Методи моніторингу робочих характеристик мереж синхронізації

Методи  моніторингу робочих  характеристик мереж  синхронізації 

       Зміна робочих характеристик  синхронізації мережі на місцях проводиться  в мережевому вузлі методом порівняння місцевого синхросигналу, який генерується місцевим пристроєм синхронізації BITS/SASE, з одним чи декількома зовнішніми синхросигналами, які отримуються з мережі. Два синхросигнали порівнюються шляхом виміру фазових чи часових помилок між ними та оцінки відповідних параметрів якості синхронізації. Ці функції зазвичай виконуються пристроєм синхронізації BITS/SASE, а реалізовуються спеціальними платами вхідного контролю робочих характеристик. Одна і та ж плата контролю робочих характеристик може знаходити відмови та аварійні стани, викликані збоями.

1. Основні принципи моніторингу

       Плата контролю робочих характеристик  повинна виконувати наступні основні  функції:

• вимірювання та збір даних про часову помилку між вхідним сигналом пристрою синхронізації і кожним опорним сигналом;
• оцінка якісних показників синхронізації на основі зібраних даних;
• взаємодія з системою управління і передача повідомлень про результати контролю.

       Пристрої  синхронізації з системою ФАПЧ можна  розглядати як фільтри нижніх частот, які обмежують флуктуації фази вхідного синхросигналу. Такі ФНЧ описуються за допомогою передаточної функції , найважливішим параметром якої для нас є частота зрізу . Це означає, що флуктуації фази вхідного синхросигналу з частотою зберігаються у вихідному синхросигналі, а ті, в яких — згладжуються чи гасяться.

2. Моніторинг  крайового синхросигналу

       На  схемі, моніторинг робочих характеристик  здійснюється за вимірюваннями часової  помилки між входом та виходом  місцевого веденого пристрою синхронізації. Ця конфігурація стандартизована як схема вимірювань в синхронізованому пристрої. Нехай передавальна функція має вигляд: 

       де  Ф – перетворення Фур’є функцій  фазового шуму синхросигналів на вході та виході фільтра відповіно. При цьому важливо відмітити:

• функція передачі різниці фаз зі входу на вихід:

       представляє собою передаточну функцію фільтра  верхніх частот, тобто при вимірюванні  фазової помилки, можна побачити тільки фазовий шум високої частоти.

• фазовий шум внутрішнього генератора після високочастотного фільтрування поступає на вихід і, таким чином, впливає на фазову помилку.
3. Моніторинг зворотніх синхросигналів

       На схемі б, моніторинг робочих характеристик здійснюється за допомогою вимірів часової помилки між виходом пристрою синхронізації і декількома зворотними сигналами синхронізації

       Як і при моніторингу крайового синхросигналу, зазвичай не можна однозначно визначити джерело фазових відхилень, виявлених при вимірюваннях: місцевий генератор чи деякий пристрій синхронізації нижнього рівня в ланцюзі з якого повернувся зворотній синхросигнал. Але можна логічно припустити, що якщо виявлені відхилення в одному зворотному сигналі, то ланцюг ведучих пристроїв синхронізації функціонує неправильно, і навпаки (якщо несправні всі зворотні сигнали, то несправний місцевий генератор). В попередньому пункті порівнювались вхід і вихід веденого пристрою синхронізації. В даному випадку порівнюються вхід та вихід ланцюга пристроїв, які є веденими по відношенню до контролюючого пристрою синхронізації. Якщо припустити, що пристрої синхронізації BITS/SASE в мережі мають однакову частоту зрізу , то можна припустити що:

• фазові порушеня, які генеруються місцевим пристроєм синхронізації та пристроєм синхронізації нижчого рівня, проявляються спільно, але мажоритарний принцип може допомогти інтерпретувати результати;
• при — ланцюг ведених пристроїв синхронізації відстежує флуктуації фази, які генеруються місцевим контролюючим пристроєм синхронізації (якщо виявлені повільні зміни фази, то вони викликані неправильним функціонуванням в каналі сигналу синхронізації);
• при ведені пристрої синхронізації пригнічують флуктуації вхідної фази.
4. Роль системи управління мережею синхронізації

       Система управління повинна не тільки містити  архів зареєстрованих необроблених результатів вимірів, але й давати наглядне графічне представлення даних, зібраних в кожному вузлі. Ціль заключається в тому, щоб допомогти оператору інтерпретувати отримані результати й встановити, які пристрої синхронізації працюють неправильно у випадку виявлення відхилень в будь-яких контролюючих вузлах. Ймовірно, автоматизація названих функцій мажоритарного вибору й обробки даних, зібраних з різних вузлів, зможуть допомогти оператору прийняти рішення.

5. Оцінка еквівалентної швидкості проковзувань

       Пристрій  контролю робочих характеристик  збирає дані про часові помилки, які  вимірюються між вхідними синхросигналами, а потім оцінює конкретні параметри якості синхронізації. У сучасних мережах синхронізації частіше за все оцінюються еквівалентна швидкість прослизань та стандартні параметри стабільності MTIE та TDEV з ціллю виявлення відхилень синхронізації до того, як вони вплинуть на якість роботи.

       Оцінити еквівалентну швидкість проковзувань між двома інтерфейсами синхронізації — це значить оцінити за допомогою відповідних алгоритмів швидкість контрольованих прослизань, яка спостерігалась би при використанні двох синхросигналів для управління процесами запису та зчитування в буфері пристрою синхронізації по бітам. Контроль та підрахунок прослизань є реєструючими, оскільки ми реєструємо тільки факт втрати даних. Навпаки, метод вимірювання часової помилки є попереджувальним, і він забезпечує більш повний обзір стану мережі.

       Алгоритм  оцінки еквівалентної швидкості  прослизань визначає очікувану кількість  контрольованих прослизань на даному інтерфейсі синхронізації між двома  сигналами.

       Фактична  послідовність контрольованих прослизань залежить не тільки від самого випадкового  процесу часової помилки, але  і від:

• початкової фази чи установки часу (поч. рівень заповнення буфера);
• значення гістерезису (відставання по фазі).

       Якщо  на часову помилку в основному  впливає тільки зсув частоти, то після  початкового перехідного процесу  швидкість прослизань не залежить ні від початкового рівня заповнення буфера, ні від значення гістерезису.

       Можливий  спосіб вирішення проблеми початкової установки фази в платах контролю робочих характеристик — це емуляція множини буферів з прослизаннями  і з різними початковими рівнями  заповнення, вибраними рівномірно на всьому інтервалі значень.