМ. Тактовий сигнал, виділений з сигналу SТМ, має найкращу якість, яку можна сьогодні досягти. На нього діє тільки джиттер, який вноситься лінією. Мережі SDH будуються з використанням оптичних ліній зв’язку.
6. Основні структури мереж синхронізації та їх загальний принцип роботи. Процес синхронізації передбачає забезпечення взаємодії різноманітних автоколивальних систем. Для цього використовується передача сигналів і їх захват пристроях синхронізації. Загалом існують такі структури мереженої синхронізації як плезіохронна мережа, примусова синхронізація по принципу ведучий-ведений, взаємна синхронізація, змішана синхронізація (взаємна + примусова). Повністю плезіохронна мережа (анархія). Повністю плезіохронна мережа фактично представляється стратегією відсутності синхронізації, оскільки вона не передбачає будь-яких розподілень сигналів синхронізації по мережі. Всі пристрої синхронізації працюють незалежно один від одного в межах дозволених відхилень від номінального значення частоти. При такій побудові мережі система розподілення тактових сигналів відсутня, а синхронізація вузлів залежить від точності місцевих генераторів. Тому вони повинні мати дуже хороші робочі характеристики, а також регулярно підстроюватись для компенсації відхилень частоти із-за старіння. Примусова синхронізація по принципу ведучий-ведений. При використанні цієї стратегії тактова частота одного ведучого генератора керує веденими генераторами всієї мережі. Розподілення еталонного сигналу синхронізації від ведучого генератора до ведених може виконуватись по прямим каналам (зіркоподібна топологія) або вздовж лінії, включених декількох генераторів, об’єднаних в ієрархічні рівні (деревоподібна топологія). В якості ведучого пристрою синхронізації використовують дорогий високочастотний генератор. Ведені пристрої синхронізації можуть бути на багато дешевшими, найчастіше це системи з кварцовим генератором і фазовою автоматичною підстрой кою частоти (ФАПЧ). Примусова система забезпечує жорстке керування ведучим генератором. Така мережа, по визначенню, є синхронна і стійка. Тому сучасні мережі синхронізації часто будують по принципу ведучий-ведений. Взаємна синхронізація (демократія). При використанні такої стратегії кожний тактовий генератор керує всіма іншими генераторами (мал. 6.1).
Мережа побудована по принципу взаємної синхронізації – «кожний з кожним» (повна демократія) виглядає досить привабливо: немає ведучих та ведених генераторів, а лише взаємна співпраця. Проте важко гарантувати «дисциплінованість» взаємно керованих елементів. Тому така мережа та управління нею, також як і керування її соціальним аналогом, представляють достатньо складні та дорогі динамічні процеси. В даний час область використання взаємної синхронізації на мережах зв’язку обмежена. Але в тій чи іншій мірі принцип взаємодії використовують достатньо широко, наприклад для визначення всесвітнього скоординованого часу, в радіонавігаційних системах і т. п. Змішана синхронізація (взаємна + примусова). Даний варіант побудови мережі синхронізації передбачає використання принципу взаємної синхронізації для декількох вузлів центральної частини мережі, та принципу ведучий-ведений – для перефирійних пристроїв синхронізації (мал. 6.2). При цьому досягається велика надійність, і в той же час синхронізація ведучий-ведений значно спрощує проблему контролю периферійної частини системи (в порівнянні із повністю взаємної синхронізації).
7. Циклова синхронізація. Імпульсний потік у ЦСП складається з кодових груп декількох джерел сигналів, об’єднаних при передаванні. Кодові групи різних джерел чергуються, утворюючи цикли часового об’єднання. Розпізнавання кодових груп різних джерел під час приймання і їх правильного розподілу між приймачами забезпечує система циклової синхронізації (ЦС). Циклова синхронізація заснована на використанні надмірності групового ІКМ сигналу. Залежно від характеру надмірності розрізняють системи з цикловим синхросигналом ЦСС (штучна надмірність) і з використанням статичних властивостей переданого сигналу (природна інформаційна надмірність). У системах ІКМ застосовують системи з використанням циклового синхросигналу – групи символів, що визначають початок кожного циклу та підлягають розкодуванню під час приймання. Цикловий синхросигналу формується на передавальній станції та разом з інформаційним сигналом передається по цифровому лінійному тракту. У системах з ІКМ цикловий синхросигналу періодично повторюється на тих самих позиціях, що відзначають початок циклу. Наприклад, відповідно до рекомендації G.732, ЦС у потоках первинних ЦСП займає позицію 2–8 нульового канального інтервалу у кожну другому циклі. ЦС являє собою комбінацію 0011011. для запобігання імітації ЦС символами 2–8 в парних циклах, що не містять ЦС, символ 2 має значення «1». Відповідно до рекомендації G.742 ЦС представляє собою комбінацію 1111010000 для вторинних ЦСП з позитивним вирівнюванням у кожному циклі і займає 10 перших позицій з’являючись через кожні 838 біт. ЦС 10111000 з негативним цифровим вирівнюванням займає позиції 1–8 кожного циклу передавання і з’являється через кожні 1048 біт з періодом 125 мкс. Деякі канальні інтервали використовуються щоб передавати інформацію і при цьому частота дискретизації в них (і відповідно швидкість цифрового потоку) менше частоти дискретизації основного цифрового каналу, що має частоту 8 кГц. Інтервал дискретизації таких сигналів перевищує інтервал дискретизації основного цифрового каналу, що утворюють основний цикл. Таким чином з декількох основних циклів утвориться над цикл. Якщо ж усередині циклу повторюються групи символів від одного джерела, то вони утворюють під цикл. 8. Організація мережі синхронізації для транспортної мережі України. Найбільш підходящий метод для організації мережі синхронізації є ієрархічний. В його основі покладено центральний задаючий генератор (ЦЗГ), який генерує синхросигнал з високою точністю (відносна нестабільність якого є ± 10-11 Гц), а інші ведені генератори синхронізуються від нього. Таким генератором може виступити OSA 6500 PRC, швейцарської фірми «Осцилокварц». Даний генератор є цезієвим атомним генератором. Найкращими первинними генераторами у всьому світі вважають: OSA 6500В фірми «Осцилокварц» (Швейцарія); VСH-001 фірми «Время-Ч» (Росія); LPR-PRC-DCD-521 фірми «Сімметріком» (США). Для порівняння даних первинних генераторів, нижче наведена таблиця з параметрами цих генераторів. Таблиця порівняння еталонних генераторів. Тип Time Cesium OSA-5585 VCH-1006A
Гарантійний термін 12 років для цезійової трубки, 2 роки для електроніки 5–8 років для цезійової трубки, 2 роки для електроніки 5 років для дискримінатора, 18 місяців для всього приладу
Передбачений термін служби Не визначено 20 років
Вартість X Y Z
Вартість заміни цезійової трубки чи водневого дискримінатора 50–70% вартості X 50–70% вартості Y Приблизно 1% від вартості Z
ЦЗГ можна встановити у Києві, а решта міст можуть виступати вузлами мережі синхронізації. Проте для збереження коштів, в якості вузлів виберемо певну кількість міст, до яких будуть належати Львів, Одеса, Дніпропетровськ, Харків. Решта міст будуть отримувати синхронізацію від тих вузлових міст, до яких вони найближче розташовані. Розподіл міст за вузлами буде мати такий вигляд: за Львовом будуть закріплені такі міста як: Луцьк, Рівне, Тернопіль, Хмельницький, Івано-Франківськ, Чернівці, Ужгород; за Одесою – Миколаїв, Сімферополь, Херсон, Севастополь; за Дніпропетровськом – Кіровоград, Донецьк, Запоріжжя; за Харковом – Суми, Луганськ, Полтава. за Києвом – Житомир, Черкаси, Чернігів, Вінниця. Для забезпечення надійної роботи мережі необхідно встановити додаткові вузлові зв’язки, щоб у разі аварії на лінії не довелось припиняти роботу станції на час її ремонту. Тобто у цьому випадку один вузол повинен мати резервну лінію по якій він зможе синхронізувати свою роботу з іншими вузлами та станціями (що синхронізуються від цього вузла). Для забезпечення такого резерву, можна прокласти такий кабель, у якому декілька волокон (в залежності від того скільки стиків синхронізації має первинний генератор, які еталонні сигнали синхронізації генерує) будуть використовуватись для передачі синхросигналу, а інші для резерву. Але нажаль даний спосіб не завжди є вірним, так як аварія на лінії найчастіше відбувається із-за механічних ушкоджень, а це значить що можуть бути пошкодженні не тільки працююче волокно – а й весь кабель, разом з резервним. Тому запасним варіантом є утворення зв’язків між самими вузлами. Так як утворювати зв'язок львівського вузла із харківським є економічно невигідно, то найкраще утворити зв'язок з одним найближчим вузлом. В нашому випадку найкраще утворити зв’язки Львів-Одеса, Дніпропетровськ-Харків (мал. 8.1). Для підвищення надійності можна використати зв'язок Одеса-Дніпропетровськ або ж використати приймачі еталонних сигналів супутникових радіонавігаційних систем (ГЛОНАС/GPS); ці заходи не є обов’язковими, але з них можна скомбінувати вигіднішу структуру мережі синхронізації. Якщо детальніше розглянути карту, то можна помітити, що відстань між Одесою та Дніпропетровськом значно менша ніж відстань між Львовом та Одесою; тому з точки зору економіки буде ефективніше і заощадливіше провести резервний зв'язок між Одесою та Дніпропетровськом, а зв’язок Львів-Одеса відмінити. Тоді виникає питання: яким способом львівський вузол буде синхронізуватись в разі аварії на основній лінії? Відповідь досить проста: у Львові необхідно поставити приймач еталонних сигналів супутникових радіонавігаційних систем (ГЛОНАС/GPS). На мал. 8.2 зображена структура мережі синхронізації з GPS приймачем у Львові.
У вузлових містах необхідно розмістити вузлові задаючі генератори, прикладом яких можуть бути генератори SASЕ 5548В чи інші моделі SASЕ, від фірми «Осцилокварц», яка також пропонує генератори для синхронізації від вузлового обладнання: OSA SDU 5533C, OSA SDU 5530C. Окрім цього у вузлах мережі синхронізації (тобто у Львові, Одесі, Дніпропетровську, Харкові) необхідно встановити приймач-синхронізатор (ним може бути VСH-311, як джерело додаткового еталонного генератора) та автоматизований блок синхронізації і розгалуження сигналів синхронізації НР 55400А. Дана апаратура допомагає якісніше отримувати сигнал синхронізації та ефективніше і якісніше передавати його генераторному обладнанню нижчих рівнів. Структура зв’язків вузла з іншими містами відображена на мал. 8.3-8.7; де пунктирною лінією зображено резервні зв’язки.
У даних структурах деякі міста мають резервний зв'язок із другорядними містами (ті що синхронізуються від іншого вузла), це пояснюється ти що відстані між цими міста є значно меншими ніж відстані із однорідними. А це означає що можна зберегти кошти при встановленні мережі прокладаючи коротші зв’язки. Взагалі у мережах синхронізації не грає ролі те, через скільки часу прийде синхросигнал. Але нормується зміна затримки між синхросигналом та інформаційним сигналом в межах доби, яка не повинна перевищувати 18 мкс. Для мереж синхронізації також як і для звичайних мереж передбачена система керування мережею. У даний час є дві версії систем для керування мережею синхронізації: Sync View фірми «Осцилокварц» та Time Pictra фірми «Сімметріком» (США). Sync View має ієрархічну структуру і є найпідходящою для нашої проектованої мережі. В даній системі керування є центральне над всіма регіональними мережами (вузлами). Центральне керування дозволяє керувати роботою не тільки вузлів, які синхронізуються від центрального генератора, а й роботою генераторного обладнання що підвладне своєму вузлу. Time Pictra на відміну від Sync View є однорівневою системою.
Висновок. Розробка мережі синхронізації на території України є досить важливою. Раніше сигнал синхронізації зазвичай виділявся з випадкового інформаційного сигналу, як скриті в ньому періодичності. Проте в теперішній час в більшості країн синхронізація роботи обладнання інформаційних інфраструктур здійснюється національними мережами синхронізації, відокремленими від інформаційних мереж. Цьому переходу. Від «вбудованої» до виділеної мережі синхронізації, в основному сприяли два фактори: 1) широкомасштабне використання сучасного різнотипного імпортного і вітчизняного цифрового обладнання, перш за все цифрових систем передачі і комутації, забезпечення отримання споживачами розширеної номенклатури послуг та служб електрозв’язку, а й товарів; втілення сучасних мереж фіксованого та рухомого радіозв’язку, супутникових каналів, виділених ліній. 2) синхронізація представляє собою основу первинної мережі в незалежності від того на основі якої технології вона побудована. Вузли мережі синхронізації не повинні без необхідності повторювати вузли зв’язку інформаційних чи телекомунікаційних мереж. У даній курсовій запропонована деревовидна мережа синхронізації. Але крім неї є ще один варіант реалізації, який є більш надійний при аварії і забезпечує кращий синхросигнал у всіх містах. Така структура є аналогією до структури мережі синхронізації у Росії, її основі покладено радіальну структуру; тобто від міста де знаходиться ЦЗГ проходять зв’язки «напряму» до всіх міст, які виступають вузлами мережі синхронізації. При аварії, резервним джерелом синхронізації є GPS приймач, який отримує сигнал від супутника і може синхронізуватись довгий період часу доки не будуть проведені ремонтні роботи. При такій структурі у кожному місті був би безперебійний синхросигнал найкращої якості. Але така реалізація мережі є досить дорогою, так як треба багато коштів затратити на прокладання окремого кабелю для кожного міста; крім цього треба затратити більше коштів на обладнання, так як деякі міста будуть синхронізуватись не від вузла як раніше, а від самого ЦЗГ, а отже необхідно встановити краще обладнання.
