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1 前言
数字通信时代的工程规划建设应该充分重视"同步"这个基本点。同步的重要性以及数字同步网对电信网的支撑网作用是举足轻重的，但是在具体工作中并未得到足够的重视。鉴于SDH同步传输系统既是同步网的服务对象又是同步基准定时信号的载体，两者不可分隔，其同步设计应一并考虑。因此从技术角度而言，SDH传输工程应当和同步网工程同期规划建设。但是由于某些决策人员抱着沉旧观念制定计划，把完成投资计划当成首要任务，认为"同步"的问题可以完全依靠SDH同步设备厂家去处理。由于缺少同步系统的总体规划设计，在网络规划和设备选型等方面出现失误，对数字通信网发展造成了一定的损失。在通信行业中专门从事数字同步网这门新技术研究、管理的技术人员很少，维护力量相对薄弱。殊不知同步网的运行质量将直接影响数字通信网的应用水平;同步不完善将导致SDH同步传输系统产生大量抖动、指针调整、帧失步，从而使传输性能指标劣化、电话接通率降低、数据错发、图像冻结并不清晰等。
2 国内外数字同步网的发展状况
ITU-T G.822《在国际数字连接上的受控滑动率指标》和G.823《以2048kbit/s体系为基础的数字抖动和漂移的控制》两项建议是全世界电信部门规划、设计、运营管理数字同步网的基本依据。1997年ITU-T对G.812进行修订，将同步网节点时钟由TNC、LNC改为TYPE1-TYPE6，从而制定了数字同步网节点时钟标准。在规划设计数字同步网的工程中，应按照上述标准选购安装同步供给设备---节点时钟，包括PRC（全国基准时钟）、LPR（区域基准时钟）、BITS（大楼综合定时供给系统）。目前，对于利用SDH复杂网络传定时信号时SSM（同步状态信息）功能的研究尚在进行之中。
2.1 国外
北美先于欧州较地早开展了对数字同步网的研究。20世纪80年代后期，美国、加拿大、日本在PDH准同步传输系统全面成网的基础上建设各国数字同步网或各大电信公司各自的数字同步网。欧洲于80年代末对以SDH同步传输系统为基础的数字同步网进行了深入研究，并制定了过渡方案和现场实验，包括SSM的实验，90年代逐步建设基于SDH同步传输系统的数字同步网。
2.2 国内
中国电信率先于1995年、1996年建设了全国同步骨干网，中国联通、总参军网于1998年建设全国同步骨干网。铁通、中国网通、中国移动于2001年着手建设全国同步骨干网。
从分析国内外数字同步网的状况得知，其特点不同的原因有两点。其一，欧美和日本可以采用覆盖全国的PDH光缆传输网来建设数字同步网，我国则不然。比如铁路通信网，当建设了少量PDH准同步传输系统之后即大规模开始建设SDH同步传输系统，迅速覆盖了全网并将逐步取代PDH准同步传输系统。采用PDH的2Mbit/s传送定时信号为透明传输，而采用SDH的STM-N传送定时信号会出现抖动、漂移积累及容易形成定时环路等一系列技术问题，ITU-T尚在抓紧制定相关标准。其二，我国大量采用GPS（全球定位系统）作为基准定时源既经济又实用，但是我们不能完全依赖于美国，还应该立足于规划建设用铯钟源连接地面链路形成的数字同步网来提供定时。我国国土大，为了缩短传输链路的长度，则需要在全国设置多处铯钟源。目前我国完全依靠进口美国几家公司的铯钟，价高、进口手续繁多且耗时长。铁通公司于2001年签定了购买两台美国HP公司铯钟的合同，6个月后仍未到货，而且美国政府只批准进口一台，另一台需要重新申请办理。据悉从2000年开始美国的铯钟已对中国军方禁运，而国内铯钟需求量呈上升趋势。鉴于铯钟投资大且寿命一般仅为3~5年，故上述各电信运营公司均采取缓期、分期建设铯钟基准源的对策。
3 铁通数字同步网的框架
铁通数字同步网工程按照ITU-T G.812 TYPE1-TYPE3节点时钟标准的优化值购置了国内华为公司的同步供给设备BITS。
铁通数字同步网分为三级。当采用GPS卫星定时信号作为主用时，铁通网运部（北京）PRC和29个铁通省（自治区、直辖市）分公司的LPR为第一级基准时钟；地、市级的重要汇接局为第二级，设置加强型二级节点时钟；县级中小汇接局、端局为第三级，设置加强型三级节点时钟。全网按照主从同步方式构成。当GPS卫星定时信号不可用时，北京的PRC铯钟基准定时源将通过覆盖全国的DWDM
SDH 10/2.5Gbit/s光缆传送网传送定时基准信号（见图1）。
从图1中可以看到，不论京沪穗干线的北环、南环，或是东北环、西北环、西南环内均包含了可以有多种组合的多重环型和链型传输系统，其类型为省间环1~n、地县级市环1~n、链1~n。这些传输系统充分满足了全国东北、西北、华北、华东、中南、西南六大区域省会城市之间以及进京的信息通道要求，也满足了地县级市与各省会城市之间的信息通道要求，环型传输系统均设置为四纤复用段保护环，复用段保护切换时间小于100
ms, 采用DWDM SDH 10/2.5Gbit/s传输系统构建的通信传送网，通道容量大、质优、可靠性高。铁通数字同步网利用DWDM
SDH 10/2.5Gbit/s光缆传送网作为基准定时信号的传输链路，因其ADM网元数量少、跨度大，更好地满足了ITU-T G.803、G.823、G.825
关于抖动、漂移指标的要求。我们在京沪穗干线环上实测了GPS基准定时信号经过6个ADM网元的传输链路后，观测72小时的TIE曲线，是可以满足指标要求的。从铁通DWDM
SDH 10/2.5Gbit/s传输系统图中可见,北京网运部的PRC铯钟基准定时源只经过了6~7个ADM网元即可传送到东北地区的哈尔滨、西北地区的兰州、西南地区的昆明、华东地区的上海、中南地区的广州，能够符合其抖动、漂移指标。利用DWDM
SDH 10/2.5Gbit/s光缆传送网贯通基准定时的方案还有待于进一步验证，我们将在不断实施中总结经验并逐步增加铯钟的数量。
4 对未来的思考
在全球网络经济一体化和通信社会学的导向作用下，随着电信网、计算机网；有线电视网的"三网融合"并实现异语通信，未来的数字通信网将逐步走向智能信息网，人们所需求的应用信息系统和网络托管业务将驱动电信网络的发展，基于DWDM/SDH同步数字体系光缆传输和码分多址（CDMA）无线传输为基础的各种多媒体电信新业务将层出不穷，在传输设备-交换设备-信令设备之间均应保持同步，它们对数字同步网性能指标的要求将会更高，不仅要求频率同步、相位同步，而且要求时间同步(TOD业务)。
目前，中国即将进入WTO并逐步开放电信市场，努力推动我国数字同步网技术发展势在必行。国内外的发展趋势是增加同步区的数量和缩短定时信号传输链路长度，简化传送定时信号的网络。中国幅员辽阔，对同步基准时钟源需求量很大，而作为同步基准时钟源的设备有两类：其一，进口铯钟，其二，美国的GPS全球定位系统和俄罗斯的GLONASS全球卫星导航系统。
解放52年来我国航天、天文事业有了长足进展，在同时开展的对于氢钟、铯钟、铷钟的研究领域中，国内的氢钟处于国际领先地位，早在1970年中科院上海天文台开始氢原子钟的研究，共研制成功三代氢钟（1972年实验室型、1987年实用型、1999年小型），至今已批量生产20多台氢钟，广泛应用于中国VLBI网以及导航定位、雷达测控、通信、时频计量等军工项目，并已出口澳大利亚。对于铯钟的研究尚落后于国外，至今仍无商品提供，故完全靠进口。国外则不然，因为较早就研制成功铯钟且造价较低，故得到了广泛应用。而对于氢钟的研究，因其技术相对复杂，造价成本高，致使国外氢钟的价格至今仍然偏高，约为国内氢钟价格的三四倍，总地来讲氢钟的性能指标是高于铯钟的，故国内各相关行业应优先选用氢钟。表1是进口铯钟和国内外氢钟性能价格比较表。
表1 进口铯钟和国内外氢钟性能价格比较
上述分析给予我们以启示，为何在电信行业的数字同步网中就不能尝试采用国产氢钟？为了扶持国产原子钟事业，从军用转至民用所需的部分改造总是可以做到的。究其原因是由于各行业部门之间缺少信息沟通。据悉中科院上海天文台于20世纪90年代初（实用型氢钟批量生产后）曾前往中国电信部门了解氢钟的需求，当时中国电信数字同步骨干网尚未建设，程控交换机的时钟含在设备之中一并进口，故当时对于氢钟没有采购计划。一晃10年过去了，五大电信运营商和军网抓紧建设各自的数字同步网，其对于氢钟的需求量是十分可观的。应该注意的是上述表中对于可用性的分析，如果采用进口铯钟，其寿命仅仅3~5年，而采用国产氢钟则可以"终身服役"，这将可以节省一大笔资金以及人力、物力的投入。采用国产氢钟确实是值得积极倡导并利国利民的大好事，从本文对于国内外数字同步网的发展状况的介绍得知，积极采用国产氢钟的大好时机就在2001~2010年，机不可失。
据悉我国正在抓紧研制星载氢钟、星载铷钟，这将大大推动我国卫星导航系统工程的实施，标明其研制水平达到新的高度。国产氢钟小型化产品投放市场后，还可以用其研制便携式基准定时源仪表，将给维护管理带来便利，其需求量也是十分可观的。未来5~10年内，我国的导航定位系统将极大地促进导航、测绘、通信、国防、军工各项事业的发展。本文仅仅从电信支撑网-数字同步网技术的角度谈及，在此，十分期盼各相关部门的关注，以便逐步形成一揽子规划并逐步得以实施。
5 数字同步网相关标准
ITU-T G.704，适用于1544，6312，2048，8488，44736kbit/s的同步帧结构(1995)
ITU-T G.707，基于同步数字体系（SDH）网络节点接口(1996)
ITU-T G.781，同步层功能（1999）
ITU-T G.783，基于同步数字体系（SDH）设备功能组件的特性(1997)
ITU-T G.803，SDH 传送网的结构(1997)
ITU-T G.811，适用于基准参考时钟的定时特性(1996)
ITU-T G.812，适用于在同步网络中从时钟的定时特性(1997)
ITU-T G.813，SDH设备运行适用的从时钟定时特性(1996)
ITU-T G.822，在国际数字连接上的受控滑动率指标(1997)
ITU-T G.823，以2048kbit/s体系为基础的数字抖动和漂移的控制(2000)
ITU-T G.825，基于同步数字体系（SDH）数字网络中抖动和漂移的控制(2000)
☆通信行业标准 YD/T 1011-1999《数字同步网独立型节点从钟设备技术要求及测试方法》
☆通信行业标准 YD/T 1012-1999《数字同步网节点时钟系列及其定时特性》
☆通信行业标准 YD/T 900-1997《SDH设备技术要求-时钟》
作者简介（Biography）
李昆 中国铁路通信信号总公司研究设计院高级工程师，长期从事有线传输工程设计。(Research & Design
Institute China Railway Signal & Communication Co.)
收稿日期：2001-10-22
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