数字同步原理
同步原理(载波同步与位同步)
载波同步的基本原理，实现方法和性能指标
实际中，伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，为了改善平方变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，常用锁相环代替窄带滤波器。如下图： 平方环法提取载波框图 锁相环具有良好的跟踪，窄带滤波和记忆功能。
等价于：中心频率可调的窄带滤波器
载波同步的基本原理，实现方法和性能指标
载波同步：是指在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。 载波同步是实现相干解调的先决条件。 提取相干载波的方法：直接法（自同步法）
插入导频法
载波同步的基本原理，实现方法和性能指标
载波同步的基本原理，实现方法和性能指标
直接法：有些信号（DSB-SC,PSK），虽然本身不含有载波分量，但经过某种非线性变化后，将具有载波的谐波分量，因此可以从中提取。下面介绍几种常用的方法：
载波同步的基本原理，实现方法和性能指标
一：在抑制载波的双边带信号中插入导频法 导频的插入方法： 在抑制载波双边带信号的已调信号的载频出插入一个与该信号频谱正交的载波信号。 插入导频系统的发端框图： 输出信号为：
载波同步的基本原理，实现方法和性能指标
1
插入导频系统的接收端框图：
平方变换法和平方环法 设调制信号 ，则抑制载波的双边带信号为： 平方变换法提取载波框图： 窄带滤波器输出为：
载波同步的基本原理，实现方法和性能指标
二分频器输出，可得载波信号： 注意：载波提取的方框图中用了一个二分频电路，由于分频起点的不确定性，使输出的载波相对于接收信号的相位有180度的相位模糊。 相位模糊对模拟通信关系不大（人耳听不出相位变化） 对数字通信影响很大，有可能使2PSK相干解调后出 现“反向工作”的问题。 解决办法：对调制器输入的信息序列进行差分编码。（2DPSK）
同步的原理
同步的原理同步，顾名思义就是指两个或多个物体在时间上保持一致的状态。
在日常生活中，我们经常听到“同步”这个词，比如同步跳水、同步舞蹈等，这些都是指多个人或物体在某种动作或状态上保持一致。
而在科技领域中，同步更多的是指数据、信息或信号的同步传输。
那么，同步的原理是什么呢？首先，我们需要了解同步的基本概念。
同步传输是指发送端和接收端的时钟信号保持一致，以便在数据传输过程中能够正确地识别和接收数据。
在数字通信中，时钟信号的同步是非常重要的，因为如果发送端和接收端的时钟信号不一致，就会导致数据传输错误，甚至丢失部分数据。
同步的原理主要包括时钟同步和数据同步两个方面。
时钟同步是指发送端和接收端的时钟信号保持一致，而数据同步则是指在时钟同步的基础上，保证数据的正确传输和接收。
时钟同步通常采用一些特定的协议和算法来实现，比如网络时间协议（NTP）、精密时间协议（PTP）等，这些协议和算法能够确保发送端和接收端的时钟信号保持一致，从而实现数据的准确传输。
数据同步则是通过一些校验和纠错技术来实现的。
在数据传输过程中，可能会出现一些误码或丢失的数据，为了保证数据的完整性和正确性，需要对数据进行校验和纠错。
常见的校验和纠错技术包括循环冗余校验（CRC）、海明码等，这些技术能够在一定程度上保证数据的正确传输和接收。
除了时钟同步和数据同步，同步的原理还涉及到信号的传输和接收。
在数字通信中，信号的传输和接收是通过一定的编码和解码技术来实现的，编码技术能够将原始数据转换成适合传输的信号，而解码技术则能够将接收到的信号还原成原始数据。
这些编码和解码技术对于数据的同步传输至关重要，它们能够确保数据在传输过程中不发生失真和错误。
总的来说，同步的原理是通过时钟同步、数据同步和信号的编码解码来实现的。
时钟同步保证了发送端和接收端的时钟信号保持一致，数据同步保证了数据的正确传输和接收，而编码解码技术则保证了信号的正确传输和接收。
这些原理共同作用，确保了数据、信息或信号在传输过程中能够保持一致和正确，从而实现了同步传输的目的。
数据同步原理介绍
数据同步原理介绍数据同步的原理主要包括数据抽取、数据转换和数据加载三个步骤。
数据抽取是指从源系统中选取需要同步的数据集合；数据转换是指将源系统的数据进行转换和处理，以满足目标系统的需求；数据加载是指将转换后的数据加载到目标系统中。
数据同步的实现方式有多种，常用的方式包括增量同步和全量同步。
增量同步是指只同步源系统中的增量数据，即最近更新或新增的数据；全量同步是指将源系统中的所有数据都同步到目标系统。
增量同步的优点是同步速度快，但可能会出现数据遗漏的问题；全量同步的优点是数据完整，但同步速度较慢。
数据同步的原理是通过使用一定的机制和算法来实现的。
常用的机制包括拉取机制和推送机制。
拉取机制是指目标系统主动从源系统拉取数据进行同步；推送机制是指源系统将数据推送到目标系统进行同步。
在实际应用中，通常会根据具体情况选择适合的机制来实现数据同步。
数据同步的算法包括增量算法和全量算法。
增量算法是指根据源系统和目标系统的数据进行比较，只同步不一致的数据；全量算法是指将源系统的所有数据都同步到目标系统。
增量算法的优点是同步速度快，但需要额外的存储空间来保存同步过程中的数据差异；全量算法的优点是数据完整，但同步速度较慢。
数据同步的实现还需要考虑同步策略和同步频率。
同步策略是指确定源系统和目标系统数据一致性的方法，常见的策略包括覆盖、追加和合并；同步频率是指同步操作的频率，可以是实时同步、定时同步或手动同步。
综上所述，数据同步是将一个或多个源系统的数据与一个或多个目标系统的数据进行更新和保持一致的操作。
它的原理是通过数据抽取、数据转换和数据加载三个步骤来实现。
数据同步的实现方式包括增量同步和全量同步，机制包括拉取机制和推送机制，算法包括增量算法和全量算法。
同步策略和同步频率也是影响数据同步的重要因素。
数据同步在实际应用中有着广泛的应用，可以提高数据的一致性和准确性，提升工作效率。
数字同步技术
实验十一 数字同步技术实验内容1.位定时、位同步提取实验2.信码再生实验3.眼图观察及分析实验4.CPU仿真眼图观察测量实验一. 实验目的1.掌握数字基带信号的传输过程。
2.熟悉位定时产生与提取位同步信号的方法。
3.学会观察眼图及其分析方法。
二. 实验电路工作原理所有数字通信系统能否有效地工作，在相当大的程度上依赖于发端和收端正确地同步。
同步的不良将会导致通信质量的下降，甚至完全不能工作。
通常有三种同步方式：即载波同步、位同步和群同步。
在本实验中主要分析位同步，载波同步和群同步不分析。
实现位同步的方法有多种，但可分为两大类型：一类是外同步法。
另一类是自同步法。
所谓外同步法，就是在发端除了要发送有用的数字信息外，还要专门传送位同步信号，到了接收端得用窄带滤波器或锁相环进行滤波提取出该信号作为位同步之用。
所谓自同步法，就是在发端不专门向收端发送位同步信号，而收端所需要的位同步信号是设法从接收信号中或从解调后的数字基带信号中提取出来。
本实验中，位同步提取的方法是从二相PSK(DPSK)信号中，对解调出的数字基带信息再直接提取恢复出位同步信号。
图11-1是位同步恢复与信码再生电路方框图,图11-2是电原理图。
图11-1 位同步恢复与信码再生电路方框图1.带通滤波与全波整流电路电路如图11-3所示。
设计该电路时，以数字基带码元速率为32KHz/s为例，数字基带信号由测量点TP703输入，经过电解电容E701与电阻R717进入该电路，带通滤波器由U711组成，测量点TP707为眼图测量点，利用二踪示波器的YB通道测量TP304或TP703，YA通道测量TP707时，调节示波器相应的开关与旋钮，就可以测量出眼图信号来。
关于眼图的具体测量在后面再作进一步的介绍。
由运算放大器U711∶C组成全波整流电路。
从图中可知,运算放大器U712(LM311)组成限幅放大电路。
32KHz谐振电路由电阻R731、R732、R722、电容C716、CA701(在电路板上这里为一可插入不同容量的电容作为实验调试，实验值为4700pf)、谐振线圈L701组成。
准同步数字体系
准同步数字体系准同步数字体系是一种基于数字技术的通信协议，用于实现高效的信息传输和数据处理。
该体系将支持多种数字设备的互联互通，有助于提高信息交流的效率和准确性。
本文将对准同步数字体系的原理、应用和未来发展进行详细介绍。
一、原理准同步数字体系的基本原理是在数据传输过程中，通过采用准确的时钟同步机制来确保数据的准确性和完整性。
1.1 时钟同步在准同步数字体系中，所有参与通信的设备通过网络同步时钟，以保证数据的传输时序一致。
通过准确的时钟同步机制，可以消除数据传输中的时钟偏差和抖动，从而实现准确的数据传输和处理。
1.2 数据校验为了保证数据的完整性和正确性，准同步数字体系采用了高效的数据校验技术。
在数据传输过程中，发送端会添加校验码，接收端则通过校验码验证数据的准确性。
如果数据出现错误，接收端可以通过重新请求数据或进行差错校正来纠正错误，并确保数据的可靠性。
二、应用准同步数字体系在各个领域都有广泛的应用，特别是在通信、控制和数据处理方面具有重要的意义。
2.1 通信领域在通信领域，准同步数字体系被广泛应用于数据传输和网络通信。
通过准确的时钟同步和高效的数据校验，可以实现高速、稳定的数据传输，满足现代通信网络对于高带宽、低延迟的需求。
2.2 控制系统准同步数字体系在控制系统中起到了重要的作用。
通过时钟同步和数据校验，可以实现各个控制设备之间的数据交换和共享，从而提高控制系统的精确性和稳定性。
例如，在工业自动化领域，准同步数字体系被广泛应用于实现分布式控制和数据采集。
2.3 数据处理准同步数字体系在数据处理领域也有广泛的应用。
通过保证数据的准确性和完整性，可以有效地进行数据分析和处理。
准同步数字体系提供了高效的数据传输和处理方式，有助于提高数据处理的速度和精度。
三、未来发展准同步数字体系在不断发展演进中，随着技术的不断进步和应用需求的增长，其未来发展潜力巨大。
3.1 高速传输随着通信技术的不断发展，对于高速数据传输的需求也越来越大。
精品文档-数字通信原理(李白萍)-第8章
11
第 8 章 同步原理
平方变换法实现载波提取的原理方框图如图8-1所示。
图 8-1 平方变换法提取同步载波原理方框图
12
第 8 章 同步原理
如果基带信号m(t)=±1， 那么该抑制载波的双边带信号为 二进制相移键控信号(2PSK信号)， 这时已调信号sm(t)经过平方 律部件后得
sm2
(t)
1 2
1 2
cos
2ct
(8-3)
13
第 8 章 同步原理
(2) 平方环法。 为了改善平方变换法的性能， 使恢复的相 干载波更为纯净， 可以在平方变换法的基础上， 把窄带滤波器 改为锁相环， 这种实现的载波同步的方法就是平方环法。 其原 理方框图如图8-2所示。 由于锁相环具有良好的跟踪、 窄带滤 波和记忆功能， 因此平方环法比一般的平方变换法具有 更好的性能， 在载波提取中得到了广泛的应用。
v6
1 2
m(t ) s in
v5、v6经过乘法器后得到
(8-6)
v7
v5
v6
1 m2(t)sin
4
cos
1 m2(t)sin 2
8
(8-7)
20
第 8 章 同步原理
当θ较小时， (t)
(8-8)
式中，v7的大小与相位误差θ成正比。v7相当于一个鉴相器的 输出， 通过环路滤波器后就可以控制压控振荡器的输出相位，
图 8-6 DSB信号的导频插入示意图
28
第 8 章 同步原理
图 8-7 (a) 发送端; (b) 接收端
29
第 8 章 同步原理
设基带信号为m(t)， 且无直流分量; 被调载波为acsinωct;
插入导频为被调载波移相90°形成的， 为－accosωct。 其中
同步计数器 原理
同步计数器原理同步计数器是一种计数器，它的主要作用是在数字系统或者计算机中实现同步控制。
同步计数器能够根据输入信号的变化，对输出信号进行计数，从而形成一个标准的计数器。
同步计数器的原理是通过一个或多个寄存器与逻辑门组成的电路，在接收到输入信号之后，递增或递减计数器的计数值。
同步计数器可以应用于很多领域，例如电子通信、计算机硬件以及数字逻辑等领域。
同步计数器的核心是寄存器，它包括多个D触发器，D触发器是一种基本的数字逻辑电路，它具有存储和传输数据的功能。
在同步计数器中，D触发器的状态决定了计数器的值，一个D触发器的状态取决于上一个D触发器的输出状态以及输入信号的反馈。
计数器的位数决定了计数器能够达到的最大值，例如4位计数器最大能够计数到15。
当计数器达到最大值时，需要重置为0，这样就可以形成一个循环的计数器。
同步计数器的输入信号一般来自于外部信号源，如时钟、电平触发器、计数器时序或其他逻辑门的输出等，其中最常见的是时钟信号。
时钟信号是一种方波信号，具有一定的周期和占空比，可以通过电子元件将其转化为数字信号。
同步计数器的时钟信号被输入到所有D触发器中，时钟信号的每一个上升沿会导致所有D 触发器的输出状态进行更新，从而实现计数器的计数功能。
同步计数器的逻辑门是控制计数器递增或递减的关键部件。
递增计数器的原理是所有的D触发器的输出都与时钟信号进行同步，当时钟信号上升沿触发时，所有的D触发器输出状态会被写入到寄存器中，从而实现计数器的递增。
递减计数器的原理是对于输入信号逆序的同步计数器，或者将递增计数器的输出通过逻辑非门反相后作为递减计数器的输入，使得计数器的输出值在每个时钟信号下降沿时减1。
递减计数器的起始值等于计数器能够达到的最大值。
例如，对于4位计数器，递减计数器的起始值为1111（15），每个时钟信号下降沿时，计数器的输出值将减1，从15到0循环。
同步计数器的实际应用非常广泛，例如在数字系统中，同步计数器常常用于时序信号的生成、状态机或者定时器的实现。
同步原理PPT课件(通信原理)
m = 0 只有1个（ ）码组
m = 1 有 码组
类推，可被判为同步码组的组合数为
假同步概率
28
平均建立时间ts
设漏同步和假同步都不发生，在最不利 的情况下，实现群同步最多需要一群的 时间。
设每群的码元数为N，每码元时间为T， 则一群的时间为NT，出现一次漏同步或 假同步大致要多花费NT的时间才能建立 起群同步，故，平均建立时间为 ts = NT（1 + P1 + P2）
m12
≈ 3 m-1
≈ 扣 相位推后1/m周期（除360°/m）
≈ m1 2 4m1
≈ 附 相位提前1/m周期加
b路
c位同步 m
d 超前
e分频器输出 2
f 滞后
g分频器输出
位同步脉冲的相位调整
19
11.4 群同步（帧同步） 给出帧的开头和结尾的标记
起止式同步法
被传输的单位是字符，每个字符可由5~8 位码元组成，每个字符前面加一位起始 位，用“0”代表，在字符后加1.5位停止 位，用“1”代表，不发信号时，一直发 送停止位。
j=1
j = 2，3，…7 R(j)分别为-1, 0, -1, 0, -1, 0
当j为负值时的自相关函数值, 与正值对 称,自相关函数在j = 0 时出现尖锐单峰。
22
R（j） 7
-7 -5 -3 -1 1 3 5 -1
7j
23
“1”存入移存 器
1端→ +1 0端→-1
判决
“0”存入移存 器
1端→ -1 0端→+1
同相正交环法(Costas环)
输入
V3
×
LPF
输出 V1 VCO
90°相移
通信原理教学课件同步原理
04
同步原理的应用
在数字通信中的应用
数字通信中，同步原理是实现信号正确传输的关键。数字信 号在传输过程中，需要通过位同步、帧同步等方式确保接收 端正确解调信号，避免误码和数据丢失。
数字通信中的同步原理包括载波同步、位同步、帧同步等， 这些同步方式能够确保数字信号在传输过程中保持稳定，提 高通信质量。
在卫星通信中的应用
卫星通信中，由于信号传输距离远、传输环境复杂，同步 原理显得尤为重要。卫星通信系统需要建立稳定的载波同 步和位同步，以保证信号在长距离传输中不发生偏移和失 真。
卫星通信中的同步技术还包括定时同步和频率同步，这些 同步方式能够确保信号在卫星转发器中正确处理，提高信 号的抗干扰能力和传输可靠性。
05
同步原理的发展趋势和未来展望
同步技术的发展趋势
5G/6G通信技术
随着5G/6G通信技术的不断发展，同步原理将更加依赖于新型的 信号处理和传输技术，以实现更高效、更可靠的数据传输。
云计算和大数据技术
云计算和大数据技术的广泛应用，将为同步原理提供更强大的数据 处理和分析能力，进一步提高同步的准确性和实时性。
在移动通信中的应用
移动通信中，由于用户终端位置不断变化，信号传输环境复杂多变，因此需要建 立更加稳定的同步系统。移动通信中的同步技术包括时间同步和频率同步，能够 确保信号在复杂的无线环境中稳定传输。
移动通信中的同步原理还涉及到多径效应和信号衰落等问题，需要通过先进的信 号处理技术来克服这些挑战，提高移动通信的可靠性和稳定性。
位同步
01
02
03
04
位同步也称为码元同步，是数 字通信系统中的重要组成部分
。
位同步的目的是使接收端的时 钟频率与发送端的时钟频率保 持一致，以便正确解调出信号
数据同步原理
数据同步原理
数据同步原理是指将多个数据源中的数据保持一致性的操作过程。
数据同步旨在确保在不同的计算机系统或数据库之间共享的数据在不同地方保持同步，以保证数据的一致性和准确性。
数据同步原理涉及到多个方面，包括数据更新、数据传输和数据一致性等。
具体的原理如下：
1. 数据更新：数据同步的基础是对数据的更新。
当一个数据源中的数据发生变化时，需要将这些变化同步到其他数据源中。
常见的数据更新操作包括插入、更新和删除等。
2. 数据传输：数据同步需要将数据从一个数据源传输到另一个数据源。
数据传输可以通过网络进行，常见的方式有FTP、HTTP、TCP/IP等。
在数据传输过程中，需要考虑网络的稳定性和数据传输的效率。
3. 数据一致性：数据同步的目的是确保多个数据源中的数据保持一致性。
在数据同步过程中，需要解决数据冲突和数据丢失等问题。
数据冲突是指在多个数据源中同时更新同一数据导致的不一致性，可以通过锁机制或者时间戳等方式来解决。
数据丢失是指在数据传输过程中数据丢失或者传输失败导致的数据不一致性，可以通过备份和重传等方式来解决。
数据同步原理可以根据实际情况进行调整和优化。
在设计数据同步系统时，需要考虑数据量、数据变化频率、网络带宽等因素，以确保数据同步的效率和准确性。
同时，需要考虑数据安
全性和可靠性，采取相应的安全措施和故障恢复机制，以防止数据泄露和数据丢失。
简谈数字视频信号的同步
简谈数字视频信号的同步杜卉湖南生活频道播送技术部现在，数字化、网络化、信息化浪潮席卷全球，计算机与电视的融合正不断深入，信号方式由模拟转向数字，又将因数字转为网络。
这样使节目制作和传输应用方式越来越丰富，信号的组成将越来越高效、合理，视频信号的一个基本组成—同步信号正按这个趋势发展，整个数字系统的同步也有新的变化。
一．数字同步信号我们已熟知，在模拟环境中，同步信号已被严格规范，它确实能控制好定时，这对视频系统非常重要。
但设计或调整一个系统时，你会认为同步信号显得很不灵活:系统内同步信号是纳秒级计量,种类繁多,要求严格,而且在整个视频信号中,同步信息占用率高。
于是我们希望从模拟进入数字环境时,同步信号能得到改善。
当信号转为数字信号时，模拟波形变为0、1码，这样计算机数据通信的方法将被借鉴。
例如误码检测方面，数字电视信号中也加入CRC码等等。
在同步方面，我们也会看到位元同步、群同步、网同步等数据通信中应用的同步方式。
串行数字接口SDI是现阶段的通用数字接口，在很大程度上已经取代了模拟视频接口。
因为它是无压缩格式，既无损耗，也很少需要维护。
SDI接口内传输码流为270Mb/s的D1格式串行数字分量信号。
下面简要分析D1信号。
D1格式分别在Y、B-Y、R-Y上取样和量化，进行A/D，取样时钟折衷为27MHz，其中Y为13.5MHz，B-Y、R-Y都为6.75MHz；量化比特为10b。
D1格式的并行输出码流为27Mb/s。
当并行转为串行输出时，移位寄存器的时钟频率是A/D时钟频率的10倍，27×10=270MHz，D1格式的串行输出码流则为270Mb/s。
DI格式的串行输出被命名为串行数字分量。
D1信号包括三种信号是：视频信号、定时基准信号、辅助信号。
D1格式对定时基准信号处理中，考虑到每一行都存在300mV的行同步信号，不管在活动图像或标准测试信号中都是冗余部分，所以没必要每次取样和量化，可仅以“0～3”这4个码字来表示有效扫描开始，称之为“有效视频起始标志”（Start of Active Video,SAV）。
数字电路时钟同步原理
数字电路时钟同步原理时钟同步是数字电路设计中非常重要的一部分。
在数字电路系统中，各个模块之间的运行需要有一个统一的时钟信号来进行同步，以确保数据的准确传输和处理。
本文将介绍数字电路时钟同步的原理及其相关技术。
一、时钟信号的作用时钟信号在数字电路系统中的作用是非常关键的。
它通过为电路系统提供节拍信号，使得各个模块在同一个时间进行操作，保证了数据的传输和处理在统一的时间基准下进行。
时钟信号主要用于控制数字电路的操作顺序和时间间隔，以确保电路的正确运行。
二、时钟的生成方式1. 晶振产生时钟晶振是数字电路中最常用的时钟信号源。
晶振具有稳定、准确的特性，可以在不同的频率下提供稳定的时钟信号。
晶振通常通过晶体振荡器来实现，晶体振荡器将晶振转化为数字电路所需的时钟信号。
2. PLL锁相环产生时钟PLL（Phase-Locked Loop）锁相环是一种常见的时钟信号产生方法。
它通过比较输入信号与反馈信号的相位差异，自动调整反馈信号的频率和相位，使得输入信号与反馈信号达到同步。
PLL可以根据输入信号的频率和相位来生成稳定的时钟信号。
三、时钟同步方法时钟同步方法是保障数字电路系统正常运行的关键。
以下是常用的几种时钟同步方法：1. 同步时钟同步时钟是最简单、最基础的时钟同步方法之一。
在同步时钟系统中，所有模块共享同一个时钟信号，所有操作都按照同一个时钟信号进行。
同步时钟的优点是实现简单，适用于一些简单的数字电路系统。
2. 异步时钟异步时钟是一种灵活的时钟同步方法。
在异步时钟系统中，各个模块可以有不同的时钟源，每个模块的时钟信号可以有所不同。
模块之间的数据传输通过特定的同步信号进行控制，以确保传输的准确性。
异步时钟适用于复杂的数字电路系统，能够提高系统的灵活性和可靠性。
3. 时钟握手协议时钟握手协议是一种高级的时钟同步方法。
它通过在数据传输之前进行握手，确定各个模块之间的时钟关系。
时钟握手协议可以根据系统要求灵活地确定时钟的同步方式，从而实现更高效的数据传输和处理。
同步数字体系概述
第一节SDH传输系统的基本原理一、PDH的固有弱点PDH即准同步数字体系，是指参与复接的各低次群的标称速率相同，而实际速率允许有一定偏差的数字体系。
目前ITU-T推荐应用的主要有两大系列的PDH数字体系，即PCM24路系列和PCM30/32路系列。
北美和日本采用1.544Mb/s作为基群的PCM24路数字系列；欧洲和我国则采用2.048Mb/s作为基群的PCM30/32路数字系列。
我国采用的PDH数字系列如表2-1所示。
表2-1 我国PDH数字系列基群二次群三次群四次群30路2.048 Mb/s 120路（30×4）8.448 Mb/s480路（120×4）34.368 Mb/s1920路（480×4）139.264 Mb/s采用ITU-T建议规定的PDH数字系列作为系统速率标准的光纤通信系统称为PDH光传输系统。
在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。
现有的光纤通信系统，现有的PDH主要应用在本地接入；SDH主要应用于城域网、省干网、骨干网；DWDM应用于骨干网（西北环）。
PDH传输体制的弱点主要表现在以下几个方面。
1．没有全世界统一的数字信号标准由于历史的原因，目前世界上的准同步数字体系PDH存在两大体系或三种地区性标准（日本、北美和欧洲），如表8-1所示。
北美和日本都采用以1.544Mb/s为基群速率的PCM24路系列，但略有不同，而欧洲和中国则采用以2.048Mb/s为基群速率的PCM30/32路系列。
由于没有统一的世界性标准，造成国际间互通、互连困难。
表8-1 不同地区PDH速率等级标准一次群二次群三次群四次群北美24路1.544Mb/s96路(24×4)6.312Mb/s672路(96×6)44.736Mb/s4032路(672×6)274.176Mb/s日本24路1.544Mb/s96路(24×4)6.312Mb/s480路(96×5)32.064Mb/s1440路(480×3)97.782Mb/s欧洲、中国30路120路(30×4) 480路(120×4) 1920路（480×4)2．没有标准的光接口规范PDH仅制定了电接口（G.703）的技术标准，但没有世界性的标准光接口规范，导致各个厂家自行开发的专用光接口大量滋生，故使不同厂家生产的设备在光缆线路上不能互通，必须转换为标准的接口后才能互通，从而增加了设备的成本，而且不灵活。
数字通信原理06-定时与同步
（b）时域插入
6.2.2 位同步
位同步又称码元同步。在数字通信系统中，任何消息都是 通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码 元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。要实现 接收判决时刻对准每个接收码元的特定时刻，就要求接收 端必须提供一个位定时脉冲序列，该序列的重复频率与码 元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致。我们把提取 这种定时脉冲序列的过程称为位同步。 位同步是正确取样判决的基础，只有数字通信才需要，并 且不论基带传输还是频带传输都需要位同步；所提取的位 同步信息是频率等于码速率的定时脉冲，相位则根据判决 时信号波形决定，可能在码元中间，也可能在码元终止时 刻或其他时刻。
巴克码是一种有限长的非周期序列，目前已 找到的巴克码组如表6-1所示，n表示码组位 表6-1 巴克码组表 长。
第6章 定时与同步
6.1 定时系统
数字信号由一些等长的码元序列组成，用 这些码元在时间上的不规律性表示不同的信 息。要使这些数字信号不发生错误或保持这 些码元排列规律的正确性，发送端和接收端 都要有稳定而准确的定时脉冲。以控制接收 端和发送端的各部分电路始终按规定的节拍 工作，这就是定时。
6.1.1 定时脉冲的种类
位同步的实现方法也有插入导频法和直接法 两种。插入导频法与载波同步时的插入导频 法类似，基带信号频谱的零点处插入所需的 位定时导频信号，如图6-3所示。
直接提取位同步的方法又分滤波法（如图6-4 所示）和特殊锁相环法。
6.2.3 帧同步
在数字通信中，信息流是用若干码元组成一 个“字”，又用若干个“字”组成“句”。 在接收这些数字信息时，必须知道这些 “字”、“句”的起止时刻，否则接收端无 法正确恢复信息。为了使接收端能正确分离 各路信号，在发送端必须提供每帧的起止标 记，在接收端检测并获取这一标志的过程， 称为帧同步，也称为群同步。 实现帧同步，通常采用的方法是起止式同步 法和插入特殊同步码组的同步法。而插入特 殊同步码组的方法有两种：一种为连贯式插
sdh的原理
sdh的原理SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种同步数字层次结构，它是一种在数字通信中用于传输和多路复用的技术。
SDH的原理是基于TDM（Time Division Multiplexing）技术，它通过将不同速率的数字信号分割成固定长度的时间片，然后按照时间顺序进行交替传输，从而实现了多路复用和传输的同步化。
SDH的原理主要包括以下几个方面：1. 同步传输，SDH采用了同步传输的方式，即在传输过程中，发送端和接收端的时钟是同步的。
这种同步传输方式可以有效地避免时钟漂移和时钟抖动，确保了传输的稳定性和可靠性。
2. 多路复用，SDH可以将不同速率的数字信号进行多路复用，将它们合并成一个高速的数字信号进行传输。
这种多路复用的方式可以充分利用传输介质的带宽，提高了传输效率。
3. 映射结构，SDH采用了一种灵活的映射结构，可以将不同速率的信号映射到不同的容器中进行传输。
这种映射结构可以有效地适应不同速率信号的传输需求，提高了传输的灵活性和可靠性。
4. 管理功能，SDH具有强大的管理功能，可以对传输系统进行监控、管理和维护。
通过管理功能，可以实现对传输系统的远程监控和故障定位，提高了传输系统的可靠性和可管理性。
5. 容错保护，SDH采用了多种容错保护技术，如交叉连接和复用段保护等，可以在传输过程中对信号进行保护和恢复，提高了传输系统的可靠性和稳定性。
总的来说，SDH的原理是基于同步传输和多路复用的技术，通过灵活的映射结构和强大的管理功能，实现了对不同速率信号的高效传输和可靠管理。
同时，SDH还具有较强的容错保护能力，可以保障传输系统的稳定性和可靠性。
这些特点使得SDH成为了现代数字通信系统中一种重要的传输技术。
电路基础原理数字信号的时钟与同步控制
电路基础原理数字信号的时钟与同步控制数字信号的时钟与同步控制是电路基础原理中的重要概念，它们在现代电子设备中起着至关重要的作用。
在这篇文章中，我们将探讨数字信号的时钟以及同步控制的基本原理和应用。
一、数字信号的时钟数字信号的时钟是指为了使数字系统能够准确地进行时序操作而引入的一种信号。
它可以看作是一个周期性的参考信号，用于控制数字电路中各个部件的工作时序，保证信号的准确性和可靠性。
时钟信号的频率通常以赫兹（Hz）为单位表示，高频时钟信号可以实现更高的数据处理速度。
时钟信号通常由晶体振荡器或者定时器产生，它会以正弦波形式不断震荡。
在数字系统中，时钟信号向各个部件传递，并在每个时钟周期的边沿触发相应的操作。
例如，在计算机的中央处理器中，时钟信号被用来同步数据存储和处理器内部寄存器的读写操作。
时钟信号的频率决定了整个系统的性能和稳定性。
二、同步控制的原理同步控制是指通过同步信号来实现不同部件或模块之间的协调和数据交换。
在数字系统中，同步控制主要通过时钟信号来实现。
当各个部件接收到时钟的边沿信号时，它们按照预定的时序进行操作，保证数据的正确传递和处理。
同步控制的基本原理是将所有的操作按照时钟信号的边沿进行同步。
当时钟信号的边沿到达时，所有的操作都开始执行，直到下一个边沿到达。
这种同步方式可以有效地消除操作之间的不确定性，保证数据的准确性和一致性。
同步控制在数字系统中是非常重要的，特别是在高性能计算和通信设备中。
通过合理设计时钟和同步信号的结构，可以减少数据传输错误和时序错误，提高系统的性能和可靠性。
三、同步控制的应用同步控制在现代电子设备中有着广泛的应用。
例如，在通信系统中，时钟信号被用于同步发送和接收数据的过程，在保证数据传输的同时保持高速和稳定性。
另一个应用是数字信号处理领域。
通过精确的时钟信号，可以实现高速的数字信号处理和算法运算，如音视频编解码、图像处理等。
此外，在计算机系统中，同步控制也扮演着重要的角色。
通信原理第十一章 同步原理
滤波法原理图
r (t)
波形 变换
ui(t)
窄带带通 滤波器
u0(t)
脉冲 形成
移 相
cp(t)
接收码元相位的获得方法
基带信号 a 接收
码元
微分
b
整流
c
单稳脉 冲形成
e
a t b t c e t
t
运用微分电路，从基 带信号(a)的过零点处 提取接收码元相位 （b）（代表码元起 始相位），再对微分 信号进行整流（c)， 最后脉冲形成。
基带信号 a 接收
码元
微分
b
整流
c
单稳脉 冲形成
e
a t b t c e t
t
运用微分电路，从基 带信号(a)的过零点处 提取接收码元相位 （b）（代表码元起 始相位），再对微分 信号进行整流（c)， 最后脉冲形成。
微分整流型数字锁相环
采用微分、整流步骤获得接收码元相 位后，画出图11－16中的相位比较器，就 得到微分整流型数字锁相环系统图，如图 11－18所示。
几种同步概念 帧同步：若干码元组成“字”，若干字 组成“句”，接收这些数字流，接收端需产 生与字、句起始时刻一致的定时脉冲序 列，即所谓帧同步或群同步。 网同步：为保证通信网内各用户之间 可靠的进行数据交换，使得在整个通信网 内有一个统一的时间节拍标准，在整个通 信网内建立起网内的一种同步。 以下逐一进行学习
a
接收 码元
微分
整流
单稳4
e
超前 脉冲
晶振 整形
b路 a路
A
单 稳 3
单稳1
f
位同步脉冲 脉冲 形成 b
B
滞后 单 脉冲 稳 g
11.2 载波同步
SDH原理
1. SDH 的速率等级表
Bit rate PDH North America
name
PDH Europe
SDH
SONET
Transport
(rate) name (rate) Container Transport Container
10 G 2.5 G 622 M 155 M 140 M 51 M 45 M DS3/T3 45 M 34 M 8M 6 M DS2/T2 6 M 2M 1.5 M DS1/T1 1.5 M 64k DS0/T0 64k
三, SDH复用结构
SDH的复用结构是由一系列的基本复用单元组成,复用 单元实际上是一种信息结构,不同的复用单元,其信息 结构不同 STM-1的容量: STM-1 =63个2M=63×30CH=1890CH; STM-1 =3个34M =3×16×30CH=1440CH; STM-1 =1个140M=1×64×30CH =1920CH
二,SDH的速率等级和帧结构
SDH信号以同步传送模块(STM)的形式传输; 其最基本的同步传送模块是STM-1,更高等级的 STM-N模块是将STM-1以字节交织间插方式 字节交织间插方式同 字节交织间插方式 步复用的结果,其速率为155.520Mb/s的N倍; N=1,4,16,64,256.
2.
3.
4.
5.
SDH最核心的优点有三条
1.同步复用 1.同步复用 2.标准光接口 2.标准光接口 3.强大的网络管理能力 3.强大的网络管理能力
SDH的缺陷
频带利用率不如传统的PDH系统; 指针调整机理复杂,增加了由指针调整引起的 结合抖动,加大了传输损伤; 大规模使用软件控制和将业务量集中在少数几 个高速链路和交叉节点上,这些关键部位出现 问题可能导致网络的重大故障或造成网络瘫痪.
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时钟的主要功能
跟踪外基准源
给定一个理想外基准源，时钟设备应尽可能理想地还原外基准源，尽 可能少地产生噪声。
过滤外基准源
输入的外基准源存在相位漂动、抖动，时钟设备应具备滤除漂动、抖 动的能力。
保持
当丢失所有参考源时，时钟设备应具备维持优良输出的能力。
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目 录
数字同步网基础知识
同步信号的传输 同步信号不良对业务网的影响 业务网同步规划及组织原则
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几个重要参数
频率准确度（Frequency accuracy） 频率准确度是指信号的实际频率值与理想的标称频率的偏离程度。一般用相对频
率偏差来表示，例如若标称频率为f0，实际频率为f，则频率准确度为（f-f0）/f0，
漂动（Wander） 漂动指时钟信号的各个有效瞬间相对于理想信号的时间位置快速的往复 变化，其变化的频率小于10Hz称为漂动。
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时间间隔误差 指在特定的时间周期内，给定的时钟信号与理想信号的相对时延变化，是衡量信号 相位稳定度的原始数据，又称原始相位数据（Raw Phase） 测试基准f0
数字同步网基础知识
本节包括如下内容
数字同步网简介 同步网时钟源介绍 时钟的工作方式及时钟的主要功能 几个重要参数 数字同步网结构 广东电信同步网概况
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数字同步网简介
数字同步网与电信管理网、信令网一起并称为电信三大支撑网， 它的服务对象是各种业务网。同步网的基本功能是准确地将同步信 息从基准时钟向同步网的各下级或同级节点传递，从而建立并保持 同步。数字同步网是现代通信网的一个必不可少的重要组成部分， 它能满足电信网传递业务信息所需的传输和交换性能要求，它是保 证网络定时性能的关键。
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数字同步网节点时钟等级分为三级：一级基准时钟、二级从钟、三级从钟
一级基准时钟 包括全国基准时钟PRC和区域基准时钟LPR两种类型。全国基准时钟PRC可由“铯原子钟 组或铯原子钟＋GPS”组成，区域基准时钟LPR可由”铷原子钟＋GPS“组成，而且，LPR应 能接受PRC的同步，一级基准时钟分别放置在省、自治区中心及直辖市。 二级从钟 二级从钟可由“”铷原子钟＋GPS“组成或”晶体钟＋GPS“组成，而且应能接受LPR的同步， 二级从钟一般设置在省、自治区中心和直辖市的各长途通信楼，地、市级长途通信楼和汇 接长途话务量大且具有多种业务要求的重要汇接局。 三级从钟 三级从钟一般选用单纯高精度晶体钟，并且能同步于二级从钟，三级从钟一般设置在本地 网内的汇接局和端局。来自1000秒以下称为短稳。
衡量相位稳定度有两种方法，分别是时域和频域的表征。频域一般用频谱仪来进 行测试，而时域则主要用时间间隔分析仪进行测试。
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抖动（Jitter） 抖动指时钟信号的各个有效瞬间相对于理想信号的时间位置快速的往复 变化，其变化的频率超过10Hz称为抖动。抖动的大小用ns、ps或者UI来 表示。
快捕（Fast Locking）
锁相环得到外部参考源后，从自由振荡到进入跟踪的一段暂态过程。
跟踪（Locked）
锁相环锁定外部参考源的稳定状态。
保持（Holdover）
锁相环丢失外部基准源后，利用原先跟踪的数据，维持一段时间的 输出，性能优于自由
振荡状态。 中国电信股份有限公司广州研究院 广东省电信有限公司研究院
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时钟源介绍
常见的同步网时钟源有原子钟（如铯钟、铷钟）、晶体钟等两类。
铯钟
长期频率稳定度性能比较好，没有老化现象，但耗能高，结构复杂，制 造工艺和技术都十分先进，铯束管的寿命为3～5年，届时需要更换。主 要用于全国基准中心。
单位一般用ppm来表示。一般频率准确度是指长期频率偏离。 相位稳定度（Phase stability）
相位稳定度表征信号频率及相位随机起伏的程度。导致相位不稳定的机理有很多
种，随着测试取样时间不同，测试结果也不同。一般稳定度分为长期相位稳定度 （长稳）和短期相位稳定度（短稳），二者并没有严格的界限，一般取样时间在
第0.0秒观测被测信号：5ns 第0.5秒观测被测信号：-5ns 第1.0秒观测被测信号：-10ns 第1.5秒观测被测信号：10ns 第2.0秒观测被测信号：5ns 第2.5秒观测被测信号：-15ns 第3.0秒观测被测信号：0ns 第3.5秒观测被测信号：5ns 第4.0秒观测被测信号：15ns 中国电信股份有限公司广州研究院 广东省电信有限公司研究院
铷钟
性能不及铯钟，但具有体积小、重量较轻、预热时间短、短期频率稳定 度高，价格便宜等优点。在同步网中普遍作为地区级参考频率标准。
晶体钟
体积小、重量轻、耗电少，价格比较便宜，短期稳定性较好，但长期稳 定度和老化率比原子钟差。一般在同步网中作为从钟被大量使用。
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时钟的工作方式
Ref LPF
自由振荡（Free - Run）
振荡器
DDS
时钟设备的本地振荡器自由运行，不受外部参考源控制，输出信号的准确度和稳定度取
决于振荡器本身。