Фазовые дрожания и их нормирование относительно проскальзываний

 

Для нормирования цифровых трактов установлена связь между числом проскаль­зываний и фазовыми дрожаниями через серию Рекомендаций МСЭ-Т (рис. 5.30). При этом нормируются джиттер и вандер.

Целями нормирования джиттера являются:

- исключение накопления джиттера в цепи последовательно соединенного гене­раторного оборудования сети синхронизации;

- обеспечение устойчивости генераторного оборудования к входному джигге­ру, исключение при этом фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) из высо­кочастотной шумовой составляющей дрожания тактового сигнала;

- обеспечение допустимого уровня джиттера, генерируемого оборудованием;

- обеспечение оптимальной передачи (фильтрации) джиттера генераторным оборудованием;

- снижение вероятности проскальзываний и ошибок в цифровых сигналах из-за дрожания фазы;

- устранение неуправляемых проскальзываний из-за переполнения буферной па­мяти.

Для реализации перечисленных целей нормированию и контролю полежат три характеристики джиттера:

- генерация джиттера в цифровой сети (нормируется максимальное значение на любом выходном интерфейсе);

- передача джиттера в цифровой сети (нормируются передаточные характери­стики оборудования для сигнала тактовой частоты);

- устойчивость к джиттеру входных интерфейсов оборудования.

На рис. 5.31 представлен дрожащий цифровой сигнал и его идеальные значащие моменты, по отношению к которым определена амплитуда и размах джиттера.

 

В качестве нормированного значения джиттера на выходе любых цифровых ин­терфейсов принимается амплитуда дрожаний на единичном интервале UI (Unit In­terval) для заданных частотных спектров дрожаний. При этом часто используется и относительная величина амплитуды, представляющая собой отношение АЛЛ, кото­рое может выражаться и в процентах. Примеры предельных норм относительной амплитуды дрожаний на выходе некоторых цифровых интерфейсов в нормирован­ных полосах частот представлены в табл. 5.4, а соответствующие фильтры полос частот для измерения представлены на рис. 5.32.

 

При прохождении цифровых сигналов через цепочку регенераторов и мультип­лексоров происходит наибольшее накопление фазовых дрожаний. Для определения требований к устройствам поддержки тактовых частот вводится нормирование пе­редаточной характеристики дрожаний тактового сигнала, которое определяется ко­эффициентом передачи:

 

где А_вых и А_вх — относительные амплитуды выходного и входного дрожаний для определенных полос частот и типов регенераторов.

Для оценки накопления относительной амплитуды джиттера в регенераторах и мультиплексорах, включенных в цепочку, рекомендовано использовать формулу [52]:

 

где А — относительная амплитуда дрожания на выходе одного регенератора или мультиплексора; N — число последовательно включаемых регенераторов или мультиплексоров. Так при 20, амплитуда увеличивается в 2,11 раза.

Таким образом, на основе оценок и нормативов в транспортной сети можно оп­ределить ограничения по количеству включаемых сетевых элементов в одну це­почку и, соответственно, дистанцию передачи тактового синхросигнала.

 

Нормирование устойчивости к входным фазовым дрожаниям необходимо для исключения отказа в работе при переключении внешних источников синхрониза­ции сетевых элементов.

При нормировании величины вандера учитываются его различные источники:

- удлинение и сокращение кабеля при изменении температуры, вызывающие искажения фазы сигнала тактовой частоты и задержки распространения сиг­нала синхронизации; вандер для различных кабелей следующий: оптоволокно — 80 пс/(кмхград°С), медные провода — 725 пс/(кмхград°С);

- вандер от преобразований цифровых сигналов, движения указателей и про­скальзываний;

- вандер из-за старения оборудования и суточного изменения температуры по­мещений, где расположено оборудование.

Различные источники порождают различные частоты генерации вандера. При нормировании вандера используется эталонная модель сети синхронизации МСЭ-Т (рис. 5.33), в которой предусматривается один первичный эталонный генератор (ПЭГ) с долговременной стабильностью частоты не хуже 1x10 несколько вто­ричных или ведомых задающих генераторов (ВЗГ) с собственной долговременной стабильностью не хуже 10~⁸ и кратковременной стабильностью КГ⁹... 10 ¹¹ (до 1 се­кунды) и нескольких генераторов сетевых элементов (ГСЭ) с собственной долго­временной стабильностью не хуже Ю^-6. В такой цепи синхронизации, которую обеспечивает тактами ПЭГ, а остальные генераторы подстраивают свои такты под такты ПЭГ, допускается величина вандера 18 мкс.

 

Контролируемым параметром вандера является ошибка временного интервала (ОВИ) — разница периодов идеального и контролируемого цифровых сигналов. При этом ОВИ может контролироваться на различных временных отрезках (от ОД с до 10⁸с).

Нарушение нормы вандера может привести к перегрузкам буферной памяти и увеличению числа проскальзываний. Поэтому в список нормируемых параметров вандера входит:

- допустимый вандер на выходе генераторного оборудования;

- устойчивость к входному вандеру различных интерфейсов;

- передаточная характеристика вандера;

- допустимый вандер в нормальном режиме сети синхронизации.