中级通信工程师

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同步网的主要技术指标

同步网的主要技术指标包括抖动、漂移、滑动和延时，本模块主要介绍滑动、抖动和漂移、时间间隔误差这几个指标。

一、滑动

1、滑动的由来

每个交换局都装有数字交换机，图1是将其中一个加以放大来说明其内部简要结构的。在每个交换机中数字信息流是以其流入的比特率接收并存储在缓冲器中，即以流入信息流的比特率作为缓冲器的写入时钟，而进入数字交换网络(DSN)的信息流的比特率又必须与本局的时钟速率一致，故缓冲器的读出时钟应是本局时钟。很明显，缓冲器的写入时钟速率和读出时钟速率必须相同。

若写时钟和读时钟在同一基准频率上下有偏差，当写时钟和读时钟之间误差积累到一定程度时，在数字信号流中将产生滑码。

产生滑码的分析：

以缓冲器的容量为1bit为例来讨论滑码的产生。设写时钟频率为fa,读时钟频率为fb,写脉冲和读脉冲之间的时间间隔称为读写时差Td.

若fa > fb,读写时差随时间增加而增加。当它超过1bit时，则产生一次漏读现象，这时将丢失一个码元，同时读写时差将产生一个跳跃;

若fa < fb,当读写时差减少至0时则产生一次重读现象，这时将增加一个码元。

这种码元的丢失或增加称为滑码(也叫滑动)，滑码是一种数字网的同步损伤。

当缓冲器的容量为1bit时，滑码一次丢失或增加的码元数为lbit,这时将引起帧失步，从而造成在失步期间全部信息码元的丢失。解决的方法是扩大缓冲器的容量，当缓冲器的容量为l帧时，滑码产生的情况如下：

fa > fb,即对于缓冲器是写得快而读得慢，缓冲器存储的码元逐渐增加，当增加至一帧时，将产生一次滑码，从而丢失l帧的码元;若fa < fb,这时滑码一次，码元将增加1帧。

在实际的数字交换机中，缓冲器的容量可为1帧或大于1帧，把滑码一次丢失或增加的码元数控制为l帧。这样做的优点有两个：一是减少了滑码的次数，二是由于滑码一次丢失或增加的码元数量为l帧，防止了帧失步的产生。这种滑码一次丢失或增加一个整帧的码元常称为滑帧，由于滑码一次丢失或增加的码元数是确定的，因此也常称其为受控滑码。

2、滑动的影响

滑动对不同的通信业务会产生不同的效果，信息冗余度越高的系统，滑动的影响就越小。

滑码对语音的影响

滑码对语音的影响较小。对于PCM基群，一次滑码将丢失或增加一个整帧，但对于64kbit/s的一路语音信号则丢失或增加一个取样值，这时感觉到的仅是轻微的咔嗒声。由于语音波形的相关性，因此能够有效地掩盖这种滑码的影响，对于电话而言，可以允许每分钟滑码5次。

滑码对信令的影响

对于PCM系统中的随路信令而言，滑码将造成复帧失步。复帧失步后的恢复时间一般为5ms.因此，一次滑码将造成随路信号5ms的中断。对于公共信道信令，由于ITU-T No.7信号系统采用检错重发(ARQ)方式，发生滑码以后则要求发端将有关的信令重发一次，因此滑码将使呼叫接续的速度变慢，而不致造成接续的错误。

滑码对数据的影响

对于64kbit/s及中速的数据，滑码造成丢失或增加的数据可以为检错程序所发现，并要求前一级将此数据重发，虽然不会发生错误，但延迟了信息传送时间，降低了电路利用率。如果要求无效时间小于1%~5%,则每小时可以允许滑码发生l~7次。

二、抖动和漂移

同步网定时性能的重要指标为抖动和漂移。

抖动和漂移的定义：

数字信号的抖动定义为数字信号的有效瞬间在时间上偏离其理想位置的短期变化，而数字信号的漂移定义为数字信号的有效瞬间在时间上偏离其理想位置的长期变化。

抖动和漂移具有同样性质，即从频率角度衡量定时信号的变化，通常把往复变化频率超过10Hz的称为抖动，而将相位变化小于10Hz的称为漂移。

抖动和漂移的产生：

在实际系统中，数字信号的抖动和漂移受外界环境和传输的影响，也受时钟自身老化和噪声的影响，一般在节点设备中对抖动具有良好的过滤功能，但是漂移是非常难以滤除的。漂移产生源主要包括时钟、传输介质及再生器等，随着传递距离的增加，漂移将不断累积。

三、时间间隔误差

定时精度通常用频率误差来表示，但对于交换机的定时精度，受到限制的是帧调整器中缓冲存储器溢出或取空的速度，显然用相位误差或时间误差来表示更合适。但是，相位误差与工作频率有关，而时间误差与工作频率无关，因此时间误差更适合于描述交换机节点的定时要求。同时，考虑到长期和短期的定时精度并不相同，又加入了测量时间间隔这一因素，因此定时要求将用时间间隔误差(TIE)这一概念来描述。

时间间隔误差的定义：

时间间隔误差是在特定的时间周期内，给定的定时信号与理想定时信号的相对时延变化，通常用ns、 或单位时间间隔(UI)来表示。

时间间隔误差的描述：

考虑到在较长的测量周期内时间间隔误差主要是由定时信号的频率误差引起的，而在较短的测量周期内时间间隔误差主要是由定时信号的抖动和漂移等因素引起的。因此，时间问隔误差用频率误差和抖动(或漂移)成分的两项内容之和来描述。

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