01-同步技巧基本.doc

:何二宁日期:1998-11审核:日期:审核:日期:批准:日期:*** 同步的重要性 同步与异步 同步与数字交换 同步与数字传输 同步与滑动缓冲器 滑动产生的影响 滑动性能指标 锁相与频率合成 锁相环原理 锁相环种类 频率合成器 主要技术指标 时钟原理 时钟原理 原子钟 晶体钟 GPS钟 性能对比 BITS 时钟术语 32关键词:同步,同步网,时钟摘要:本文档描述了同步网的基础知识,内容包括同步的概念、同步的重要性和时钟原理。缩略语清单:无参考资料清单:无数字同步基础同步的重要性同步与异步数字通信是数字信息从发送器向接收器传送的过程。发送器周期性地发送每位数据,接收器在接收到该数据的半个周期时刻进行采样并判决其值,以恢复原数据,这种信息收发的位同步非常必要,影响这种协调的方式有同步和异步而二种。图1-1异步方式\发送的字符异步方式异步方式的工作过程如下:发送端先将欲要发送的信息分成一个一个的字符,对每个字符在发送前又进行包装,在每个字符前端插入起始位、末端插入停止位,构成10bit/字符的结构发送出去,如图1-1所示。接收端处在随时接收数据的等待状态,一旦收到启始位即受到提醒进入短时间的收发同步状态,进而进行该字符数据的接收,在收到停止位时,能确认字符接收完毕,并准备下一个字符的接收。可见它是随机的字符发送方式,要求收发时钟频率大体相同才能保证有效接收。因此速率低、数据少、随机数据通信(如键盘、鼠标、远程终端)等通信场合使用。RS232-C即是广泛采用的一种异步接口标准。同步方式同步方式的工作过程则不同,它是将要发送的字符数据集中批量发送,省去了所以字符前的起止位的提醒,大大提高了数据传输的效率。在电信网中应包含了4个层次上的同步:(1)位同步(2)帧同步(3)时隙同步(4)网同步。它要求发送端和接收端有一致的时钟信号,既要同频也要同相。图1-2为帧同步与异步方式的时序构对比示结意图。图1-2异步同步传输数据流对比可以看出:在同步方式下,作为额外开销的同步字符,不随发送信息的多少而改变,在大量数据传送时,能有很高的效率。譬如,在发单个数据字符,每块同步损耗达200%,可在发送512个数据字符块时,%,有非常高的传送效率,因而同步方式在计算机网络、数据数字通信中有更为广泛的应用。而异步方式更适合于终端、绘图仪、调制解调器等低速信息传递。同步传送通常时钟信号的获得来自二种途径:其一是采用时钟专线,即将发送端时钟直接传送给接收端同步使用;其二是借助锁相环,利用发送端传送的信息流中的时钟频率、相位信息,进行同步时钟提取、恢复再使用。有的是从从业务码流中提取时钟定时,有的是利用专用载波信号来提取同步定时。直接使用专用定时的情况主要是在小系统的情况。由于接收端始终与发送端保持同步状态,信息的传送就省缺了每个字符前的同步提醒,从而能将信息以数据块(帧)的方式,高速传递。同步方式是现在数字通信的主要方式,同步技术的深入研究也已成为数字通信系统不可分割的部分。就通信网看,同步在通信设备中如何保证,又对通信质量有何影响呢?以下就典型的数字交换机和数字传输设备来进行分析。同步与数字交换数字交换机是通信网中的一个节点,通过节点的信息交换功能,信息才能在通信网中四通八达。而作为被传送和交换的数字信息则是以时分复用的方式构成的。其交换方法是数字交换机将收到的数字信息以一种顺序写入存储器,以另一种顺序从存储器读出后传送,因此节点处的信息交换实质是数字信息序列的时隙交换,如图1-3所示。图1-3时隙交换的两种方式因此,数字交换机通过对输入数字信号中的时隙作重新安排实现了数字信息交换,所以在信号进入交换网络之前,需要具备时隙交换的条件如下:(1)参加交换的数字信号的帧要在时间上对齐,即各路信号的帧要同步;(2)各路信号的码率都要以交换设备的时钟速率为准,转换为相同码率,使时隙具有相同的速率。但参加交换的信号可能来自不同的交换节点和传输设备,到达时间不可能相同,信号的码率也可能与本地时钟不同步,这就需要通过帧缓冲器进行帧同步及比特同步。当外来信号与交换设备内的时钟频率有差异时,则在进行比特同步时将产生滑动(),滑动将使信号受到损伤,影响通信质量。同步与数字传输数字传输系统是对编码的数字信息以时分复用方