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傳輸系統(tǒng)中的時鐘同步技術
同步模塊是每個系統(tǒng)的心臟，它為系統(tǒng)中的其他每個模塊饋送正確的時鐘信號。因此需要對同步模塊的設計和實現(xiàn)給予特別關注。本文對影響系統(tǒng)設計的時鐘特性進行了考察，并對信號惡化的原因進行了評估。本文還分析了同步惡化的影響，并對標準化組織為確保傳輸質量和各種傳輸設備的互操作性而制定的標準要求進行了探討。摘要：
網(wǎng)絡同步和時鐘產(chǎn)生是高速傳輸系統(tǒng)設計的重要方面。為了通過降低發(fā)射和接收錯誤來提高網(wǎng)絡效率，必須使系統(tǒng)的各個階段都要使用的時鐘的質量保持特定的等級。網(wǎng)絡標準定義同步網(wǎng)絡的體系結構及其在標準接口上的預期性能，以保證傳輸質量和傳輸設備的無縫集成。有大量的同步問題，系統(tǒng)設計人員在建立系統(tǒng)體系結構時必須十分清楚。本文論述了時鐘惡化的各種來源，如抖動和漂移。本文還討論了傳輸系統(tǒng)中時鐘惡化的原因和影響，并分析了標準要求，提出了各種實現(xiàn)技巧。
基本概念：抖動和漂移
抖動的一般定義可以是“一個事件對其理想出現(xiàn)的短暫偏離”。在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，抖動被定義為數(shù)字信號的重要時刻在時間上偏離其理想位置的短暫變動。重要時刻可以是一個周期為 T1 的位流的最佳采樣時刻。雖然希望各個位在 T 的整數(shù)倍位置出現(xiàn)，但實際上會有所不同。這種脈沖位置調制被認為是一種抖動。這也被稱為數(shù)字信號的相位噪聲。在下圖中，實際信號邊沿在理想信號邊沿附近作周期性移動，演示了周期性抖動的概念。
圖 1.抖動示意
抖動，不同于相位噪聲，它以單位間隔 (UI) 為單位來表示。一個單位間隔相當于一個信號周期 (T)，等于 360 度。假設事件為 E，第 n 次出現(xiàn)表示為 tE[n] 。則瞬時抖動可以表示為：
一組包括 N 個抖動測量的峰到峰抖動值使用最小和最大瞬時抖動測量計算如下：
漂移是低頻抖動。兩者之間的典型劃分點為 10 Hz。抖動和漂移所導致的影響會顯現(xiàn)在傳輸系統(tǒng)的不同但特定的區(qū)域。
抖動類型
根據(jù)產(chǎn)生原因，抖動可分成兩種主要類型：隨機抖動和確定性抖動。隨機抖動，正如其名，是不可預測的，由隨機的噪聲影響如熱噪聲等引起。隨機抖動通常發(fā)生在數(shù)字信號的邊沿轉換期間，造成隨機的區(qū)間交叉。毫無疑問，隨機抖動具有高斯概率密度函數(shù) (PDF)，由其均值 (μ) 和均方根值 (rms) (σ) 決定。由于高斯函數(shù)的尾在均值的兩側無限延伸，瞬時抖動和峰到峰抖動可以是無限值。因此隨機抖動通常采用其均方根值來表示和測量。
圖 2.以高斯概率密度函數(shù)表示的隨機抖動
對抖動余量來講，峰到峰抖動比均方根抖動更為有用，因此需要把隨機抖動的均方根值轉換成峰到峰值。為將均方根抖動轉換成峰到峰抖動，定義了隨機抖動高斯函數(shù)的任意極限 (arbitrary limit)。誤碼率 (BER) 是這種轉換中的一個有用參數(shù)，其假設高斯函數(shù)中的瞬時抖動一旦落在其強制極限之外即出現(xiàn)誤碼。通過下面兩個公式，就可以得到均方根抖動到峰到峰抖動的換算。3
由公式可得到下表，表中峰到峰抖動對應不同的 BER 值。
確定性抖動是有界的，因此可以預測，且具有確定的幅度極限。考慮集成電路 (IC) 系統(tǒng)，有大量的工藝、器件和系統(tǒng)級因素將會影響確定
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