時(shí)鐘技術(shù)的未來發(fā)展：向分組網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型(06-100)

　　隨著電信網(wǎng)絡(luò)從電路技術(shù)向分組技術(shù)逐步轉(zhuǎn)型，網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘與同步技術(shù)也將相應(yīng)發(fā)展，以支持新的 IP 基礎(chǔ)設(shè)施。

　　目前，電路交換網(wǎng)絡(luò)同步已有明確定義的標(biāo)準(zhǔn)，如從 SONET/SDH 降至 PDH T1/E1 等不同速率。廣為人知的構(gòu)建塊不僅便于部署，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)級、電路級和組件級的網(wǎng)絡(luò)同步。

　　不過，隨著網(wǎng)絡(luò)逐步向基于分組的基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型，時(shí)鐘與同步技術(shù)要求也將發(fā)生大幅變化。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和工作組已經(jīng)開始著手相應(yīng)機(jī)制的建設(shè)工作，以支持分組交換同步技術(shù)。可能的發(fā)展趨勢是，一層實(shí)現(xiàn)物理層同步，二層實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)交換技術(shù)，而三層則實(shí)現(xiàn) IP 路由技術(shù)。

　　完全采取 IP 技術(shù)這一遠(yuǎn)景最終將得以實(shí)現(xiàn)，不過，在很長時(shí)間內(nèi)，我們?nèi)匀恍枰郊夹g(shù)，以同時(shí)支持老式電路交換和新式分組時(shí)鐘技術(shù)的混合型互聯(lián)。本文將討論時(shí)鐘技術(shù)和線路卡同步的技術(shù)轉(zhuǎn)型問題，以及如何支持電路交換和分組網(wǎng)絡(luò)的混合型互聯(lián)。

　　TDM 時(shí)鐘卡

　　就大多數(shù)電路交換 TDM 設(shè)備而言，時(shí)鐘卡的主要組件是能夠滿足 ITU-T、ANSI和 Telcordia 相關(guān)時(shí)鐘和同步標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字鎖相環(huán) (PLL)。

　　TDM 時(shí)鐘卡負(fù)責(zé)為線路卡提供符合標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)時(shí)鐘。大多數(shù)系統(tǒng)都將包括兩個時(shí)鐘卡，以實(shí)現(xiàn)冗余并確保整個系統(tǒng)可靠、無間斷同步。適用于 T1/E1 設(shè)備的最常見時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)包括北美 T1/DS1 設(shè)備的 Telecordia GR-1244-CORE 和北美以外 E1 設(shè)備的 ITU-T G.813 option 1。

　　我們以 Telcordia GR-1244-CORE 規(guī)范為例來作一說明。采用該規(guī)范時(shí)，時(shí)鐘精度由從作為 PRS(主參考時(shí)鐘)的 Stratum 1 至 CPE(用戶端設(shè)備)的 Stratum 4 等不同的 Stratum 級決定。CO(中央局端)設(shè)備中的系統(tǒng)時(shí)鐘應(yīng)為 Stratum 3 或達(dá)到 3E質(zhì)量。

　　時(shí)鐘卡上 TDM PLL 的主要要求是保持、可控參考交換、相位瞬態(tài)容限、漂移／抖動傳輸、漂移／抖動容限以及漂移產(chǎn)生等。由于抖動的產(chǎn)生很大程度上取決于應(yīng)用，很難將背板上極低的抖動時(shí)鐘分散到整個系統(tǒng)，因此其通常是在線路卡 PLL 上處理的。

　　就傳統(tǒng)的電路交換時(shí)鐘卡而言，TDM PLL 可從多種時(shí)鐘輸入中選擇。首先，TDM PLL 會通過板上 LIU(線路接口單元)來選擇一個 BITS/SSU 恢復(fù)同步源，該同步源在外部時(shí)鐘模式中可提供 1.544 MHz 或 2.048 MHz 的參考時(shí)鐘以供使用。然后，TDM PLL 會從背板上選擇一個 8 kHz 參考時(shí)鐘，該參考時(shí)鐘作為系統(tǒng)中線路卡恢復(fù)時(shí)鐘，用于線路時(shí)鐘模式。

　　在冗余系統(tǒng)中，我們也可要求一個時(shí)鐘卡從另一個時(shí)鐘卡中選擇背板系統(tǒng)時(shí)鐘。在這種類型的冗余架構(gòu)中，一個時(shí)鐘卡指定為主卡，另一個作為從卡。主時(shí)鐘卡(或活動時(shí)鐘卡)選擇一個網(wǎng)絡(luò)參數(shù)(采用線路時(shí)鐘或外部時(shí)鐘模式)。從時(shí)鐘卡(冗余時(shí)鐘卡)選擇主系統(tǒng)時(shí)鐘并密切跟蹤時(shí)鐘，從而確保冗余系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率和相位對準(zhǔn)與主卡相對應(yīng)。一旦主時(shí)鐘卡出現(xiàn)故障，從時(shí)鐘卡可代替主時(shí)鐘卡繼續(xù)工作。在背板規(guī)范要求系統(tǒng)時(shí)鐘間嚴(yán)格實(shí)行相位對準(zhǔn)的系統(tǒng)(如 ATCA 和 H.110)中，上述這種做法是相當(dāng)常見的。