关于再定时对于E1时钟传送性能影响的测试及分析

于天泽， 程华， 于佳亮

（1 中国铁路通信信号集团，北京 100166；2 北京铁路通信技术中心，北京 100038；3 中国移动通信研究院，北京 100053；）

关于再定时对于E1时钟传送性能影响的测试及分析

于天泽1， 程华2， 于佳亮3

（1 中国铁路通信信号集团，北京 100166；2 北京铁路通信技术中心，北京 100038；3 中国移动通信研究院，北京 100053；）

阐述了SDH的E1支路“再定时”功能，指出目前业内基本不采用的现实情况，并通过实际测试验证“再定时”对于提高时钟信号质量的效果，详细介绍了测试的步骤和方法，并提出明确的建议。

SDH；时钟同步；再定时；测试

关于在SDH的PDH通道E1接收部分，是否设置或启用“再定时”功能，业内有一定的不同意见，或者未引起必要的重视。有关标准规定[1]，基于SDH的E1电路传送同步定时信号时，必须采用“再定时”。但是，目前实际运用的网络中几乎均未采用：有的传输设备配备了再定时装置，但是并没有普遍启用；有的SDH设备出厂时就不具备该功能。为实际验证再定时的作用和效果，进行了专项测试及分析。

1 测试环境

传输设备采用中兴通讯公司的S385， 并搭建图1所示的测试连接环境，使用的主要测试仪表和工具见表1。

2 测试说明

（1）由于同步时钟频率精度为10-11量级，远远超过普通SDH综合分析仪测量精度（10-7），无线基站要求的频率同步精度（5×10-8）也远远高于光传输系统的同步技术标准(10-6级别)。因此，必须设计满足要求的测试方法和高精度仪表。

图1 再定时功能对时钟的影响测试

图2 网元2自由振荡状态时

表1 测试采用的主要仪表

（2）用精密时间分析仪XG7050做高精度时钟参考源（铷原子钟），经GPS驯服后为整个测试环境提供统一的频率精度优于10-11量级的频率参考基准。

（3）用频率计53230A监测网元系统时钟输出信号，确认测试数据真实性。

（4）采用功能较强的SDH综合分析仪（ONT606）监测并分析E1电路的时钟信号。

（5）按照ITU-T0.172规范，深入分析测试数据，获得符合国际通行标准的测量结果。

3 测试配置和测试准备

通过S385网管配置：网元1时钟跟踪铷钟，网元2时钟设置为内时钟（自由振荡数小时后），网元3跟踪网元1。开通网元2到网元1之间的1条2 Mbit/s电路1。在网元1的E1 支路测试E1信号漂移并分析时钟频率精度等。网元2自由振荡数小时后的时钟精度测试结果为0.357×10-6， 如图2、图3和图4所示。

4 再定时功能的启用和关闭影响E1传送时钟性能的实测

（1）从网管在网元1对应端口启动再定时功能（仪表显示时间AM8：18），设置NE1vc12-2“再定时”启用，在NE1-9-11接入传输综合分析仪ONT606监测E1 携带的时钟信号变化。

（2）ONT606测试结果如图5所示，该图中信号轨迹可以划分为两个阶段：一是时钟相位呈现约60°的角度单调上升（8：08～8：18）；二是水平稳定的相位变化（8：18以后）。前者是未启用“再定时”的时钟信号质量，后者是启用“再定时”的时钟信号质量。该测试结果表明，再定时对于提高E1时钟同步定时精度的效果是极为显著的。

图3 网元1E1时钟频偏测试结果

图4 E1时钟频偏测试结果分析（TIE）

图5 关闭-启用再定时功能对于E1传送时钟相位影响测试

图6 NE1再定时启用效果分析

（3）按照ITU-T0.172规范，进一步分析图5测试数据，获得图6所示的分析结果。再定时前：ONT606显示当前频偏（-21～-56）×10-9之间，仪表显示频偏值-0.4×10-6；再定时启用后 ONT606显示当前频偏在（-0.04～+0.05)×10-9之间，仪表显示频偏均值-0.045×10-9。测试数据表明：时钟频率精度提高了约1万倍（4个数量级）。

（4）关闭“再定时”引起的E1传送时钟质量的变化。

在网管上设定关闭“再定时”，在仪表监测到E1传送的时钟信号变化如图7所示。测试图像在5 s时长内出现一个大幅度相位瞬变（由3E-7 s跌落到3E-5 s），然后又进入到系统时钟的自由振荡状态。关闭“再定时”，时钟信号质量明显变差（相对于再定时），恢复到自由振荡状态的频偏0.4 ppm，如图7和图8所示。

5 测试结论

通过实际测试，可以得到明确的结论：未启动“再定时”，该网络E1传送时钟质量较差，ONT606监测频偏为波动(2.1～-5.8)×10-7，峰峰值为7.99×10-7，频偏测试值为0.4×10-6；该指标是不能满足无线基站频率同步的标准（0.05×10-6）。

启用上述通道NE1支路的“再定时”后，该网络E1传送时钟质量立即改善，平滑和滤除抖动的效果十分显著，ONT606监测频偏为(4～5)×10-11。在本例中，“再定时”将时钟频率精度质量提高了4个数量级，基本接近基准参考源的精度水平。

关闭“再定时”后，仪表监测到的时钟信号性能数据又恢复到启用该功能前的水平，证明“再定时”对于E1传送时钟质量改善的效果是确定的。

通过不同厂家不同设备的同样测试，获得同样的结果。因此，可以确信：

（1）再定时对于E1传送时钟的频偏质量有确定的改善效果；

图7 取消再定时，E1时钟明显变差

图8 取消再定时TIE分析

（2）可以有效屏蔽复用段保护倒换的对于E1支路时钟信号影响（见《关于复用段保护对于E1支路时钟信号影响的测试及分析》）；

（3）引入再定时所带来的负作用待进一步测试。

6 建议

由于无线基站要求优于0.05 ppm精度的同步定时[2]，应尽量通过155 Mbit/s或622 Mbit/s SDH环型网将GSM基站接入网络， 并且GSM（GSM-R）基站同步于SDH传输系统[3]。

当基站设备只能从SDH传输系统的PDH支路2 Mbit/s业务中取得定时基准信号时，必须在SDH侧对PDH支路2 Mbit/s信号进行再定时，即启用SDH网元设备的再定时功能或加装2 Mbit/s再定时设备[3]。

[1] 数字同步网工程设计规范．YD/T 5089-2005[S]．

[2] 3GPP（ TS45．010-5．1)[S]．

[3] 基于SDH传送网的同步网技术要求．YD/T 1267- 2003[S]．

About retiming clock for E1 transmission performance impact of testing and analysis

YU Tian-ze1, CHENG Hua2, YU Jia-liang3
(1 Infrastructure Department of China Railway Signal and Communications Corporation, Beijin 100166, China; 2 Senior Engineer of Beijing Railway Communications Technology Center, Beijing 100038, China; 3 China Mobile Research Institute, Beijing 100053, China)

Elaborated on SDH E1 tributary "retiming" feature, basically do not use the industry that the current reality, and through the actual test validation "re-timed" to improve the quality of the clock signal effect, detailing the testing procedures and methods, and make clear recommendations.

SDH; clock synchronization; retiming; test

TN915

A

1008-5599（2013）09-0064-04

2013-06-13