用于光通信分析儀的抖動(dòng)測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、光同步傳輸系統(tǒng)(SDH)具有統(tǒng)一的數(shù)字信號(hào)速率和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，代替準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH)成為適應(yīng)于光纖、微波以及衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ皿w制。國際電信聯(lián)盟(ITU-T)制定的SDH數(shù)字系列的抖動(dòng)和漂移測(cè)量設(shè)備的0.172標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)的有效瞬間偏離其時(shí)間的理想位置的短期變化。在SDH網(wǎng)絡(luò)中，由于支路映射和指針調(diào)整等原因產(chǎn)生的抖動(dòng)導(dǎo)致了誤碼以及噪聲信號(hào)的產(chǎn)生，影響通信質(zhì)量。ITU-T要求基于SDH的抖動(dòng)測(cè)量儀器的主要功能應(yīng)包括抖動(dòng)發(fā)生功

2、能和抖動(dòng)測(cè)量功能。
　　 本文主要圍繞SDH抖動(dòng)產(chǎn)生和抖動(dòng)測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)開展研究工作。
　　 首先，闡述了SDH抖動(dòng)測(cè)量技術(shù)的研究背景、意義和國內(nèi)外的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，分析了SDH抖動(dòng)對(duì)通信系統(tǒng)的影響。
　　 其次，根據(jù)ITU-T0.172建議書，設(shè)計(jì)帶抖動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)源，其中帶抖動(dòng)的信號(hào)為標(biāo)稱矩形方波，抖動(dòng)源為正弦抖動(dòng)。提出了基于DDS技術(shù)的帶抖動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生算法。由于FPGA硬件的限制，基于DDS技術(shù)的抖動(dòng)信號(hào)

3、源只能產(chǎn)生低頻信號(hào)。利用調(diào)制芯片又提出了基于IQ調(diào)制技術(shù)的中高頻帶抖動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生算法。
　　 然后，根據(jù)ITU-T0.172建議書中抖動(dòng)測(cè)量儀器功能框圖，本文提出了基于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換跟蹤環(huán)的抖動(dòng)測(cè)量電路。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換跟蹤環(huán)在低信噪比下仍具有良好的跟蹤性能，在進(jìn)入鎖定狀態(tài)后加入突發(fā)噪聲，能快速地重新進(jìn)入鎖定狀態(tài)。本文分析了抖動(dòng)測(cè)量電路構(gòu)成模塊的工作原理，推導(dǎo)了單相位抖動(dòng)測(cè)量法的抖動(dòng)誤差幅度表達(dá)式，理論上證明了抖動(dòng)誤差幅度與濾波器增益成反比

4、，與抖動(dòng)頻率和抖動(dòng)幅度成正比。為了提高測(cè)量精度和緩解采樣頻率對(duì)測(cè)量精度的限制，提出了基于多相位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換跟蹤環(huán)的抖動(dòng)測(cè)量電路。詳細(xì)分析了多相位抖動(dòng)測(cè)量電路中的鑒相器的設(shè)計(jì)原理，推導(dǎo)了四相位抖動(dòng)誤差公式，與單相位抖動(dòng)誤差公式比較，表明抖動(dòng)測(cè)量精度提高了4倍。
　　 最后，對(duì)設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證。根據(jù)0.172標(biāo)準(zhǔn)的要求，使用quartusⅡ在stratix芯片上實(shí)現(xiàn)了單相位抖動(dòng)測(cè)量電路。使用Xilinx中的延遲原語在vi