自適應網絡中的時鐘恢復

【摘要】 時鐘恢復是電路仿真業(yè)務中核心技術問題，自適應網絡因其自身獨特的工作特點對其時鐘恢復帶來一定難度。本文在淺析網絡模型的基礎上，著重探討自適應網絡中的時鐘恢復算法原理和實現(xiàn)方式。以期為今后自適應網絡中的時鐘恢復研究提供基礎。

【關鍵詞】 自適應網絡 時鐘恢復

一、前言

時鐘恢復是TDM電路仿真業(yè)務中一個核心的技術問題。以SDH網絡和PSN網絡為例，SDH網絡憑借SDH時鐘全網這個天然同步完進行傳遞可以實現(xiàn)在接收端恢復時鐘，而PSN網絡因為在不同的頻率上工作，TDM源端的時鐘需要依靠同步以太網進行傳遞。在恢復E1/T1等PDH業(yè)務時，需要對時鐘恢復進行特殊處理，以保證輸出業(yè)務能夠抖動漂移。

二、網絡模型

在不同場合下，一般采用三種網絡模型，包括同步網絡、差分網絡、自適應網絡對時鐘恢復進行處理：

2.1同步網絡

同步網絡分為完全同步網絡和完全異步網絡兩種情況。

完全同步網絡是指SDH網絡或PSN網絡組成的核心網絡處于完全同步狀態(tài)，并與主參考時鐘（PRC時鐘）同步，同時控制接入設備的時鐘，這種情況非常有利于時鐘恢復，可以通過接入設備提取與核心網絡對接的業(yè)務接口上的時鐘進行，其工作原理主要是核心網絡的時鐘與PRC同步。

完全異步網絡是指SDH網絡或PSN網絡組成的核心網絡處于完全異步狀態(tài)，這種工作狀態(tài)可以通過接入設備保證GPS/BITS完全同步，這種情況下時鐘與GPS/BITS同步，這時需要靠接收端對一定數(shù)量的數(shù)據(jù)進行緩存，才能適應網絡延時帶來的變化。

2.2差分網絡

差分網絡是指即使核心網絡完全同步，也需要接入設備擁有各自的時鐘，從而保證終端時鐘恢復的高質量。以SDH網絡的PDH傳送業(yè)務為例，PDH業(yè)務獨特時鐘特性導致其進入SDH網絡時產生比特映射抖動和指針抖動，從而難以在終端進行時鐘恢復，需要通過平滑指針抖動，才能滿足輸出要求中抖動指標。全網同步的PSN網絡存在TDM業(yè)務惡劣的運行環(huán)境，如報文丟失和延時變化等，更加劇了時鐘恢復的困難。這種情況下，可以參考同步剩余時間戳方法（SRTS）對時鐘恢復進行處理。此外，SDH網絡中PDH時鐘恢復在提供額外的帶寬條件下，也可以參考打時戳的方式進行。

2.3自適應網絡

自適應網絡是指核心網絡的每個PSN設備有各自的工作頻率和工作方式，這種差異性導致了在該網絡中實現(xiàn)TDM仿真工作時在保證同步規(guī)格的要求的同時進行時鐘恢復的困難性。因此，有必要深入探討自適應網絡中的時鐘恢復。

三、自適應網絡中的鐘恢復算法原理

通過住在下行接收側執(zhí)行兩步操作，保證數(shù)據(jù)在自適應網絡的E1/T1的仿真業(yè)務按照包的格式在PSN網絡中交互作用。兩個操作包括：（1）去包頭和并串轉換接收到的數(shù)據(jù)；（2）通過接收側需要恢復的時鐘（）去跟蹤發(fā)送側的時鐘（），以便恢復數(shù)據(jù)包中的時鐘信息。

提高接收側需要恢復的時鐘（）跟蹤發(fā)送側的時鐘（）的精度是時鐘恢復設計工作的目標。恢復原始的E1/T1數(shù)據(jù)，主要通過解包和并串轉換兩步進行，前者主要用于去除仿真業(yè)務中的爆頭，后者對各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)并串轉換。恢復原始數(shù)據(jù)的解包和并串轉換是相對較簡單的過程，如何使時鐘恢復達到最符合技術指標的工作狀態(tài)是接收側處理工作的難點和重點。

四、自適應網絡中的時鐘恢復的實現(xiàn)方式

在自適應網絡中，網絡延時有固定和抖動兩種情況，這兩種情況對報文接收有不同的影響。在網絡延時固定時，相鄰TDM電路仿真報文在確定的時間到達，從而接收時刻接收端統(tǒng)計并平均后得到固定的值。在網絡延時抖動時，報文到達的時間收到網絡實際情況影響，在一個范圍內變動，這種情況下不能根據(jù)一個固定的值對時鐘進行調整，通常采用濾波的方式對一段時間的值去除明顯不合理的報文接受時戳值，然后再控制DDS的分頻因子。

目前自適應網絡中的時鐘恢復方法主要是基于消抖緩存區(qū)占滿率和基于時間戳的兩種方法，二者各有優(yōu)缺點。基于消抖緩存區(qū)占滿率的方法可以確保頻率在小幅度范圍內波動，缺點是該方法收斂時間較長，恢復的時鐘頻率抖動較高。基于時間戳的方法恢復的時鐘頻率精度較高，性能較穩(wěn)定，缺點是不能容忍收發(fā)頻率差異導致的數(shù)據(jù)偏移，從而引起接受緩存區(qū)數(shù)據(jù)讀空或溢出的現(xiàn)象。

五、總結

本文在初步介紹網絡模型的基礎上，重點分析了自適應網絡中的時鐘算法原理和實現(xiàn)方式，并對比分析了當前進行自適應的時鐘恢復的兩種主要方法的優(yōu)缺點，為今后的相關工作提供指導作用。

參 考 文 獻

[1]楊慧，唐明，許伯銘. 自適應網絡中的流行病傳播動力學研究綜述[J]. 復雜系統(tǒng)與復雜性科學，2012（04）：63-83.

[2]陳昊，唐余亮. 基于家庭基站移動通信系統(tǒng)的自適應時鐘同步算法[J]. 廈門大學學報（自然科學版），2013（03）：333-337.

[3]陶德明，王善華，宋衛(wèi)菊. 分組網絡的同步技術與應用研究[J]. 機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2011（06）：85-87.