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SDH数字交叉连接系统设计研究

作　者: 华熹曦
导　师: 李惠军
学　校: 山东大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 同步数字体系专用集成电路 Verilog硬件描述语言同步数字交叉连接设备交叉连接矩阵
分类号: TN914.332
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 173次
引　用: 1次
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内容摘要

本文主要研究探讨同步数字体系交叉连接系统的工作原理及设计方法。随着通信技术的发展，话音、数据和图像等多媒体通信成为热点，数据传输量以指数形式增加，这对通信传输系统的吞吐能力提出了更高的要求，使同步数字体系(SDH)网络趋于复杂，容量也越来越大。SDH数字交叉连接设备(SDXC)作为SDH传输系统的重要组成部分，是一种兼有复用、配线、保护／恢复、监控和网管的多功能传输设备，它对整个光纤系统的传输能力有着直接的影响，已经成为评价SDH系统传输能力的一个重要指标。目前国内外许多厂商都致力于SDXC系统的研究开发，代表产品如朗讯的DACSVI-2000、富士通的FLX150／600／250、上海邮电的GF155／622等。本论文首先对介绍了同步数字体系SDH的基本知识，包括SDH的主要特点、帧结构、复用原理和设备组成，同时对同步数字交叉连接设备(SDXC)做简要介绍。在此基础上，介绍了SDH数字交叉连接系统的基本功能和模块划分，并对本论文的技术路线、设计方案和仿真环境进行了说明。论文重点对SDH数字交叉连接系统的主要模块的工作原理和设计方法进行了探讨，并进行了仿真验证。本设计采用了基于Verilog硬件描述语言的自顶向下的设计方法，使用美国Synopsys公司的VCS工具进行功能仿真，使用该公司Design Compiler工具进行设计综合，并采用美国ALTERA公司的FPGA(Cyclone系列)EP1C6T144C8器件对系统关键模块进行了FPGA验证。文中对SDH数字交叉连接矩阵、并行扰码／解扰码技术、指针解释技术以及帧同步数字相关器的相关理论和实现技术进行了较为系统的研究，着重阐述了SDH数字交叉连接矩阵的时隙控制器的设计原理，克服了交换颗粒单一的缺点；为克服ASIC设计难度和功耗大的问题，探讨了多位并行数字相关器的基于流水线设计方法；在分析指针工作原理的基础上，探讨了基于状态机的指针解释模块的设计，并对设计方法进行了仿真验证。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章前言  10-12
  1.1 论文背景  10
  1.2 研究意义  10-11
  1.3 论文内容安排  11-12
第二章同步数字体系(SDH)技术  12-19
  2.1 SDH的主要特点  12-13
  2.2 SDH帧结构  13-14
  2.3 SDH复用原理  14-15
  2.4 SDH设备参考模型  15-19
    2.4.1 SDH设备基本功能块  15-16
    2.4.2 数字复用设备  16-19
第三章 SDH数字交叉连接系统的总体设计  19-31
  3.1 系统设计技术路线  19
  3.2 系统总体设计方案  19-20
  3.3 系统主要模块设计方案  20-27
    3.3.1 第一级数据处理单元  20-21
    3.3.2 数字交叉连接矩阵  21-26
      3.3.2.1 交换原理  21-26
      3.3.2.2 数字交叉连接矩阵结构  26
    3.3.3 第二级数据处理单元  26-27
  3.4 仿真环境介绍  27-31
    3.4.1 VCS仿真工具简介  27-28
    3.4.2 Design-Vision综合工具简介  28-29
    3.4.3 Quarters II仿真工具简介  29-31
第四章 SDXC系统数据处理单元关键模块的设计  31-51
  4.1 帧同步模块的实现  31-36
    4.1.1 帧同步的基本原理  31
    4.1.2 STM-1帧同步模块的参数设定和同步码组的选择  31-34
    4.1.3 STM-1帧同步模块的设计  34-35
    4.1.4 仿真验证  35-36
  4.2 并行解码/扰码模块的实现  36-40
    4.2.1 由串行扰码算法推导出并行扰码算法  37-38
    4.2.2 8路并行SDH扰码/解扰器的设计  38-39
    4.2.3 仿真验证  39-40
  4.3 指针解释模块的实现  40-45
    4.3.1 指针解释工作原理  40-42
    4.3.2 指针解释模块的设计方案  42-44
    4.3.3 仿真验证  44-45
  4.4 开销(OH)处理模块的实现  45-51
    4.4.1 STM-1的开销解释  45-47
      4.4.1.1 STM-1的段开销解释  45-46
      4.4.1.2 STM-1的通道开销解释  46-47
    4.4.2 开销处理模块的设计  47-49
    4.4.3 仿真验证  49-51
第五章 SDXC交叉连接矩阵关键模块的设计  51-63
  5.1 同步数字交叉连接设备(SDXC)  51-54
    5.1.1 SDXC的概念和特点  51-52
    5.1.2 SDXC的功能要求  52
    5.1.3 SDXC的功能特性  52-54
  5.2 SDH数字交叉连接矩阵工作原理  54-56
  5.3 交叉连接矩阵设计  56-59
  5.4 仿真验证  59-63
第六章结束语  63-64
参考文献  64-67
致谢  67-68
攻读学位期间发表的学术论文  68-69
学位论文评阅及答辩情况表  69

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