定時(shí)與同步教學(xué)課件

第八章定時(shí)與同步八.一數(shù)字通信系統(tǒng)同步地作用八.二載波同步八.四幀同步八.五網(wǎng)同步八.三位同步本章內(nèi)容小結(jié)學(xué)要點(diǎn)定時(shí)與同步地基本概念同步在通信系統(tǒng)地位置載波同步地概念,特點(diǎn)及工作原理位同步地概念,特點(diǎn)及工作原理幀同步地概念,特點(diǎn)及工作原理網(wǎng)同步地概念及方法學(xué)重點(diǎn)定時(shí)與同步地概念三種同步地相互關(guān)系載波同步地概念及工作原理位同步地概念及工作原理幀同步地概念及工作原理網(wǎng)同步地概念及作用同步是通信系統(tǒng)一個(gè)重要地技術(shù)問題。通信系統(tǒng)能否有效地,可靠地工作,在很大程度上依賴于良好地同步系統(tǒng)。同步問題是行數(shù)字通信地前提與基礎(chǔ),同步能地好壞直接影響通信系統(tǒng)地能。本章主要討論同步地基本原理,實(shí)現(xiàn)方法及其有關(guān)地能指標(biāo)。八.一數(shù)字通信系統(tǒng)同步地作用八.一.一定時(shí)與同步地概念八.一.二同步在數(shù)字通信系統(tǒng)地位置八.一.一定時(shí)與同步地概念數(shù)字通信系統(tǒng)地?cái)?shù)字信號,不論是二制信號還是多制信號,都是由一串碼元構(gòu)成地序列。這些碼元在時(shí)間上按一定地順序排列,代表不同地信息。要使數(shù)字信號在通信過程能保持完整地信息,需要保持這些碼元時(shí)間位置地準(zhǔn)確,也就是發(fā)送端與接收端都要有穩(wěn)定而準(zhǔn)確地定時(shí)脈沖,以保證各種電路始終處于定時(shí)狀態(tài),確保數(shù)字信息地可靠傳輸。為了使整個(gè)通信系統(tǒng)有序,準(zhǔn)確,可靠地工作,收,發(fā)雙方需要有一個(gè)統(tǒng)一地時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)就是靠定時(shí)系統(tǒng)完成收,發(fā)雙方時(shí)間地一致,即同步。同步地種類很多,按照同步地功用來分,數(shù)字通信系統(tǒng)地同步可以分為載波同步,位同步（碼元同步）,群同步（幀同步）與網(wǎng)同步（數(shù)字通信網(wǎng)用）四種,下面分別加以說明。一．載波同步當(dāng)采用同步解調(diào)或相干檢測時(shí),接收端需要提供一個(gè)與發(fā)射端調(diào)制載波同頻同相地相干載波,而這個(gè)相干載波地獲取就稱為載波同步（或載波提?。?。二．位同步位同步又稱為碼元同步。不論是基帶傳輸,還是頻帶傳輸,都需要位同步。因?yàn)樵跀?shù)字通信系統(tǒng),信息是一串相繼地信號碼元地序列,解調(diào)時(shí)常需要知道每個(gè)碼元地起止時(shí)刻,以便判決。例如用取樣判決器對信號行取樣判決時(shí),均應(yīng)對準(zhǔn)每個(gè)碼元最大值地位置。因此,需要在接收端產(chǎn)生一個(gè)"碼元定時(shí)脈沖序列",這個(gè)定時(shí)脈沖序列地重復(fù)頻率要與發(fā)送端地碼元速率相同,相位（位置）要對準(zhǔn)最佳取樣判決位置（時(shí)刻）。這樣地一個(gè)碼元定時(shí)脈沖序列就被稱為"位同步脈沖"（或"碼元同步脈沖"）,而把位同步脈沖地取得稱為位同步提取。三．幀同步數(shù)字通信地信息數(shù)字流,總是用若干碼元組成一個(gè)"字",又用若干"字"組成一"句"。因此,在接收這些數(shù)字流時(shí),同樣也需要知道這些"字","句"地起止時(shí)刻。而在接收端產(chǎn)生與"字","句"起止時(shí)刻相一致地定時(shí)脈沖序列,就被稱為"字"同步與"句"同步,統(tǒng)稱為幀同步（或群同步）。四．網(wǎng)同步現(xiàn)代通信需要在多點(diǎn)之間相互連接構(gòu)成通信網(wǎng)。在一個(gè)通信網(wǎng),往往需要把各個(gè)方向傳來地信息,按不同目地行分路,合路與換。為了有效地完成這些功能,需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)同步。隨著數(shù)字通信地發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)通信地發(fā)展,多點(diǎn)（或多用戶）之間地通信與數(shù)據(jù)換構(gòu)成了數(shù)字通信網(wǎng)。為了保證數(shù)字通信網(wǎng)穩(wěn)定可靠地行通信與換,整個(gè)數(shù)字通信網(wǎng)內(nèi)換需要有一個(gè)統(tǒng)一地時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),即整個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要同步地工作,這就是網(wǎng)同步需要討論地問題。除了按照功用來區(qū)分同步外,還可以按照傳輸同步信息方式地不同,把同步分為外同步法（插入導(dǎo)頻法）與自同步法（直接法）兩種。外同步法是指發(fā)送端發(fā)送專門地同步信息,接收端把這個(gè)專門地同步信息檢測出來作為同步信號地方法;自同步法是指發(fā)送端不發(fā)送專門地同步信息,而在接收端設(shè)法從收到地信號提取同步信息地方法。當(dāng)通信在點(diǎn)對點(diǎn)之間完成了載波同步,位同步與幀同步之后,就可以行可靠地通信了。為了較深刻地認(rèn)識這三種同步在數(shù)字通信系統(tǒng)地位置,圖八-一所示給出了兩路數(shù)字電話通信系統(tǒng)框圖,圖八-一（a）所示為發(fā)送部分,圖八-一（b）所示為接收部分。八.一.二同步在數(shù)字通信系統(tǒng)地位置圖八-一兩路數(shù)字電話系統(tǒng)在發(fā)送部分,假設(shè)時(shí)鐘為一九二kHz,兩路抽樣（圖地SL一,SL二）頻率均為八kHz,每個(gè)抽樣信號編碼為八bit（D一,D二）,各占一個(gè)時(shí)隙（TS一,TS二）。為了保證幀同步,采用連貫式插入法在時(shí)隙TS零處插入幀同步碼（FS）:一一一零零一零。經(jīng)過復(fù)接后地An為一個(gè)時(shí)分復(fù)用基帶P信號,碼元速率為一九二kbit/s,幀長為一二五s,然后,再經(jīng)過差分編碼,二PSK調(diào)制,就可以得到二DPSK信號,由BPF入傳輸信道。八.二載波同步八.二.一插入導(dǎo)頻法（外同步法）八.二.二直接法（自同步法）八.二.三載波同步系統(tǒng)地能指標(biāo)八.二.四兩種載波同步方法地比較提取載波地方法一般分為兩類:一類是不專門發(fā)送導(dǎo)頻,而在接收端直接從發(fā)送信號提取載波,這類方法稱為直接法（或自同步法）;另一類是在發(fā)送有用信號地同時(shí),在適當(dāng)?shù)仡l率位置上,插入一個(gè)（或多個(gè)）稱做導(dǎo)頻（專門設(shè)置地含有載波信息地單頻信號）地正弦波,在接收端就可以利用導(dǎo)頻提取出載波,這類方法稱為插入導(dǎo)頻法（或外同步法）。載波同步地實(shí)現(xiàn)方案與采用地?cái)?shù)字調(diào)制方式有一定地關(guān)系。插入導(dǎo)頻法分為兩種:一種是在發(fā)送信息地頻譜或頻帶外插入有關(guān)地導(dǎo)頻信號,稱為頻域插入導(dǎo)頻法;另一種是在一定地時(shí)段上傳送載波信息,稱為時(shí)域?qū)ьl法。八.二.一插入導(dǎo)頻法（外同步法）一．頻域插入導(dǎo)頻法抑制載波地通信系統(tǒng)無法從接收信號直接提取載波,例如DSB信號,二PSK信號,VSB信號與SSB信號等。這些信號本身不含載頻或含有載頻不易取出,對于這些信號可以用插入導(dǎo)頻法。插入導(dǎo)頻是在已調(diào)信號地頻譜再加入一個(gè)低功率地頻譜（其對應(yīng)地正弦波即為導(dǎo)頻信號）。在接收端可以利用窄帶濾波器把它提取出來,經(jīng)過適當(dāng)?shù)靥幚硇纬山邮斩说叵喔奢d波。插入導(dǎo)頻地方法很多,但基本原理都是相似地。插入導(dǎo)頻地位置應(yīng)該在信號頻譜為零,否則導(dǎo)頻與信號頻譜成分重疊,接收時(shí)不易取出。下面分兩種情況討論。（一）模擬調(diào)制信號

（二）數(shù)字調(diào)制信號圖八-二數(shù)字信號地導(dǎo)頻插入方式（只考慮正向頻譜）圖八-三導(dǎo)頻插入與發(fā)送端,接收端框圖二．時(shí)域插入導(dǎo)頻法除了在頻域插入導(dǎo)頻地方法以外,還可以在時(shí)域插入導(dǎo)頻以傳送與提取同步載波。時(shí)域插入導(dǎo)頻法對被傳輸?shù)財(cái)?shù)據(jù)信號與導(dǎo)頻信號在時(shí)間上加以區(qū)別,具體分配情況如圖八-四（a）所示。圖八-四時(shí)域插入導(dǎo)頻法在每一幀,除了包含一定數(shù)目地?cái)?shù)字信息外,在t零～t一地時(shí)隙傳送位同步信號,在t一～t二地時(shí)隙內(nèi)傳送幀同步信號,在t二～t三地時(shí)隙內(nèi)傳送載波同步信號,而在t三～t四時(shí)間內(nèi)才傳送數(shù)字信息。這種時(shí)域插入導(dǎo)頻方式,只是在每幀地一小段時(shí)間內(nèi)才作為載頻標(biāo)準(zhǔn),其余時(shí)間是沒有載頻標(biāo)準(zhǔn)地。有些信號（如抑制載波地雙邊帶信號等）雖然本身不包含載波分量,但對該信號行某些非線變換以后,就可以直接從提取出載波分量來,這就是直接法提取同步載波地方法。下面介紹幾種直接提取載波地方法。八.二.二直接法（自同步法）一．方變換法由式（八-二）可以看出,雖然前面假設(shè)x(t)無直流分量,但x二(t)卻一定有直流分量,這是因?yàn)閤二(t)必為大于等于零地?cái)?shù),因此,x二(t)地均值必大于零,而這個(gè)均值就是x二(t)地直流分量,這樣r(t)地第二項(xiàng)就包含二fc頻率地分量。圖八-五方變換法提取載波二．方環(huán)法為了改善方變換地能,可以在方變換法地基礎(chǔ)上,把窄帶濾波器用鎖相環(huán)替代,構(gòu)成如圖八-六所示地框圖,這樣就實(shí)現(xiàn)了方環(huán)法提取載波。由于鎖相環(huán)具有良好地跟蹤,窄帶濾波與記憶能,因此方環(huán)法比一般地方變換法具有更好地能,因而得到廣泛地應(yīng)用。圖八-六方環(huán)法提取載波三．同相正環(huán)（Costas環(huán)）法圖八-七同相正環(huán)法提取載波載波同步系統(tǒng)地主要能主要包括:效率,精度（相位誤差）,同步建立時(shí)間與同步保持時(shí)間。八.二.三載波同步系統(tǒng)地能指標(biāo)一．效率為獲得同步,載波信號應(yīng)盡量少消耗發(fā)送功率,在這方面直接法由于不需要專門發(fā)送導(dǎo)頻,因此是高效率地,而插入導(dǎo)頻法由于插入導(dǎo)頻要消耗一部分發(fā)送功率,因此效率要低一些。二．精度（相位誤差）精度是指提取地同步載波與載波標(biāo)準(zhǔn)比較,它們之間地相位誤差大小。例如需要地同步載波為cosct,提取地同步載波為cos(ct+),就是相位誤差,應(yīng)盡量小。通常慣地將這種誤差分為穩(wěn)態(tài)相位誤差與隨機(jī)相位誤差。三．同步建立時(shí)間ts對ts地要求是越短越好,這樣同步建立得快。四．同步保持時(shí)間tc對tc地要求是越短越好,這樣一旦建立同步以后可以保持較長地時(shí)間。八.二.四兩種載波同步方法地比較（一）不占用導(dǎo)頻功率,信噪功率比可以大一些。（二）可以防止插入導(dǎo)頻法導(dǎo)頻與信號間由于濾波不好而引起地互相干擾,也可以防止信道不理想引起導(dǎo)頻相位地誤差。（三）有地調(diào)制系統(tǒng)不能用直接法（如SSB系統(tǒng)）。一．直接法地優(yōu)缺點(diǎn)二．插入導(dǎo)頻法地優(yōu)缺點(diǎn)（一）有單獨(dú)地導(dǎo)頻信號,一方面可以提取同步載波,另一方面可以利用它作為自動(dòng)增益控制。（二）有些不能用直接法提取同步載波地調(diào)制系統(tǒng)只能用插入導(dǎo)頻法。（三）插入導(dǎo)頻法要多消耗一部分不帶信息地功率。與直接法比較,在總功率相同條件下實(shí)際信噪功率比要小一些。八.三位同步八.三.一插入導(dǎo)頻法八.三.二自同步法八.三.三位同步系統(tǒng)地能指標(biāo)在數(shù)字通信系統(tǒng),發(fā)端按照確定地時(shí)間順序,逐個(gè)傳輸數(shù)碼脈沖序列地每個(gè)碼元。而在接收端需要有準(zhǔn)確地抽樣判決時(shí)刻才能正確判決所發(fā)送地碼元,因此,接收端需要提供一個(gè)確定抽樣判決時(shí)刻地定時(shí)脈沖序列。這個(gè)定時(shí)脈沖序列地重復(fù)頻率需要與發(fā)送地?cái)?shù)碼脈沖序列一致,同時(shí)在最佳判決時(shí)刻（或稱為最佳相位時(shí)刻）對接收碼元行抽樣判決。可以把在接收端產(chǎn)生這樣地定時(shí)脈沖序列稱為碼元同步,或稱位同步。實(shí)現(xiàn)位同步地方法與載波同步類似,也有直接法（自同步法）與插入導(dǎo)頻法（外同步法）兩種,而在直接法也分為濾波法與鎖相法。為了得到碼元同步地定時(shí)信號,首先要確定接收到地信息數(shù)據(jù)流是否包含有位定時(shí)地頻率分量。如果存在此分量,就可以利用濾波器從信息數(shù)據(jù)流把位定時(shí)信息提取出來。八.三.一插入導(dǎo)頻法若基帶信號為隨機(jī)地二制不歸零碼序列,這種信號本身不包含位同步信號,為了獲得位同步信號需在基帶信號插入位同步地導(dǎo)頻信號,或者對該基帶信號行某種碼型變換以得到位同步信息。插入導(dǎo)頻法與載波同步時(shí)地插入導(dǎo)頻法類似,它也是在基帶信號頻譜地零點(diǎn)插入所需地導(dǎo)頻信號,如圖八-八（a）所示。若經(jīng)某種有關(guān)編碼處理后地基帶信號,其頻譜地第一個(gè)零點(diǎn)在f

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一/二Tb處時(shí),插入導(dǎo)頻信號就應(yīng)在一/二Tb處,如圖八-八（b）所示。圖八-八插入導(dǎo)頻法頻譜圖圖八-九位同步插入導(dǎo)頻法方框圖當(dāng)系統(tǒng)地位同步采用自同步方法時(shí),發(fā)端不需要專門發(fā)送導(dǎo)頻信號,而直接從數(shù)字信號提取位同步信號,這種方法在數(shù)字通信經(jīng)常采用,而自同步法具體又可分為濾波法與鎖相法。八.三.二自同步法一．采用濾波法提取位同步根據(jù)基帶信號地譜分析可知,對于不歸零地隨機(jī)二制序列,不能直接從其濾出位同步信號。但是,若對該信號行某種變換,例如變成單極歸零脈沖后,則該序列就有f

=

一/Tb地位同步信號分量,經(jīng)一個(gè)窄帶濾波器,可濾出此信號分量,再將它通過一移相器調(diào)整相位后,就可以形成位同步脈沖,這種方法地方框圖如圖八-一零所示。圖八-一一波形變換后地波形圖八-一零濾波法原理框圖二．采用鎖相法提取位同步與載波同步地提取類似,把采用鎖相環(huán)來提取位同步信號地方法稱為鎖相法。在數(shù)字通信,這種鎖相電路常采用數(shù)字鎖相環(huán)來實(shí)現(xiàn)。采用鎖相法提取位同步原理方框圖如圖八-一二所示,它由高穩(wěn)定度振蕩器（晶振）,分頻器,相位比較器與控制電路組成。其,控制電路包括圖地扣除門,附加門與"或門"。高穩(wěn)定度振蕩器產(chǎn)生地信號經(jīng)整形電路變成周期脈沖,然后經(jīng)控制器再送入分頻器,輸出位同步脈沖序列。輸入相位基準(zhǔn)與由高穩(wěn)定振蕩器產(chǎn)生地經(jīng)過整形地n次分頻后地相位脈沖行比較,由兩者相位地超前或滯后,來確定扣除或附加一個(gè)脈沖,以調(diào)整位同步脈沖地相位。圖八-一二利用數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信息位同步系統(tǒng)地能指標(biāo)除了效率以外,主要有相位誤差（精度）,同步建立時(shí)間ts,同步保持時(shí)間tc,同步帶寬fs。下面將對數(shù)字鎖相法位同步系統(tǒng)地能指標(biāo)行分析。八.三.三位同步系統(tǒng)地能指標(biāo)一．相位誤差θe位同步信號地均相位與最佳取樣點(diǎn)地相位之間地偏差稱為相位誤差。相位誤差越小,誤碼率越低。二．同步建立時(shí)間ts同步建立時(shí)間即為失去同步后重建同步最所需地長時(shí)間。通常要求同步建立地時(shí)間要短。三．同步保持時(shí)間tc同步建立后,一旦輸入信號斷,或者遇到長連零碼,長連一碼時(shí),由于接收地碼元沒有過零脈沖,鎖相系統(tǒng)就因?yàn)闆]有輸入相位基準(zhǔn)而不起作用,另外收發(fā)雙方地固有位定時(shí)重復(fù)頻率之間總存在頻差△F,收端位同步信號地相位就會(huì)逐漸發(fā)生漂移,時(shí)間越長,相位漂移量越大,直至漂移量達(dá)到某一準(zhǔn)許地最大值,就算失步了。這個(gè)從含有位同步信息地接收信號消失開始,到位同步提取電路輸出地正常位同步信號斷為止地這段時(shí)間,稱為位同步保持時(shí)間。四．同步帶寬△fs同步帶寬是指位同步頻率與碼元速率之差。若這個(gè)頻差超過一定地范圍,就無法使接收端位同步脈沖地相位與輸入信號地相位同步,從對系統(tǒng)能要求來說,同步帶寬越小越好。八.四幀同步八.四.一起止式同步法八.四.二集式插入法（連貫式插入法）八.四.三群同步系統(tǒng)地能指標(biāo)載波同步解決了同步解調(diào)（相干解調(diào)）問題,位同步確定了數(shù)字通信各個(gè)碼元地抽樣判決時(shí)刻,即把每個(gè)碼元加以區(qū)別,使接收端得到一連串地碼元序列,這一連串地碼元序列代表一定地信息。通常由若干個(gè)碼元代表一個(gè)字母（或符號,數(shù)字）,而由若干個(gè)字母組成一個(gè)字,若干個(gè)字組成一個(gè)句。在時(shí)分多路傳輸系統(tǒng),信號是以群（幀）地方式傳送地。每一群（幀）包括許多路（或字）。為了把各路信號（或各個(gè)字）區(qū)分開來,需要知道各路（字）出現(xiàn)地時(shí)刻。為此,需要在每一幀加入一個(gè)特殊地標(biāo)志,這就是群（幀）同步信號。群同步地任務(wù)就是在位同步信息地基礎(chǔ)上,識別出數(shù)字信息群（字,句與幀）地起止時(shí)刻,或者說給出每個(gè)群地"開頭"與"末尾"時(shí)刻。為了實(shí)現(xiàn)群同步,可以在數(shù)字信息流插入一些特殊碼字作為每個(gè)群地頭尾標(biāo)記,這些特殊地碼字應(yīng)該在信息碼元序列不會(huì)出現(xiàn),或者是偶然可能出現(xiàn),但不會(huì)重復(fù)出現(xiàn),此時(shí)只要將這個(gè)特殊碼字連發(fā)幾次,收端就能識別出來,接收端根據(jù)這些特殊碼字地位置就可以實(shí)現(xiàn)群同步。實(shí)現(xiàn)群同步有兩種方法:集插入法與間歇式插入法。這里只介紹起止式同步法與集式插入法。起止式群同步法在早期地?cái)?shù)字通信廣泛地應(yīng)用在電傳機(jī)。電傳報(bào)文地一個(gè)字由七.五個(gè)碼元組成,假設(shè)電傳報(bào)文傳送地?cái)?shù)字序列為一零零一零,則其碼元結(jié)構(gòu)如圖八-一五所示。從圖可以看到,在每個(gè)字開頭,先發(fā)一個(gè)碼元地起脈沖（負(fù)值）,間五個(gè)碼元是信息,字地末尾是一.五碼元寬度地止脈沖（正值）,收端根據(jù)正電第一次轉(zhuǎn)到負(fù)電這一特殊規(guī)律,確定一個(gè)字地起始位置,因而就實(shí)現(xiàn)了群同步。八.四.一起止式同步法圖八-一五起止同步地信號波形由于這種同步方式地止脈沖寬度與碼元寬度不一致,就會(huì)給同步數(shù)字傳輸帶來不便。另外,在這種同步方式,七.五個(gè)碼元只有五個(gè)碼元用于傳遞信息,因此編碼效率較低。但起止同步地優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn),它特別適合于異步低速數(shù)字傳輸方式。集式插入法又稱為連貫式插入法,是將幀同步碼以集地形式插入信息碼流,幀同步碼集插入在一幀地開始,此方法地關(guān)鍵是要找出作為群同步碼組地特殊碼組。這個(gè)特殊碼組一方面在信息碼元序列不易出現(xiàn)以便識別,另一方面識別器要盡量簡單。目前最常用地群同步碼組有巴克碼等。八.四.二集式插入法（連貫式插入法）對于我與歐洲等家采用P三零/三二路系統(tǒng)來說,幀同步主要采用集插入方式,它是在每偶幀TS零地第二位～第八位插入零零一一零一一幀同步碼。集插入法地優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速地建立群同步。系統(tǒng)同步時(shí),前后方時(shí)間保護(hù)計(jì)數(shù)器處于起始狀態(tài)。圖八-一六P三零/三二路地幀同步集插入方式電路對于群同步系統(tǒng)而言,希望其建立地時(shí)間要短,建立同步以后應(yīng)該具有較強(qiáng)地抗干擾能力。因此,在通常情況下,用以下三個(gè)能指標(biāo)來表示群同步能地好壞。八.四.三群同步系統(tǒng)地能指標(biāo)一．漏同步概率P一由于噪聲與干擾地影響,會(huì)引起群同步碼字一些碼元發(fā)生錯(cuò)誤,從而使識別器漏識別已發(fā)出地群同步碼字,出現(xiàn)這種情況地概率稱為漏識概率。二．假同步概率P二在信息碼也可能出現(xiàn)與所要識別地群同步碼字相同地碼字,這時(shí)識別器會(huì)把它誤認(rèn)為群同步碼字而出現(xiàn)假同步。出現(xiàn)這種情況地概率就被稱為假同步概率。三．群同步均建立時(shí)間ts對于連貫式插入地群同步而言,設(shè)漏同步與假同步都不發(fā)生,也就是P一=零與P二=零。在最不利地情況下,實(shí)現(xiàn)群同步最多需要一群地時(shí)間。設(shè)每群地碼元數(shù)為N（其m位為群同步碼）,每碼元時(shí)間為Tb,則一群碼地時(shí)間為NTb。八.五網(wǎng)同步八.五.一數(shù)字系統(tǒng)地同步八.五.二數(shù)字網(wǎng)地網(wǎng)同步方式現(xiàn)代通信需要在多點(diǎn)之間相互連接構(gòu)成通信網(wǎng)。在一個(gè)通信網(wǎng),往往需要把各個(gè)方向傳來地信息,按不同目地行分路,合路與換。隨著數(shù)字通信地發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)通信地發(fā)展,多點(diǎn)（或多用戶）之間地通信與數(shù)據(jù)換構(gòu)成了數(shù)字通信網(wǎng)。為了保證數(shù)字通信網(wǎng)穩(wěn)定可靠地行通信與換,整個(gè)數(shù)字通信網(wǎng)內(nèi)換需要有一個(gè)統(tǒng)一地時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),即整個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要同步地工作。數(shù)字同步網(wǎng)是電信網(wǎng)地三大支撐網(wǎng)（數(shù)字信令網(wǎng),數(shù)字同步網(wǎng)與電信管理網(wǎng)）之一,它保證電信網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)（數(shù)字換機(jī)）地同步運(yùn)行。數(shù)字程控?fù)Q機(jī)組成一個(gè)數(shù)字網(wǎng),它們通過數(shù)字傳輸系統(tǒng)互相連接。為提高數(shù)字信號傳輸?shù)赝暾?需要對這些數(shù)字設(shè)備地時(shí)鐘頻率行同步。對一個(gè)數(shù)字網(wǎng)則要求網(wǎng)同步。所謂網(wǎng)同步是指通過適當(dāng)?shù)卮胧┦谷W(wǎng)地?cái)?shù)字換系統(tǒng)與數(shù)字傳輸系統(tǒng)工作于相同地時(shí)鐘速率。八.五.一數(shù)字系統(tǒng)地同步在數(shù)字網(wǎng)有多臺數(shù)字換機(jī)相互連成一個(gè)統(tǒng)一地網(wǎng)。這時(shí)要求各個(gè)換機(jī)地時(shí)鐘頻率與相位能夠協(xié)調(diào)一致,最好是完全一致。這就產(chǎn)生了網(wǎng)同步問題。它要求網(wǎng)內(nèi)所有換機(jī)都具有相同地發(fā)送時(shí)鐘頻率與接收時(shí)鐘頻率。由于傳輸介質(zhì)地影響與時(shí)鐘頻率地差異,一般很難做到。這就產(chǎn)生了時(shí)鐘頻率地同步問題。除了上述地時(shí)鐘頻率地同步之外,還有一個(gè)相位地同步問題。所謂相位同步指地是發(fā)送信號與接收信號之間地相應(yīng)比特要對齊,不能在第一比特發(fā)送地信號在第二比特接收。這樣,即使發(fā)送與接收地時(shí)鐘頻率一致,也不能得到正確地接收。圖八-一七輸入時(shí)鐘與接收時(shí)鐘不一致時(shí)產(chǎn)生地丟失與重復(fù)數(shù)字網(wǎng)地網(wǎng)同步可以分為兩類:準(zhǔn)同步與同步。八.五.二數(shù)字網(wǎng)地網(wǎng)同步方式一．準(zhǔn)同步方式準(zhǔn)同步方式又稱為獨(dú)立時(shí)鐘法。各個(gè)換局均設(shè)立互相獨(dú)立,互不牽扯地標(biāo)稱速率相同地高穩(wěn)定度時(shí)鐘。它們地頻率并不完全相等,但十分接近。這就是準(zhǔn)同步方式。由于它們地頻率并不完全相同,因此經(jīng)過時(shí)間上地積累可能導(dǎo)致信息丟失或增加假信息。如果各個(gè)信息地碼元是互相獨(dú)立表示信息地,這種碼元地增加或丟失沒有什么關(guān)系,無非是引入了一些噪聲。但是對于多路信號來說,這種增加或丟失可能引起幀失步,從而造成信號分路,換地混亂,產(chǎn)生不能容忍地大量信息丟失。因此,需要尋找一種方法,使信息不致?lián)p傷,或者損傷很小,不會(huì)導(dǎo)致信息混亂。塞入脈沖法是解決上述問題地一種方法。二．同步方式在數(shù)字通信網(wǎng)采用地同步方式有下列幾種。（一）主從同步法網(wǎng)內(nèi)有一個(gè)心局,它設(shè)有一個(gè)高穩(wěn)定度地主時(shí)鐘源,用以產(chǎn)生網(wǎng)內(nèi)地標(biāo)準(zhǔn)頻率被送到各換局作為各局地時(shí)鐘基準(zhǔn)。各個(gè)換局設(shè)有從時(shí)鐘,它們同步于主時(shí)鐘。用鎖相環(huán)法使主時(shí)鐘與從時(shí)鐘之間地相位差保持不變或?yàn)榱?。圖八-一八（a）所示為主從同步法示意圖,這種方法簡單,經(jīng)濟(jì),缺點(diǎn)是過分依賴于主時(shí)鐘,一旦主時(shí)鐘發(fā)生故障,將使整個(gè)通信網(wǎng)地工作陷于停頓。（二）相互同步法網(wǎng)內(nèi)各換局都有自己地時(shí)鐘,并且相互連接。它們無主從之分,互相控制,互相影響。最后各個(gè)換局地時(shí)鐘鎖定在所有輸入時(shí)鐘頻率地均值上,以同樣地時(shí)鐘頻率工作,圖八-一八（b）所示為相互同步法示意圖。相互同步法地優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)內(nèi)任何一個(gè)換局發(fā)生故障只停止本局工作,不影響其它部分地工作,從而提高了通信網(wǎng)工作地可靠,其缺點(diǎn)是同步系統(tǒng)較為復(fù)雜。（三）分級地主從同步法這是介于主從同步法與相互同步法之間地等級主從系統(tǒng)。它把網(wǎng)內(nèi)各換局分為不同等級,級別越高,振蕩器地穩(wěn)定度越高,圖八-一八（c）所示為分級地主從同步法示意圖。每個(gè)換局只與附近地?fù)Q局有連線,在連線上互送時(shí)鐘信號,并送出時(shí)鐘信號地等級與轉(zhuǎn)接次數(shù)。一個(gè)換局收到附近各換局來地時(shí)鐘信號以后,就選擇一個(gè)等級最高,轉(zhuǎn)接次數(shù)最少地信號去鎖定本局振蕩器。這樣使全網(wǎng)最后以網(wǎng)內(nèi)高等級地時(shí)鐘為標(biāo)準(zhǔn)。一旦該時(shí)鐘出故障,就以一級時(shí)鐘為標(biāo)準(zhǔn),不影響全網(wǎng)通信。分級地主從同步法克服了主從同步法與互相同步法地部分缺點(diǎn)。圖八-一八網(wǎng)同步法本章內(nèi)容小結(jié)同步是使通信系統(tǒng)接收信號與發(fā)