光通信研究年第期总期光纤数字传输系统中的码毛谦、〔要」摘在长波次光端机和理划短波长光端机中均采用作为。线路码本文概述了选择该码型的考虑原则介绍了这种线路码的特点着重叙述,,。了实现码型变换的方法并给出实验结果最后提出了改进的设想,,、一引言。随着光纤通信的不断发展对其所采用的线路码型的研究也在不断地深入和发展众所,。周知此外」前在光纤数字传输系统中大多采用两电平码作为传输码对光纤数字传输系统码型的要求主要还有以适应光纤传输的特点,,,“”、“。”①分布均匀定时分量充足,便于定时提取,。切减少功率密度谱中的高低频分觉。③码率提高少光功率代价低,。任误码扩展系数小。⑤便于不停业务的误码监测。⑥有传送公务信号的能力。⑦电路简单易于实现,、、头适宜于光纤数字传输系统的码型种类繁多如等等,,,、、、以往在线路码型课题的研究中我们研究所已对许多码型例如,,、、、、等等进行过分析研究或实验有的已应,,。用于实际的传输系统中在光纤数宇传输系统中采用什么码型也不止一种选择,,一、八长短波长光纤传输系统。应根据系统的应要求来考虑,均作为市内电话局间中继一因此对于上述要求的第⑥条公务信号传送的能段使用都是端局对端局,中间没有中继器,,。力可暂不考虑同时由于系统有足够的富裕度及光纤线路尚具有一定的总带宽因此对于第,。如果码率提高在适当的范围内尚可允许于是其余几条要求就成为考虑的主要出发点,③条。了、、长短波长的这两个系统经对前面提到的儿类码型的分析比较认为对于,还,。、是采用类线路码型较为合适这类码型的定时信息丰富直流电平浮动小也便于不,。、停业务的误码监测在码中码率提高太多而码率提高较,,‘、“”“”少虽比的码率提高多一些但其最大连数比,,连少一。误码扩展系数比表小码变换电路比且简单参着表因此决定选用,一’、件一?州于均一节’洲犷甲甲目一一—一,一码,万州码率提高卒‘百、梦州“”最大连数。。误码增殖数、一短波长光纤数字传输系统的线路码。作为长下面在介绍码的特点后将着重。叙述实现该码型变换的方法、二码的特点,、码属于类编码在各种码中根据是偶数或奇数有均等码负不均、、。。等码正不均等码对称不均等码码是对称不均等码从它的编码表参看表可以看到它有个均等码字和两组不均等码字每组不均等码字以两种模式分别为负不均,、。正不均等码对称不均等码码是对称不均等码个均等码字和两组不均等码字。码是对称不均等码从它的编码表每组不均等码字以两种模式一研此三了的优点是码“”、“”夕大连连数为,最因此定时分量非常丰富定时提取非常方,。便②由于大郊分是均等码,仅。等码和正不均等码表之枯入码字模式的交替来实现总的均等性模式、两组不均等码亦因正负不均的交林出现、“”码的直流电平浮动很小“,”分布比较便于接收机中使得均匀,。采用交流祸合③码的不停业务误码监测非常方便在接收端实现码型反变换的同时,,。滋就可以进行误码监测参看图淤。①误码扩展系数小误码扩展系数是折当线路传输引起,误码时平均每个误码引起反变换后还原,一成简单二进制码中的误码数一追丝三进制塑护数总的线路码字可能误码数一二。误码扩展系数大会使传输系统误码性能变坏也会引起灵敏度代价,。几」码的汉码扩展系数为应用中为了防比反变换过程中的假同步及抑制静态,。十日图案抖动采用扰码,方案我们所采用的扰码方式的误码扩展系数为因此总的,。。义误码扩展系数为由此引起的灵敏度代价约为对于系统影响极小,。扬编解码电路简单,易于实现。这一点从第二布的叙述中即可清楚地看出。」码的缺点是码率提高比较多,它将传输速率提高为原二迸制信号的倍这一。万方面使传输系统对光纤总带宽的要求提高例如原为邓。信号要求的光纤总带宽△,,入》?北‘当采用码后传输码率为,则所要求光纤总带宽人为,八又梦,?。另一方而玉玛率的提高于会使接收机灵敏度恶化即付出光功率代价灵敏度恶化量的,,,一长波长恃况下。计算可参考〔〕所提出的方法例如在接收机灵敏度可按文献〔」,,。式计算?‘厂“,、一?“。棍据接收机的共体参数可算出灵敏度恶化量为,这对干有充分官裕度的系统来。说是完全可以接受的、三码型变换的实现编解码表的选择’。,有多种编码方法我们选用表,的编码方法与其它编码方法比较表的码、。“”“”表具有较多的均等码字及最少的连连数。玛的解码表目前尚无资料可循对于表中的定义字比较好办只要按表反,’码多。解过来即可而对于未定义的又称为禁字还原成什么码则需要认真考虑,,一由于每个。我们的选择依据是使误码扩展系数最小月码字中误码计以上的概率比误码,。一的概率小得多,一嵘几、“一“、一,一试,?,二、一一二其中为吴码率可以看出,,,以卜《。因此在考虑还原码及误码扩展系数时仅考虑每个执妈字中错的情况垠后整理出解。码表如表所示表…一—按表,个码字仅误丝并只考虑误码时码中每,可算出误码扩展系数为一一一一—?考虑到每个码字中误以上的。“可能性我们在计算中仍取,编译码器的编译码器可以采用两种不。同的方法码表存贮法及布线逻辑法本方案采用码表存贮法因其比布线逻辑,。法更简单以编码器为例其方框图如图,同的方法码表存贮法及布线逻辑法本方案采用码表存贮法,。法更简单以编码器为例一一一————一。所示、,,、孟、一、,协樱式控制人人人,图编码器方框图一幼一,,,一这种方法的特点是将编解码表写迸‘‘自泊’”,一”犷’‘、’带心,,心,,一认〕,一以码字作为地址码在读出线上即可得到变换,一可编程序只读存贮器中,。码图示出的地址线或读出线上。码变换为码的过程而传输的码流都是串行码、由于码码都因此在地址输人端反变换后的以码字出现在,,。要有串并行变换而在读出端须有并串行变换,。即可我们选用手头已有的汉对于码型变换只须尺,位位,。。。。使用其中个地址剩下个地址作为备用即对于变换器一为码输人作为,,‘。、、。、。模式控制备用读出端一作为码输出作模式指示备用,,。才。。。一丫作为。、、八对于反变换器一八码输入,作为备用读出端码输出,,。、。、、作模式指示作禁字指示备用,丫编解码器的具体写法见表表,。。。图是编码器的实际电路逻辑图图中所用器件均为集成电路其中并串变一、换移位寄存器中的逻辑表达式按逻辑设计步骤导出应为毕一奋一十十砰杯蕊、二,一。竺彝日宣万不压护。“”式中箭头所指的或功能是利用“”电路的线或来实现的。二图中下拉。电阻均未画下同,时钟频率变换一’、‘、丫丫,左丫一,从编译码器的实现中我们可以看到输户尺‘奋严人端的串并变换移位寄存器所用时钟的一频率与输出端并辛变换移位寄存器所用时钟的频率是不同的也就是说,?八二、护。码型变换的实现离不开时钟频率变换在‘,,变换端须将时钟变成一时钟在反变换端又须把,。时钟变成时钟图编码器逻拜图下‘才毛、‘一一一下几一几一万’’。万一、、时钟频率变换有多种方法,如分频倍频法模加选频法锁相法等我们选用锁相,,法因为它具有如下优点撇姗恻哪撇‘爪洲‘阅‘‘‘日侧门习,曰,书,口,,,之‘口代曰臼,,,,,一一一一一一一户声一一一一一一一一仓一一一一一一。①相位跟综特性好性能稳定可靠,。②可以抑制高频抖动一电路简单、。③有集成化锁相元件调整方便,。表示鉴相器表示低通滤波器,图中,锁相法时钟频率变换的方准图见图。‘、分频锁相环路的工作原理和设计计。、、表示压控振荡器分别表示分频及、,〔〕等中均有详述下而仅简述我们所采用的锁相环路参数,、算方法在许多文献如仁〕。的计算、、、为了使环路的稳定性捕捉带宽抗干扰抑制抖动等各方面的性能达到总体设计的要求,我们选用二阶环环路滤波器选用有源比例积分,器尸选用电压型数字鉴频鉴相器,,一。图谈相法时钟频率变换方框采用集成电路此时锁相环已不是单纯的模拟环路了但是如果积分滤波网络对充放电脉冲有足够好的平滑作用那么环路性,,,’。能用模拟环的方法来分析也可得到精确的结果‘,。图是变换端时钟频率变换锁相环的电路环路阻尼系数乙二。截止频率,取,贝小一‘十’“乙一确‘“十十‘’“七‘了了“多。才‘卜科‘时钟、,“‘艺玉,‘瓦飞翻口西西,,冬时钟图生编码端时钟须率变换锁相环。?二。。式中为坏路自然谐振频率一。二由器件手册查出续。鉴相灵敏度为的。廿了灵,实测此付的压控?。。二义”敏度于是、少二。〔,。?。沉火火兀火“奋“份扭‘“刃,勺咒卫刃刀通门抽习开且肠,,,牙夜弃又」“了,‘名七?一艺火义成这二林取二则,普二取标称值队幻,二孕七取标称值为了消除在环路锁定后加在一的输出产生寄生上的控制电压上的纹波以免使,。调频往住在环路中加辅助滤波器,。。。叭上一一。’式中。为辅助滤波器的截止频率取,?。。。乒。,,毯一。丫二二一。。一、百,件。“卜取,当辅助滤波器采用图的接法时,一下二则因,。二一又一骊汉丽一恋?。图构成三分频电路构成四分频电路,中其原理不再赘述,,误码监测。很容易实现不中断业务的误码监测我们采用的是码结构违犯监测法即在接,。收端进行码型反变换的同时检查传输来的码流是否符合编码的规则,如果符合则说明没有,。。误码一旦查出有违犯编码规则的即不应有的码结构则说明传输中产生了误码对于,,码只须检查收到的码流正负不均等码字是否交替出现及有无禁字产生,即可确定有否误。。码这种方法利用反变换解码器的本身仅加少量器件即可实现监测、。,在解码器的电路应该读出线上已有模式指示及禁字指示因此误码监测,,、。当交替出现时没有输出无误码当或连续出现时则有输出,,。送出误码信号,昌当出现禁字指示时有输出,,。总的误码信号为。一二。工。先考虑设当出现时为状态当出现时为状态则可画出图的状态,,,。。转换图此图不能简化由图列出状态转换表如表所示,表,一‘“图状态转换图。、因为只有两个状态所以只须用一个双稳态触发器因为有两个输入故选月,,,。、、、一触发器较合适表达式为可画出的激励图及的卡诺图见图由图求出的布尔,,一一一,卜十、一由于的触发器输人端为故,,再考虑,。一二。二因此得在接收端进行码型反变换时为了正确地解码理所当然地应使对码流的分组与编码时,,「由于每个码组对应一个码字。。的分组同步因此又称为字同步,。码流中没有帧码所以不能采用帧同步的方法我们采用大误码监测法,,误码监测电路监测到的误码率相应于线路误码率而在失步时它所监,,由于码流中没有帧码所以不能采用帧同步的方法我们采用大误码监测法,,当解码器是同步时误码监测电路监测到的误码率相应于线路误码率,“’。测到的误码率对于来说可高达这样的值比正常工作时所允许的最大线路。误码率大得多因此我们可以用监测误码的方法来判断是否字同步当监侧到字失步时可,,。以将解码的分组移动一个比特再行监测直至同步,、设当连续两次在小于个码字数中找到大于个误码,为避免虚假告警等于则判断,。“。为失步参数和的选择应在字同步恢复时间与当线路误码率在,时,虚假告警的间隔。〔〕,时间之间取得好的折衷参考文件我们取一。、按上述方法设计的字同步恢复电路见图图中及工组成计数器个码,,‘字的时间由定时振荡器来决定振荡器产生的清零脉冲周期为,’。林一。是。计数器当连续两次在定时振荡器的清零周期内计数器都计满时计数器就,。会输出一个脉冲,将分组时种扣除一位在字同步恢复后计数器不会产生,再继续监测,。输出时钟不会被扣除,采用土述设计的字同步方案平均同步时间为,火。‘卜一、其卜为编码前的码流时隙一“当线路误码率为,时。发生虚假失步的间隔时间为。艺。又“一又、四实验结果、码型变换电路的全部机盘在装调以后都经过常温测试电源拉偏士的测试,。十℃情况下连续工作高温小时后测试等,均满足总体设计的要求然后上机架联试进,一妈型变换电路的长波长。行整机指标测试保证了整机指标的实现目前装有,。光端机及短波长光端机已安装在武汉市电信局市内电话中继试验段内运行尤其是长、。波长系统已进网使用近一年经过多次指标测试证明性能稳定可靠,,,。表给出了几种不同情况下输人抖动容限指标测试的结果人光端机上采用码型变换以后,在有两个明显的效果表介钾几誉洲户巴一一一单位—?‘份…之‘?一巡竺俘竺。王二、‘,“,,生温拉偏温℃。常一一高一一一一—?一?王丝三望八一二「一呈二‘…竺卜一????””?…???常温连”。注情苑均为本身测试结果自制刚试仅表最大只能浏到,。情况为接入整机后的测试结果且测试仅表为,“、”“”“”“”由于码连连大大减少码分布相当均匀使,,。码流中的定时成分大大增加照片及照片分别是编码前后的频谱从照片可以,。。清楚地看出定时成分线谱明显增加从而使定时提取变得非常方便若不进行变换,“”码流中连数可多达几十个定时信息缺乏则定时提取必须用高电路例如,,。的电路但采用码型变换以后则只须用》切的槽路即可成功地进行定时,。的槽路使得光端机上能装入误码计数提取为了保证定时提取的各项指标实际上可采用,由于码便于进行不中断业务的误码监测,一。“。一“盘,在误码率达时发出延时告警当误码率达时发出即时告警便于值机维护,,。人员及时处理维护人员必须中断正常业务,否则用误码测试仪才能测试系统运行的情,。况照片变换前码流的频谱照片变换后码流的频谱、五结语通过对月码的分析研究和码型变换电路的实际装调从理论和实践上都说明了,,。对于市话中继的光纤数字传输系统线路码采用码是比较合适的即使是有,,一定数量中继站的长途传输系统实际上仍然可以采用作为线路码其不便插人公,,。“”务信号的缺点可以用其它方式来弥补例如在光调制时用调顶的方式将低速的公,,。务信号调制到光脉冲上同样可以传送公务信号这样做也不增加太大的困难,集成电路的因此码型变换电路也是使用,务信号调制到光脉冲上同样可以传送公务信号这样做也不增加太大的困难,由于目前光端机还是采用集成电路的。、。电路其缺点是集成度低功耗大扰码两部分共用片集成电路总功耗,、‘。一。达如朱改用集成电路则这两部分总共只须用片集成电路功耗仅,左右元‘。。以下可以采用器件是值得考虑的改进方案承蒙院总工程师赵梓森的关心和指导林凤紫同志做了大,。器件是值得考虑的改进方案林凤紫同志做了大件价格也将在译到巨电路的码的研制过程中,。量的工作何文彬同志给予了很大帮助,,特此感谢参考文献数字光接收机灵敏度计算的通用曲线”《通信学报》“一八八“二〕赵梓森巨〕年第,期、。、、,?厂,,、、、。锁相环路原理与应用”“〔〕郑继禹万心平张厥盛,人民邮电出版社,」年、、“”〔〕万心平张厥盛郑继禹通丁工程中的锁相环路言西北电讯工程学院年月’,〔〕,几卫一一,武邮院单模光纤的新突破邮电部武汉邮电科学研究院在单模光导纤维研制工作中突破了技术难关,取得了优异成。绩,并拉制出一批光纤样品光纤的有效截止波长为双一协光纤衰减在协和。件波长都降到以下直到年底,波长在时,衰减达到,。件时,衰减达到这一新进展为我国单模光纤通信研究工作创造了必要在。条件使之向国际先进水平跨进了一步,尹延勋供稿