OptiX 2500+ 高级培训手册optix2500+时钟配置.docx
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OptiX2500+高级培训手册optix2500+时钟配置
目录
第5章OptiX2500+时钟配置1
5.1OptiX2500+的XCS时钟模块1
5.2时钟工作模式1
5.2.1跟踪工作模式1
5.2.2保持工作模式2
5.2.3自由振荡工作模式2
5.3SSMB和时钟保护倒换的概念2
5.3.1SSMB的概念2
5.3.2SSMB在2Mbit/s时钟信号中的位置3
5.3.3SSMB和S1字节的关系3
5.3.45.3.4时钟保护倒换的概念4
5.4时钟参数的配置4
5.4.1命令行配置5
5.4.2网管配置7
5.5时钟保护倒换的配置和实现12
5.5.1时钟保护方案12
5.5.2需要配置的参数13
5.5.3网管中需要进行的设置13
5.5.4时钟保护的实现15
附件OptiX设备时钟保护原理18
附录:
缩略语35
第5章OptiX2500+时钟配置
SDH网是同步网,网中所有交换节点的时钟频率和相位都必须控制在预先确定的容差范围内,以保证网中各交换节点的全部数字流实现正确有效的交换。
否则将引起指针的频繁调整,导致支路性能劣化。
系统中时钟模块的主要功能就是向系统提供网同步时钟,从而实现整个网的同步。
5.1OptiX2500+的XCS时钟模块
OptiX2500+设备中没有单独的时钟板,其时钟模块集成在XCS板上。
XCS时钟部分采用的晶振和芯片与OptiX155/622设备上的SS13STG基本相同,位于XCS板的大板上,时钟部分和交叉部分的软件采用一起编译的方式,可以进行在线加载。
XCS时钟模块可完成基本的时钟跟踪、同步和时钟输出功能,支持两路2Mbit/s或2MHz外时钟信号的输入和输出,支持对S1字节的处理以实现时钟保护倒换。
对于外时钟接口,只支持75欧姆的输入输出阻抗;如果用户端时钟提供设备的接口阻抗为120欧姆,需要在OptiX2500+子架的外时钟接口上外接一个75欧姆/120欧姆的阻抗变换器。
外时钟信号的模式是2Mbit/s还是2MHz,通过软件设置。
XCS时钟模块的出厂缺省设置为2Mbit/s的75欧姆输出/输入。
5.2时钟工作模式
时钟模块在正常工作的时候,具有三种工作模式:
跟踪、保持和自由振荡。
5.2.1跟踪工作模式
当时钟源检测模块检测到跟踪的时钟基准源可用时,时钟模块即进入跟踪工作模式,通过锁相环使本板输出时钟锁定所跟踪的时钟基准源,最后本板输出的时钟与基准源的时钟同步。
当时钟进入锁定状态后,时钟板以一定的频率将此时鉴相电路输出数据实时保存到DSP的存储器中,以备所跟踪的基准时钟源丢失时使用。
DSP存储器长24小时,采取循环存储的方法,超过24小时的控制数据将覆盖旧的数据。
5.2.2保持工作模式
当可跟踪的全部时钟基准源都丢失的情况下,时钟模块进入保持工作模式。
此时,时钟板利用在跟踪模式下所保存在DSP寄存器中的相位比较数据反向读取输出,用来维持对本板时钟的控制,使本板输出时钟仍然满足系统运行的要求。
保持记忆功能最大的优点是当网元基准时钟源发生短时间丢失时,将不会对系统时钟产生大的影响,避免同步光传输系统产生较大的指针调整,从而保证了系统工作状态的连续性。
比如时钟源级别的配置为sl5p1&sl6p1&sets,只有当sl5p1和sl6p1都失效后,XCS才转入保持模式(未启动时钟保护倒换)。
当时钟源切换时,不清除保持寄存器的数据,而是接着以每7秒1次的频率将新的鉴相电路输出数据保存到DSP寄存器中,即采用绕接方式。
5.2.3自由振荡工作模式
当所跟踪的时钟基准源丢失时间超过24小时或跟踪模式下储存的保持数据已被取空,则时钟模块由保持工作模式进入到自由振荡工作模式。
此时,时钟模块的输出时钟精度将直接取决于38M晶振输出,完全符合±4.6ppm的指标。
5.3SSMB和时钟保护倒换的概念
5.3.1SSMB的概念
SSM——SynchronousStatusMessage,即同步状态消息,是同步网中用来表示时钟质量等级的一组编码。
目前ITU-T建议规定用四个bit来进行编码,这四bit即为同步状态消息字节(SSMB)。
在SDH传输网中,SSMB是通过SDH段开销中的S1字节(STM-N帧中第一个STM-1帧的第一个S1字节)的低四位b5~b8来传送的;而在BITS设备中,SSMB是通过2Mbit/s时钟信号的第一时隙(TS0)的某个bit来传送的。
表5-1是ITU-T已定义的同步状态信息(SSM)编码,表示16种同步源质量等级信息。
SSMB=2对应的时钟质量等级最高,SSMB=f对应的时钟质量等级最低。
表5-1同步状态信息编码
S1(b5-b8)
SSMB
SDH同步质量等级描述
0000
0x00
同步质量不可知(现存同步网)
0001
0x01
保留
0010
0x02
G.811时钟信号(PRC,一般为铯钟)
0011
0x03
保留
0100
0x04
G.812转接局时钟信号(SSU-A,一般为铷钟)
0101
0x05
保留
0110
0x06
保留
0111
0x07
保留
1000
0x08
G.812本地局时钟信号(SSU-B,一般为铷钟或晶体钟)
1001
0x09
保留
1010
0x0a
保留
1011
0x0b
同步设备定时源(SETS)信号(SEC,一般为晶体钟)
1100
0x0c
保留
1101
0x0d
保留
1110
0x0e
保留
1111
0x0f
不应用作同步
5.3.2SSMB在2Mbit/s时钟信号中的位置
如我们所知,BITS外时钟为2Mbit/s时,其结构和PCM2M基群的结构是一样的,每一帧分为32个时隙(TS0~TS31)。
只不过,BITS时钟信号中此32个时隙大部分是没有意义的,只有第一个时隙(TS0)的部分比特用来传输同步状态信息字节(SSMB)。
BITS的2Mbit/s时钟信号也分为偶帧和奇帧,奇帧的TS0用来传CRC码和帧同步信息,这与PCM2M中的TS0作用是一样的;偶帧的TS0的部分比特就用来传SSMB。
在“s1slot”参数的配置中,可以配成sa4、sa5、sa6、sa7、sa8,其含义就是指四个bit的SSMB在BITS时钟信号偶帧TS0中的位置。
以s1slot=sa4为例,这就是指每一个偶帧的TS0的八个bit中第四个bit用来传送SSMB。
但SSMB需要有四个bit组成,如何实现?
就采用连续四个偶帧的TS0的第四个bit,组成四个bit的SSMB。
这就是s1slot=sa4的含义,其实质是指明SSMB在BITS时钟信号中的位置。
如果s1slot=sa5,同样,SSMB是在连续四个偶帧的TS0的第五个bit传送的。
同样sa6,sa7,sa8。
5.3.3SSMB和S1字节的关系
需要说明的是,SSMB和S1字节的概念是有不同的:
SSMB是一组消息编码,用来表明时钟质量等级;而S1字节是SDH段开销中的一个字节,S1字节的低四位即为SSMB。
5.3.45.3.4时钟保护倒换的概念
在SDH网中,各个网元通过一定的时钟同步路径一级一级地跟踪到同一个时钟基准源,从而实现整个网的同步。
通常,一个网元获得时钟基准源的路径并非只有一条。
也就是说,一个网元同时可能有多个时钟基准源可用。
这些时钟基准源可能来自于同一个主时钟源,也可能来自于不同质量的时钟基准源(比如一主一备BITS)。
在同步网中,保持各个网元的时钟尽量同步是极其重要的。
为避免由于一条时钟同步路径的中断,导致整个同步网的失步,有必要考虑同步时钟的自动保护倒换问题。
也就是说,当一个网元所跟踪的某路同步时钟源发生丢失的时候,要求它能自动地倒换到另一路时钟源上。
这一路时钟源,可能与网元先前跟踪的时钟源都是源于同一个时钟基准源,也可能是另一个质量稍差的时钟基准源。
这就是时钟的自动保护倒换。
时钟保护倒换示意图如下图5-1所示:
图5-1时钟保护倒换示意图
ITU-T定义的SSMB和S1字节,正是用来传递时钟源的质量信息的。
利用这一信息,遵循一定的倒换协议,就可实现同步网中同步时钟的自动保护倒换功能。
5.4时钟参数的配置
对于一般的应用场合——既无外时钟的输入输出,又不要求使用S1字节进行时钟保护倒换,则时钟板的配置比较简单,仅需配置时钟源级别。
当时钟基准源为外接BITS时钟并要求时钟保护倒换功能时,配置相对复杂。
此时除了需要配置时钟源级别外,还需要配置外接BITS的类型、BITS信号中SSMB位置(S1参数)等。
5.4.1命令行配置
OptiX2500+命令行配置时钟参数的主要命令为“:
cfg-set-stgpara;”,其所有参数的详细说明参见《4.05命令行列表》,以下对该命令的常用参数进行深入说明。
●时钟源级别(syncclass)
对于一般的应用场合——既无外时钟的输入输出,又不要求使用S1字节进行时钟保护倒换,则只需要配置这一个参数。
此参数的形式为“syncclass=para1¶2¶3......”,最多可以设99个源,不能重复,优先级由高到低,取值为每个IU板位最多4个共48线路源,以及两个外部源和一个内部源。
线路源表示为“slipj”,表示第个i个IU板位的第j个光口对应的线路源。
对于支路提供的时钟源为转义的光口号,PD1、PQ1、PM1:
提供两路源,光口号为1或2;PL3:
只提供一路源,光口号为1。
ex18k表示外部源1,ex28k表示外部源2,sets表示内部源。
此参数“syncclass”的缺省值为sets,设备缺省使用优先级最高的源作为当前时钟源。
配置级别时,内部时钟源必选,并且其级别应为最低。
举例:
:
cfg-set-stgpara:
syncclass=sl5p1&sl6p1&sets;
当前时钟源应该从单板查询,参见stg-get-synsource命令。
●外部时钟源输入模式选择(insynmode)
表示输入时钟为2Mbit/s还是2MHz。
参数值为大小为2的数组,对应两路外时钟输入,取值为byte和hz。
举例:
:
cfg-set-stgpara:
insynmode=byte&byte;
●外部时钟源输出模式选择(outsynmode)
表示输出时钟为2Mbit/s还是2MHz。
参数值为大小为2的数组,对应两路外时钟输出,取值为byte和hz。
举例:
:
cfg-set-stgpara:
outsynmode=byte&byte;
●2MPLL的锁相源选择(2mpll)
即子架上时钟输出端子输出的2M时钟的锁相源选择,取值为时钟源(参数取值同时钟源级别解释),不能配置为外部时钟源。
当需要时钟板提供外时钟输出时,需要配置此项。
也就是说,时钟板外时钟输出的时钟源可通过软件设定,该锁相源与本板锁定的同步源没有直接的关系。
为了保证输出时钟和本站时钟同步,一般配置此项为内置时钟源。
举例:
:
cfg-set-stgpara:
syncclass=sl5p1&sl6p1&sets:
2mpll=sets;
●指定S1字节接收时隙(s1slot)
此参数在外时钟接入点设置,用以指示SSMB在2Mbit/s外时钟信号中的位置,以便时钟模块能从这一时隙位置正确地接收SSMB。
参数值为大小为2的数组,分别对应外部源1和外部源2的时隙数;取值为sa4、sa5、sa6、sa7或sa8。
举例:
:
cfg-set-stgpara:
s1slot=sa4&sa4;
●人工配置SSMB(s1class)
目前对于2Mbit/s和2MHz外时钟输入信号,以及支路时钟信号,可以通过此参数人工设置其SSMB的值。
参数取值为“时钟源&质量”;时钟源取值同“syncclass”参数;质量取值为0x00、0x02、0x04、0x08、0x0b、0x0f或0xff;其中0x00和0xff表示取消配置。
举例:
:
cfg-set-stgpara:
s1class=ex18k&4;
如果原来外时钟信号“ex18k”中无SSMB,或携带的SSMB为“0f”;则此命令设置后,可以理解为人工设置的SSMB覆盖了原来的值,其结果就等同于外时钟信号“ex18k”中携带的SSMB为“4”,其示意图如下图5-2所示:
图5-1人工设置SSMB示意图
实际配置结果应该从单板查询,参见stg-get-cfgs1命令。
●S1字节模式下配置时钟源ID(clkid)
在要实现时钟保护倒换时,需要在外时钟接入点设置此参数。
参数取值为“时钟子网号&时钟源&ID&时钟源&ID&时钟源&ID”,以时钟源为0xff表示结束。
时钟子网号保留给网管使用,可根据实际需要取值。
ID取值0x00~0x0f,其中0x00表示取消。
时钟源直接使用数字编码,计算公式为(i-1)*8+(j-1),其中i为IU槽位号,j为光口号(PDH为转义的光口号);外部时钟源1、2对应的时钟源取值为96和97;内置时钟源的取值为98。
举例:
:
cfg-set-stgpara:
clkid=1&96&1&97&2;
实际的时钟源ID应该从单板查询,参见stg-get-id命令。
●是否启停S1字节协议(s1mode)
一个参数,0=表示禁止;1=表示启动。
举例:
:
cfg-set-stgpara:
s1mode=1;
以上仅仅对“cfg-set-stgpara”命令的常用参数进行了说明。
如果需要知道设置的结果,以及查询其他的时钟参数,还有很多命令可以使用,参见《4.05命令行列表》。
5.4.2网管配置
在网管中选中相应网元,然后选择[配置/时钟板],即可进行网元的各项时钟配置。
下面以NES4.3.1为例,简单介绍各个选项卡的设置项,详细介绍参见相应NES和RMS网管的《操作手册》。
1.“时钟源优先级表”选项卡
对于一般的应用,在选项卡“时钟源优先级表”中设置即可,相当于命令行中设置“syncclass”参数,如图5-3所示:
图5-1简单应用下的时钟配置
该菜单中的“外部源阈值”选项相当于命令行中的“synbolt”参数,一般不用设置。
如果选中“外部时钟源1”,再单击右边的<设置>按钮,能设置“外部时钟源模式”和“同步状态字节”,相当于命令行中的“insynmode”和“s1slot”参数,如图5-4所示。
图5-2外部时钟源参数设置
2.同步状态”选项卡
如图5-5所示,这个选项卡不是用来设置的,而是用来查看系统时钟的工作状态的。
在故障处理过程中,如果需要查看时钟方面的状态,这个选项卡是必查内容。
图5-1“同步状态”选项卡
最下面一行的“同步源”显示的是网元当前跟踪的是哪一个时钟源,而不一定是优先级表中的最高优先级时钟源。
比如时钟源优先级表参数配置为“syncclass=sl5p1&sl6p1&sets”,现在时钟源“sl5p1”失效,则“同步源”一栏显示的信息应该是“6-S16-1”,即对应的是“sl6p1”时钟源。
“同步源跟踪模式”显示当前时钟工作在“跟踪”,还是“保持”,还是“自由振荡”模式。
“S1字节同步质量信息”和“S1字节时钟同步源”栏目,只有在启用时钟保护功能之后才会显示信息。
“S1字节时钟同步源”一般和“同步源”相同,“S1字节同步质量信息”即为该时钟源所携带的SSMB对应的信息。
如果在图5-3所示的菜单中选中“显示高级配置项”,则菜单中会显示很多选项卡,如图5-6所示:
图5-2时钟配置的高级配置项
3.“2M锁相源”选项卡
如图5-6所示,此选项卡中设置的都是决定OptiX网元时钟输出方式的选项,只有在网元输出时钟时需要设置。
“网元同步时钟输出(2M锁相源)”设置项,同命令行的“2mpll”参数,一般选择为“内部时钟源”;“2M输出同步源失效后的外部时钟输出方式”同命令行的“synlos”参数;“输出阻抗”同命令行的“stge1eq”参数;“输出模式”同命令行的“outsynmode”参数。
4.“时钟源恢复参数”选项卡
如图5-7所示,“高优先级时钟源恢复方式”同命令行的“backsyn”参数;“时钟源等待恢复时间”同命令行的“synrec”参数。
一般选择“高优先级时钟源自动恢复”,等待恢复时间一般使用缺省值。
图5-1“时钟源恢复参数”选项卡
5.“SSM输出控制”选项卡
如图5-8所示,可以设置是否禁止线路端口输出SSM信息,同命令行“inhibssm”参数。
一般都设置为“允许”。
图5-1“SSM输出控制”选项卡
6.“时钟源质量”选项卡
图5-1“时钟源质量”选项卡
如图5-9所示,选中某一时钟源,再按<设置>按钮,就可以人工设置此时钟源的质量等级(SSMB),同命令行的“s1class”参数。
一般应用下,我们都不人工设置SSMB,而是采用“自动提取”。
如果要查询各时钟源的质量等级信息(SSMB),按<查询实际质量>按钮查询。
7.“时钟源失效条件”选项卡
如图5-10所示,可以选择线路和支路“发生AIS告警”、“出现误码越限”作为时钟源失效的判断条件,可以复选。
图5-1“时钟源失效条件”选项卡
5.5时钟保护倒换的配置和实现
5.5.1时钟保护方案
以下图5-11所示的系统时钟图为例,6个网元通过5、6板位的S16板组成一个STM-16环,NE1为主用外时钟接入点;NE4为备用外时钟接入点。
主备用时钟的模式为2Mbit/s,其SSMB所在位置为sa4,主用BITS时钟的SSMB为4,备用BITS时钟的SSMB为8。
全网所要求达到的时钟保护方案为:
●正常状态下,NE1跟踪主用BITS,NE2、NE3、NE4站点西向跟踪,NE5、NE6站点东向跟踪,最终全网的时钟基准源统一为主用BITS;
●当发生断纤时,受影响站点的时钟源能自动倒换,最终全网的时钟基准源仍然统一于主用BITS;
●当主用BITS失效后,全网的时钟基准源最后能统一于备用BITS。
图5-1时钟保护倒换示例
5.5.2需要配置的参数
各网元需要配置的时钟参数如下所示:
NE1:
syncclass=ex18k&sl5p1&sl6p1&sets:
insynmode=byte&byte:
s1slot=sa4&sa4;
NE2:
Syncclass=sl5p1&sl6p1&sets;
NE3:
syncclass=sl5p1&sl6p1&sets;
NE4:
syncclass=sl5p1&sl6p1&ex18k&sets:
insynmode=byte&byte:
s1slot=sa4&sa4;
NE5:
syncclass=sl6p1&sl5p1&sets;
NE6:
Syncclass=sl6p1&sl5p1&sets;
对于外时钟接入点NE1和NE4,还需要配置时钟ID。
通过命令行可以配置,但是一般使用网管的<分配ID>功能更方便,而且不需要理会时钟ID分配的原则,参见下面网管设置项。
5.5.3网管中需要进行的设置
以上通过命令行设置了各网元的时钟参数后,还不能实现时钟保护倒换功能,还需要在网管中设置“时钟保护子网”的参数,并启动保护。
1.1.创建“时钟保护子网”
进入网管菜单[维护/时钟功能设置/时钟保护],如下图5-12所示:
图5-1NES网管中的时钟保护设置
按<新建子网>按钮创建“时钟子网1”,然后按<增加网元>将NE1~NE6加入此子网,如图所示。
最后点击<应用>。
2.分配时钟源ID
仍然在图5-12所示的菜单中,选中“时钟源”选项卡,然后选中其中所有的网元所有的时钟源,再选中<分配ID>按钮,系统将自动分配时钟源ID,如图5-13所示。
再点击<应用>。
图5-1分配时钟源ID
注意,在这里另外有一个<指定ID>的按钮。
“指定ID”指人工设定ID,和命令行设置时钟源ID的效果相同,一般不采用;我们一般采用“分配ID”,即由网管自动,结果NE1的“外部时钟源1”自动分配了一个ID为“1”,NE4的“外部时钟源1”自动分配了一个ID为“2”。
3.启动时钟保护
最后,仍然在此图5-12所示的菜单中,选择<允许保护>,并点击<应用>,这样就启动了时钟保护,如图5-14所示。
图5-1启动时钟保护
至此,时钟保护的各项设置完毕,包括了命令行设置和网管设置,当然命令行设置可以由网管操作取代。
注意:
如果要更改网元的时钟设置,要求在此菜单中按下<禁止保护>按钮,即停止时钟保护后,再更改相关的时钟配置参数。
5.5.4时钟保护的实现
1.QL_enable模式和QL_disable模式
QL,即“QualityLevel”,质量等级。
QL_enable模式为质量等级使能模式,或者称为SSM模式、S1模式;在此模式下,网元检测SSMB,并以此作为选择当前同步源的依据。
启动了时钟保护后(比如在网管中设置“允许保护”),网元即工作在该模式下。
QL_disable模式为质量等级不激活模式。
在此模式下,网元不检测外时钟和线路、支路信号中的SSMB,仅依据时钟源优先级表来选择当前同步源。
2.OptiX2500+中时钟保护的实现
从外时钟接口接收的SSMB直接发送到XCS板的时钟模块,线路板接收的S1字节也通过485总线,直接上报到XCS板;所以在OptiX2500+设备中,时钟保护倒换不需要主机的参与。
如果XCS板从以上源接收到的SSMB发生了变化,则在XCS板内通过软件协议的分析,系统重新确定该跟踪哪一个时钟源,从而实现了时钟同步源的倒换。
该跟踪哪一个时钟源呢?
在QL_enable模式下,时钟同步源的选择原则,可以简单概括为以下两点:
(1)配置了时钟源优先级后,网元首先从所有可用的时钟源中,选择质量级别(SSM)最高的时钟源作为同步源;
(2)当存在相同质量级别的多个时钟源时,网元选择配置优先级最高的时钟源作为同步源。
3.断纤状态下的时钟跟踪
如图5-11所示的配置和时钟跟踪方案下,当某处断纤、时钟发生保护倒换后,全网的时钟跟踪如下图5-15所示(假设NE2和NE3之间断纤):
图5-1NE2和NE3之间断纤后的全网时钟跟踪
4.主用BITS失效后的时钟跟踪
如图5-11所示的配置和时钟跟踪方案下,当主用BITS失效、时钟发生保护倒换后,全网的时钟跟踪如下图5-16所示:
图5-1主用BITS失效后的全网时钟跟踪
附件OptiX设备时钟保护原理
一、时钟保护的基本概念
1.1时钟保护的定义
在SDH网中,各个网元通过一定的时钟同步路径一级一级地跟踪到同一个时钟基准源,从而实现整个网的同步;如图1-1所示,所有网元的时钟同步于一个基准源——主用BITS。
通常,一个网元获得时钟基准源的路径并非只有一条,比如下图1-1中所示,NE4既可以跟踪西向时钟,也可以跟踪东向时钟,这两个时钟源都来源于同一个基准。
SDH网时钟同步
在同步网中,保持各个网元的时钟尽量同步是极其重要的。
为避免由于一条时钟同步路径的中断,导致整个同步网的失步,有必要考虑同步时钟的自动保护倒换问题。
也就是说,当一个网元所跟踪的某路同步时钟源发生丢失的时候,要求它能自动地倒换到另一路时钟源上。
这一路时钟源,可能与网元先前跟踪的时钟源都是源于同一个时钟基准源,也可能是另一个质量稍差的时钟基准源(比如另外一个备用BITS)。
这就是时钟的自动保护倒换。
时钟保护倒换示意图如下图1-2所示:
时钟保护倒换示意图
1.2时钟保护倒换
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