【通信行业标准(YD)】 SDH设备技术要求——时钟

YD/T 900--1997
本标准是等效采用国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）建议G.813，并结合我国其体情况制定的。编写格式和方法采用我国标准化工作导则的有关规定。本标准从1997年7月1日起实施。本标准由邮电部电信科学研究规划院提出并归口。本标雄由邮电部电信传输研究所起草。本标推主要起草人：邓忠礼、王铃。249
1范围bzxZ.net
中华人民共和国通信行业标准
SDH 设备技术要求时钟
YD/T 900—-1997
本标准概述了按同步数字体系（SDH）原理运行的同步网设备的定时装置的要求。这些要求适用于SDH设备的-一般环境条件规定。正常运行的SDH设备包含一个可以跟踪主基准时钟的从时钟，通常SDH设备时钟(SEC)有几个基准输人。当主时钟和从时钟间的所有链路都失效时，SDH设备应能在规定的性能极限内维持运行（即保持方式）。SEC是SDH设备的一部分，作为同步设备定时源（SETS)其功能是ITU-T建议G.783中规定。用于SDH设备的从时钟必须满足特定的要求，目的是遵循准同步支路的网络抖动要求。本标准规定 SDH网络单元(SDH网元)中时钟的最低要求，然而-些SDH网元可能有更高质量的时钟。本标准允许在正常运行网络中一个SEC（满足本标准）被另一个SEC（也满足本标准）来定时，或者被一个更高质量的时钟来定时。建议SDH网络采用等级定时分配，定时不应该从一个自由运行或保持方式的SEC传递到一个更高质量的时钟，因为更高质量的时钟不应跟踪一个在缺陷条件下运行的SEC信号。
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。ITU-T建议G.703（1991）系列数字接口的物理/电气特性ITU-T建议G.704（1991）基群和二次群系列级所用同步顿结构ITU-T 建议 G.706(1991)
与建议G.704规定的基本结构有关的顿定位和循环穴余校核(CRC)
同步数字体系(SDH)复用设备功能组件的特性ITU-T建议G.783(1994）
ITU-T 建议 G.810(1995)
同步网有关的定义和术语
ITU-T 建议G.811(1996)
主基准时钟的定时特性
ITU-T 建议G.812(1996)
适用于同步网节点时钟的从钟的定时要求国际数字连接受控滑动率指标
ITU-T 建议G.822(1988)［
以2048kbit/s体系为基础的数字网抖动和漂移的控制ITU-T建议G.823(1993)
ITU-T 建议G.825(1993)
3术语和定义
同步数字体系(SDH)的数字网抖动和漂移的控制本标准使用的术语和定义见ITU-TG.810。4缩略语
本标准使用以下缩写
最大时间间隔误差
中华人民共和国邮电部1997-02-28批准250
1997-07-01实施
5 频率准确度
网络单元
锁相环
主基准时钟
同步数字体系
SDH设备时钟
同步状态消息字节
同步传送模块
时间偏差
单位间隔
YD/T 900--1997
对于一个可跟踪于 G.811 时钟的基准来说,在自由运行状态下的 SEC输出频率准确度不应大于4. 6X10-6
注：此项频率准确度的时间期限待国际标准定，暂定为1个月6·牵引入(pull-in)和牵引出(pull-out)范圈6.1牵引人范圃
无论内部晶体振荡器的频率偏移是多少，最小牵引人范围应为士4.6×10-6.2牵引出范围
暂定牵引出范围不小于士4.6×10-°噪声产生(noise.generation)
噪声产生是指SEC有理想输人基准定时信号或SEC处于保持快下，SEC·的输出端产生的相位噪声。对于实际测试工作，要求基准信号的性能等级至少要比SEC输出稳定10倍。用时钟的频率稳定性来描述它限制这种噪声的能力,而量度MTIE和 TDEV 来表征噪声产生的性能是很有效的。通过等效为10Hz的一阶低通测量滤波器，以最大采样间隔为1/30s的时间t。进行MTIE和TDEV 测量。TDEV 的最小测试周期是积分周期的 12 倍(T=12t)。7.1锁定方式的漂移（wander）
当SEC运行于锁定方式时，用ITU-T建议，G.810(1995)中图1a规定的同步时钟配置测出的MTIE应满足表1的限值，这里假设温度是恒定的(范围土1K）。在图1中用粗实线表示该要求。表1恒温状态下的漂移产生(MTIE）MTIE限值
40ting
25.25tons
观察时间间隔
1s100g
100sr1000g
若包括温度影响在内时,对于单个 SEC 总的 MTIE 所增加的数据值在表 2 里给出。在图 1 中用细实线表示包括温度影响在内总的要求。表2受温度影响的移产生（MTIE）附加 MTIE 允许值
观察时间间隔
t>100s
MTIE,ns
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观察时间间隔，5
图1漂移产生(MTIE)
当SEC运行于锁定方式时，用ITU-TG.810(1995)中图1a规定的同步时钟配盘测出的TDEV应满足表3的限值，这里假设温度是恒定的（范围士1K）。图2中给出了该要求表3恒温状态下的漂移产生（TDEV）TDEV限值
0. 64ro5ns
注：对于TDEY的观察时间间隔即为积分周期，i
7.2非锁定方式的源移
TDEV,ns
观察时间间隔 t ,3
观察时间间需
0.1s≤25s
25s<≤100s
100s1000g
图2恒温状态下的漂移产生（TDEV）当一个SEC没有锁定于同步基准信号时，其随机噪声成分，与一种固定的影响例如初始频率偏移相比，是可以忽略的，因此非锁定漂移的影响包括在10.2条中。7.3抖动
本标准中的大部分要求都与被测试的输出接口无关，但抖动产生却不同，抖动产生要求利用已有的252
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标准和建议，对于不同的接口速率有不同的限值。对11章中规定的各种接口，将分别列出抖动指标。为了和其他抖动要求一致，结果仍以UI(p一P)表示,UI对应于接口比特率的倒数。：注意，通常对再生段的STM-N接口规范的所有滤波器数值与ITU-TG.825为网络极限规范的滤波器数值完全一致。
注：由于抖动的随机性质，本节给出的蜂一蜂值总会被超过，因此所有测试结果中室少要有99%必须满足要求。7.3.12048kHz接口的输出抖动
无输人抖动时，2048kHz输出接口的固有抖动不应超过0.05UI(p一p）。以60s的间隔进行测试，并用一个转折频率为20Hz和100kHz的单极点带通滤波器进行测量。注：2048kbit/s接口输出抖动要求同7.3.1。7.3.2STM-N接口的输出抖动
同步接口无输人抖动时，以60s的间隔进行测试，STM-N光输出口的固有抖动不应超过表4给出的限值。
表4STM-N抖动产生
STM-16
注：对于 STM-1:1U1=6.43ns;
对于 STM-4:1UI=-1.61ns;
对于 STM-16:1UI=0.40ms。
注：STM-T电接口要求见ITU-TG.825。8噪声容限
测量滤波器
500Hz~1. 3MHz
65kHz-1. 3MHz
1000Hz ~~5MHz
250Hz～5MHz
5000Hz~~20MHz
1MHz ~~ 20MHz
蜂一峰值
SEC的噪声容限是指一个能适应下述条件的时钟输入端所允许的最小相应噪声水平：a）维持时钟在规定的性能范内；b）不引起任何告警，
c）不引起时钟的基准信号倒换；d）不引起时钟进人保持状态。
为了维持可接受的性能，通常SEC的噪声容限与同步接口的网络限值相同。然而，同步接口网络限值可能因不同应用而异，因此应该用最坏情况的网络限值来确定SEC的噪声容限。关于可接受的净荷性能的不同网络限值在附录A(提示的附录）中说明。用于一致性测试的TDEV信号，应该通过加人白色高斯噪声源来产生，每个噪声源都具有适当的幅度，通过滤波以得到合适型式的噪声处理。通过一个等效为10Hz的一阶低通测量滤波器，以最大采样间隔为1/30s的时间t。进行MTIE和TDEV测量。TDEV的最小测试周期是积分周期的12倍(T=12t)。8.1漂移容限
用MTIE和TDEV限值表示的SEC输漂移容限在表5和表6中给出，在图3和图4中给出了同一要求。
MTIE限值
0.005tpμs
TDEV限值
MTIE+μs
YD/T900-1997
表5输人源移容限（MTIE）
输太漂移容限（TDEV）
观寨时间间隔8
图3输人漂移容限（MTIE）
观时间间隔
0. 1s20sr≤400s
400st1000s
观察时间间隔
0. 1s<≤7s
7s<100s
100s<1000s
4001000
用于检查图3中模板一致性，可以使用具有正弦相位变化的测试信号，并按照表7中的值进行测试。图5中给出了这个要求。而用于检查图4中模板一致性的合适的信号目前正在研究。表7最大可忍受的正弦输人漂移之最低限值蜂峰漂移幅度，18
TDEV,ns
观时间间,S
图4输人漂移容限（TDEV)
漂移频率,Hz
8.2抖动容限
蜂源移幅度,μS
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斜率= -20dB/ dec
漂移颗率,Hz
图5最大可忍受的正弦输人漂移之最低限值f
图6给出载送同步给SEC的2048kHz和2048kbit/s信号的最大可忍受的输人抖动之最低限值。注：图6给出的2048kHz和2048kbit/s借号输人抖动容限指标要求，对基些应用场合可能储低，若有需要可采用G.823 的指标要求。
9噪声传遵
SEC的传遵特性决定了它的输人相位相对于裁波相位的摆幅的传递特性。就实际输人相位和理想基准输人相位之差而言，SEC可以看作是一个低通滤波器。该低通滤波器的传递性能的最小和最大允许带宽分别是1Hz和10Hz。
在通带内SEC的相位增益应<0.2dB(2.3%）。上述要求适用于线性SEC模型，然而该模型不应限制实现方法。
10瞬变响应和保持性能
这部分要求适用于输人信号受到干扰或受到传输失效影响的情况（例如瞬断、不同的同步信号之间倒换、基准源丢失等），这些都将导致SEC输出端（见11章）的相位瞬变。为了避免传输缺陷或失效：SEC必须具有抗干扰能力。在传输环境中传输失效和干扰通常是很重要的条件。为确保传输完整性，要求SEC输出的所有相应变动抑制在以下规定范围内。蜂蜂抖动幅度,ns
101949100
抖动额率,Hz
100000
图6最大可忍受的输人抖动之最低限值10.1短期相位瞬变响应
此项要求考患了在下述情况下SEC的性能，即当选定的输人基准信号由于传输基准的通道失效而丢失，而跟踪到同一基准时钟的第二个输人基准信号是同时可用，或在检测到失效后不久就可用（如自动恢复的情况）。在这种情况下，基准信号最多丢失15s。输出相位相对于它丢失以前的输人基准信号变255
化应不超过下列界限：
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对于任意不超过15s的观察周期S，相位误差不应超过：At+5X10-8Ss
At代表在进入和退出保持状态的过渡期间可能会出现的两个相位跳变，两个跳变都不应超过120ns，瞬时频率偏移不大于7.5×10-6。由此得出总的规范概括于图7中，该图的目的在于描述由于SEC的基准时钟倒换引起的最坏情况下的相位变动。SEC可能比所示时间更快地改变状态。该要求的背景材料见附录B（提示的附录）。相位误差，ns
时间S,s
图7由于基准信号倒换在SEC输出引起的最大相位瞬变图7给出时钟倒换瞬变中的两次相位跳变，第二个跳变反映了二个同步基准源丢失并进入保持状态的初始响应，跳变的大小相当于在小于16ms的持续时间内，颊偏小于7.5×10-。16ms以后的相位变动限制在频率为5×10-8的斜率之下，目的是限制指针活动。第二个跳变发生在进人保持状态后的15s内，原因是倒换到第二基准源上。<16ms和<7.5×10-6的要求也适用于第二跳变。第二个跳变以后的相位误差应保持不变且<1us。注：当两个不能跟踪到间一基准时钟(PRC)的基准之间倒换时，输出相应偏移有待研究。输人基准借号丢失超过15s时的要求见10.2。10.2长期相位麟变响应（保持）.1.
该要求规定了输出定时信号相位的最大偏移范围，此外它还限制在输人信号受损或受内部干扰期间相位变动的积累。
当SEC丢失其基准源并进人保持状态，丢失基准源瞬间，SEC的输出信号相对其输入信号的相位误差△T在观察时间S>15s时，不应超过以下的限值：AT(S) - ((a1+a2)S+0. 5bS2+c)ns其中a1=50ns/S，代表对应于5×10-8的初始频偏a2一2000ns/S，表示时钟进人保持状态后的温度变化引起的频偏，对应于2×10-6，假如没有温度变化，相位误差中没有a2S这一项：(见注）b=1.16×10-*ns/S2，是由老化引起的，1.16×10-4ns/S2对应于1×10-8/天的频率漂移，该值是经过10天的连续运行后的典型的老化特性得出的值，该值并不适合于以每天为基础的测量，因为此时温度影响是主要的；(见注）
c二120ns，包括任何进入保持状态的过渡时期可能产生的附加的相位漂移。在恒温状态下（温度影响可忽略），总的要求见图8，用公式表示为：AT(S) -[aiS+
s?+elns
注：以每天为基础的测试考虑温度变化范围20℃～30℃C,1天频<0.37×10-,相当于取42=315ns，△T(S)<32ms。
相位误差，n5
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时间S，s
图8恒温状态下保持运行的SEC允许相位误差10.3输人信号瞬断的相位响应
对于不引起基准源倒换的同步输人信号的短期中断，SEC输出相位变化不应超过120ns，且在最长为16ms的时间内，最大频偏为7.5×10-6。10.4相位不连续性；
对于SEC非经常的内部测试或其他内部干扰但不包括主要硬件失效，例如会引起时钟设备保护倒换的失效），应满足下述条件：a）任何长达16ms的观察期S内的相位变化不应超过7.5Sns；b）从16ms到2.4s内的任何观察期内的相位变化不应超过120ns;e
c）对于大于2.4s的观察期，每个2.4s间隔的相位变化不应超过120ns，且解附额率偏移不大于7.5×10-°，总相位变化量最多为111接口
本标准中的要求和网元（NE）的内部参考点有关，时钟就在这些网元内，不一定提供给用户测试和分析，因此，SEC的性能不是在这些内部参考点上规定，而是在设备的外部接口点上规定。宫有SEC的SDH 设备的输人和输出接口有：a）ITU-T建议 G。703，第 10章的 2048kHz外部接口，b）ITU-T建议G，703，第6章的2048kbit/s接口（注），：注：建议积极采用 ITU-T G.704和 G.706建议中推荐的CRC-4赖，并设量 SSMB。c）ITU-T建议的 STM-N业务流接口上述全部接口不一定在所有设备上实现，这些接口应符合本标准规定的附加抖动和漂移要求。257
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附录A
（提示的附录）
关于网络限值和输入噪声容限的关系网络限值表示一个特定应用的同步分配网络中抖动和漂移的最坏情况的积累。规定网络限值的主要目的是，提出网络中任何同步单元的输入端可能遍到的抖动和源移的最大值，以便满足性能限值。在网中任何地方，同步单元的输出都不应超过网络限值。因此网络限值间接地提出了同步单元输入端最大可容忍抖动和漂移的最低限值要求。很可能对同步接口提出不同的限制，这取决于应用方式或时钟，然而对特殊时钟就应有更加严格的噪声容限要求。
在我国光同步传输网中的SEC，只有一个网络限值，它适用于所有的应用，这些规范见正文图3、图4和图5。
附录B
（提示的附录）
关于带宽要求、噪声累积和净负漂移票积的考惑B1 引
一个锁定方式的SEC，尽管可能使用数字或非线性技术来实现，但通常工作状态类似于一个二阶级性模拟快相环这梯就允许使用模拟PLL理论中同样的术语：等效3B帮宽和等效阻尼因数。本附录讨论了选择等效带宽的一些考虑，在已知所述要求和假设下导致的限制条件。B2关于网络要求与假设
B2.1G.825 的 STM-N 抖动
ITU-T建议G.825的表2/G.825表明STM-4信号的抖动容限在A2(0.25us）和A3（红.5UI)水平之间沿着7.5X10-6的斜率线性减少。STM-4的情况在这方面是最严格的，对于 STM-1和STM-16的要求分别是15.2×10-\和9.5×10-°。这一要求直接导出SEC带宽上限，当SEC例换基准信号时般因不同基准的相位重不相关，在SEC的输人端将产生相位跳变。这种相位跳变将会在输出端产生一个最大为 120ns 的相化跳变，如图B2所示。该120ns的跳变幅度是在表2/G.825中A2和A3两级之间，因此.7.5X10-°的附也间样适用。这就是说，至少要用16ms来使输出达到120n的相位偏移。时间常数16ms对应于具有合适阻尼因数（例如大于3)的PLL模型至多为10Hz的带宽。B2.2同步分配链路的漂移累积
应考虑到ITU-T建议 G.803图 6.4/G.803中描述的同步基准链略最坏情况来选定 SEC的带宽。为了限制漂移累积,SEC和G.812时钟之间的带宽比必须足够大。对于类似G.812时钟的带宽上限，在ITU-T建议Q.551给出的值为0.1Hz。基于这个假定，SEC带宽至少是1Hz。假如G.812和SEC带宽比足够大，仅仅必需考虑图B1中部分链路的各个SEC的噪声对同步链路输出噪声的影响。已经使用标准时钟恢复器件模型进行了仿真。仿真结果表明输出噪声主要是由各SEC决定的，并且增加SEC的带宽能够大幅度减小由链所引起的抖动和漂移。这就导出1Hz的最小带宽要求。B2.3自动定时恢复引起的相位瞬变图6.4/G.803中的参考链路表明，一个携带同步信号通过网络的通道可以有最多10个G.812时钟和60个SEC。由于这样一个同步分配链路的移限制到5us，因此有必要限制一个SEC链中自动定258
时恢复引起的相位瞬变。
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假定这种相位瞬变的上限为1us，进而，如果相位瞬变保持低于1ps，SEC链具有和单个G.812时钟一样的MTIE性能。这样就避免了由于一个坏性能的输人信号引起下游产生G.812时钟告警或者基准倒换的危险，因为可以假定G.812时钟通常能够接受由上游G.812时钟所产生的1μs相位瞬变。根据这1us的要求，通过考虑SEC链的恢复时间和SEC的保持精度，就能导出SEC带宽的下限。已知有两次相位跳变，每次进人或退出保持状态可能各需要120ns，因此有15s是运行在准确度为50ns/s(5×10-s)的状态。并保持在1000ns相位瞬变极限内，见图B2。这样，在触发定时恢复的同步状态消息的处理时间和SEC带宽之间采取了折中。为导出图B2，仿真时假定 SSMB的处理时间和基准倒换时间在200~~600ms量级。相应于1Hz的最小SEC带宽。然而在早期的SDH设备上进行测试时，进入和退出保持模式需要多达1Os的基准倒换完成时闻，将来的方向是减少该倒换时间。
这个仿真是用环形网，最长的SEC链（20个网元）上进行的，当失效位于环上某个特窄位置上时，只在环内一个SEC上达到1000ns的相位瞬变极限。另外，仿真假定在每个节点的每次倒换产生十120ns 的最大相位阶跃。
B2.4结论
总结上述要求，表B1列出SEC的带宽限制，因此可以得出结论：SEC带宽应在1~1OHz之间。表B1SEC带宽限制要求
G.825STM-N抖动接受
同步分配链路中漂移累积：
G.825和SEC 带宽比
同步分配链路中漂移累积：
SEC 累积
自动恢复定时引起的最大相位瞬变1usssu
相位误差，ns
SEC 书宽限制
)~-（18(1（20
一同步设备时钟(SEC)
图 B1同步参考链
B2. 1要求决定的
斜率7. 5×10
B2.3要求决定的
斜率0. 05×10~6
时间，s
基准信号倒换过程中SEC输出相位259
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