سيگنال اصلي در شبكه PDH سيگنال E1 با نرخ بيت Mbps 2048 است كـه شـامل32 كانـال Kbps 64 است. سيگنال هايي با سرعت هاي بالاتر از مالتی پلکسینگ سيگنال هاي E1 به دست مي آينـد. سـيگنال كـلاك لازم براي فريمبندي و مالتی پلکس، از سيگنال هاي E1 تأمين نمي شود، بلكـه هـر مـولتي پلكسـر ايـن كـلاك را از اسيلاتور محلي خود دريافت ميكند. بنابراين سيگنال هاي بالاتر از E1 با اين سيگنال سنكرون نيستند و براي تطابق سرعت هاي مختلف اسيلاتورها از تكنيك بيت هاي پرکننده اسـتفاده مـيشـود. ايـن مشـكل اساسـي در شبكه هاي PDH بود كه باعث ميشد براي استخراج سيگنال ردهپایینتر از يك جريان داده ردهبالاتر لازم بود تمامي داده هاي مولتي پلكسشده، ديمالتي پلكس شده و داده مورد نظر اسـتخراج شـود و بـه همـين منظور توپولوژي ها بهصورت نقطهبهنقطه بود.
اگر همزمانی در شبكه تأمين نشود، كيفيت شبكه افت زيادي خواهد داشـت و حتـي ممكـن اسـت عملكرد شبكه دچار اختلال شود. براي رفع اين نگراني، همه المانهای شبكه با يك كلاك مركـزي همزمان میشوند. برای سنکرون و همزمانسازی شبکه، کلاک ها دارای سلسلهمراتبی هستند. دست های از کلاکها، دقت بالاتری دارند و در موقعیت مهم تری قرار میگیرند و دست های دقت کمتر و به تبع آن در کاربردهای با اولویت پایین تر. در ادامه با این منابع کلاک کمی آشنا میشویم.
كلاك PRC يك كلاك با فركانس دقيق و با پايداري طولانیمدت است. در شرايط عادي تنها يـك PRC در شبكه وجود دارد. اما ممكن است براي امنيـت بيشـتر، يـك PRC ديگـر نيـز داشـته باشـيم تـا در شرايطي كه مرجع اصلي دچار اختلال شـد، از آن اسـتفاده كنـيم. خروجـي PRCهـا كـلاك MHz 2048 و يا سيگنال Mbps 2048 ميباشد. دقت كلاك PRC در حد مي باشد. PRC در دو نوع مركزي و توزيـع شـده با امواج راديويي در شبكه هاي SDH به كار ميرود كه در ادامه به توضيح مختصر آن مي پردازيم:
در PRC مركزي تولید کننده كلاك با نوسانات اتمي معمولاً براي توليد كـلاك از نوسـانات اتمهـاي سزيم در يك ساختار پيچيده و كنترل شده استفاده میشود. در حالت استفاده از يک PRC مركزي سـاختار شبكه همزمانی به صورتی خواهد بود كه منبع اصلي كلاك در هر گره قابلردیابی تـا PRC مركـزي خواهـد بود. در PRC توليدكننده كلاك توزيعشده با امواج GPS در اين حالت سيگنال هاي يـك PRC مركـزي بهصورت از راه دور توسط سيگنال هاي راديويي مثلاً توسط شبكه GPS بـه گيرنـده هـاي ايـن سـيگنال ها در شبكه همزمانی منتقل میشود و از روي اين سيگنال هاي راديويي كلاك مناسـب سـاخته شـده و در شـبكه توزيع ميگردد. البته ممكن است تركيبي از هر دو حالت براي شبكه همزمانی يك شبكه SDH در نظر گرفته شـده و به كار رود كه اين كار به سهولت طراحي شبكه همزمانی SDH مي انجامد.
SSUهادر مرتبه دوم از سلسلهمراتب همزمانسازی هستند و براي اهداف زير در شبكه همزمانی به كار گرفته ميشوند:
همانطور كه قبلاً ذكر شد در سطح سوم سلسلهمراتب شبكه همزمانی كه به نام SEC[3] ناميده میشود واحد همزمانی داخلي دستگاه هاي SDH يا همان SETS[4] قرار دارد كه اين واحد، سيگنال همزمانی را از منابع مختلف شبكه دريافت ميكند كه اين منابع شامل كلاك هاي بازیافت شده از خطـوط ديتـاي SDH، PDH، اسيلاتور داخلي و ورودي خارجي BITS[5] است. انتخاب از بـين ايـن منـابع برعهـدة SETS است كه اين انتخاب بر اساس جدول اولویتبندی منابع و كيفيت آنها انجام ميگيرد. شکل 1 سلسلهمراتب منابع کلاکی که تا اینجا معرفی شدهاند را نشان میدهد.
شکل 1 سلسلهمراتب منابع کلاک همزمان سازی شبکه
همانطور که در شکل 1 ملاحظه میکنید PRC در رأس این ساختار قرار گرفته است و پس از آن SSUها و SEC قرار دارند. در شبکه در صورت خرابشدن PRC و جلوگیری از نداشتن کلاک مرجع PRC ، PRCهایی بهعنوان جایگزین در نظر میگیرند. این نکته هم باید در نظر داشت که کلاک مرتبه پایینتر لزوماً کلاک خود را از کلاک یکمرتبه بالاتر خود نمیگیرد و میتواند از کلاک مرتبههای بالاتر نیز دریافت کند؛ به طور مثال یک دستگاه SEC لزوماً کلاک خود را از SSU نمی گیرد؛ بلکه میتواند از کلاک PRC به طور مستقیم و یا حتی دستگاه SEC دیگری دریافت کند. همانطور که گفته شد، PRC دقیق ترین کلاک را به دستگاه های شبکه میدهد؛ اما توزیع و ردوبدلشدن این کلاک ها در شبکه ممکن است دچار مشکلاتی شود و سطح کیفیت سیگنال به دلیل جیتر، وندر[6] و یا نویز کلاک افت کند که به همین دلیل از SSUها برای تمیزکردن و بهبود کیفیت سیگنال کلاک استفاده میشود. شکل 2 این نکته را توضیح میدهد.
شکل 2 توزیع کلاک در شبکه SDH و عملکرد SSU
اگر برای هر زنجیره از دستگاه ها یک PRC در نظر بگیریم، بر طبق استاندارد G-803 تعداد ماکزیمم SECها بین دو SSU، 20 عدد، تعداد ماکزیمم SSUها در هر زنجیره 10 عدد و تعداد کل SECها در زنجیره 60 تا قرارداد شده است.
شکل 3 نحوه توزیع کلاک و تعداد آنها در شبکه
در شکل 3 منظور از G.812 ، SSU و G.813، SEC میباشد. PRC را نیز با G.811 نشان می دهند.
منابع کلاک برای دستگاه SDH میتواند مختلف باشد. همانطور که اشاره شد انتخاب از بین منابع کلاک بر اساس یک جدول اولویت بندی انجام میشود که اساس کار، دقت آن منبع می باشد. اطلاعات مربوط به اولویت بندی منابع کلاک، دقتشان و استفاده از کدامیک در بایت SSM[7] جایداده شده است. این بایت در قسمت سربارههای فریم SDH قرار دارد. اما منابع اصلی کلاکی که هر دستگاه SDH از آن استفاده میکند میتواند یکی از موارد زیر باشد (شکل 4):
توزیع کلاک در شبکه SDH میتواند ساختار و توپولوژی های مختلفی داشته باشد. یعنی هم میتوان از ساختار درختی با یک PRC استفاده کرد و یا ساختاری بر اساس PRC توزیعشده رادیویی داشت و اینکه از هر دو روش بهصورت ترکیبی بهره برد. شکل 5 ترکیب استفاده از ای دو روش را نشان می دهد.
شکل 5 ساختار شبکه همزمانی با استفاده از PRC مرکزی و توزیع شده رادیویی
[1] Primary Reference Clock
[2] Synchronization Supply Unit
[3] SDH Equipment Clock
[4] Synchronous Equioment Timing Source
[5] Building Integrated Timing Supply
[6] Wander
[7] Sychronization Status Message