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SDH数字交叉连接矩阵的设计研究

作　者: 袁玉英
导　师: 李惠军
学　校: 山东大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 同步数字体系同步数字交叉连接交叉连接矩阵自愈环
分类号: TN914.332
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 177次
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内容摘要

SDH数字交叉连接(SDXC)设备是一种高度智能化的传输节点设备，它是SDH光纤传输网的重要网元，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。它的出现为传输网带来了巨大的灵活性、经济性和智能性，从而得到了电信业普遍的重视，并得以快速的发展。SDXC设备中的交叉连接矩阵模块是该设备提供无阻塞交叉连接功能的关键部件，其采用时隙交换技术，按照预先存放的交叉连接图或动态计算的交叉连接图对交叉连接通道进行重新安排，以实现N条输入信号中一定等级的各个支路之间任意的交叉连接。目前，国内已有许多公司推出了大规模SDH交叉连接芯片，如中兴通讯股份有限公司的ZXSM系列芯片等。为了更好地适应市场需要，降低产品成本，作者参与研制开发了某公司的SDXC系统设计，负责其中交叉连接矩阵模块的研发工作。本论文介绍的就是4×4交叉连接矩阵的设计与实现。首先，论文对SDH数字交叉连接矩阵设计的理论基础进行了介绍。概述了SDH的优越性、基础原理及设备的逻辑组成，简单介绍了SDXC的基本概念与特点、设备类型及设备的功能要求，详细讲述了交叉连接矩阵的三种交换原理。其次，在此基础上，对4×4交叉连接矩阵的两级结构设计进行了介绍，重点讨论了交叉连接矩阵的设计方案、功能构成和电路实现等。该设计是以2×2交叉连接矩阵的成功设计为基础的，采用列交换技术，按照ASIC设计路线进行的。同时，以两种常用的自愈环实现为例，说明了交叉连接矩阵的具体应用。最后，运用Synopsys公司的VCS，Design-Vision仿真综合软件对本设计进行了验证。功能测试及综合结果显示，优化设计的4×4交叉连接矩阵功能完善并且是可以实现的。本4×4交叉连接矩阵的设计采用两级结构，第一级为空分交换单元，第二级为时分交换单元，通过该两级交换结构可以实现四路不同STM-1输入信号中252个TU-12支路之间任意的完全无阻塞交叉连接，功能灵活，所用RAM较少，硬件实现成本较低，延时也较小，既避免了单级结构由于工艺限制，而很难满足大规模交叉连接电路设计的缺点；又避免了采用三级Clos结构进行设

全文目录

目录  3-5
摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
第一章绪论  9-11
  1.1 论文背景  9-10
  1.2 论文内容  10-11
第二章 SDH数字交叉连接矩阵技术基础  11-28
  2.1 SDH技术的优越性  11
  2.2 SDH基础原理  11-15
    2.2.1 网络节点接口  12
    2.2.2 速率与帧结构  12-14
      2.2.2.1 速率等级  12-13
      2.2.2.2 帧结构  13-14
    2.2.3 基本复用映射结构  14-15
  2.3 SDH设备的逻辑组成  15-17
    2.3.1 SDH设备的逻辑功能块  15-16
    2.3.2 SDH网络的常见网元  16-17
  2.4 同步数字交叉连接(SDXC)知识简介  17-21
    2.4.1 SDXC基本概念与特点  17-18
    2.4.2 SDXC设备类型  18-21
    2.4.3 SDXC设备功能要求  21
  2.5 交叉连接矩阵交换原理  21-27
    2.5.1 时分(T)交换原理  22-24
    2.5.2 空分(S)交换原理  24-27
    2.5.3 时分—空分—时分(T—S—T)交换原理  27
  2.6 小结  27-28
第三章 SDH数字交叉连接矩阵的设计  28-55
  3.1 SDXC与本交叉连接矩阵的关系  28-31
    3.1.1 SDXC系统的结构  28-30
    3.1.2 交叉连接矩阵  30-31
  3.2 交叉连接矩阵交换实质  31-33
  3.3 两级结构实现数字交叉连接矩阵的设计  33-47
    3.3.1 两级交换网络  33-35
    3.3.2 2×2交叉连接矩阵的设计  35-41
      3.3.2.1 两级结构实现2×2交叉连接矩阵的设计  35-40
      3.3.2.2 此设计的改进与创新  40-41
    3.3.3 4×4交叉连接矩阵的设计  41-47
      3.3.3.1 两级结构实现4×4交叉连接矩阵的设计  41-45
      3.3.3.2 4×4交叉连接矩阵的工作原理  45-46
      3.3.3.3 此设计的改进与创新  46-47
  3.4 4×4交叉连接矩阵的ASIC设计路线  47-49
  3.5 本设计的不足与改进  49-50
  3.6 SDH网络自愈环保护  50-54
  3.7 小结  54-55
第四章仿真验证及分析  55-62
  4.1 调试环境简介  55-57
    4.1.1 VCS仿真工具简介  55-56
    4.1.2 Design-Vision综合工具简介  56-57
  4.2 主要模块仿真波形图及结果分析  57-59
  4.3 主要模块综合图形及说明  59-60
  4.4 设计与调试中的问题和解决方法  60-61
  4.5 小结  61-62
第五章结论与展望  62-64
  5.1 总结  62
  5.2 交叉连接矩阵的未来发展  62-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
攻读学位期间发表的学术论文  69-70
学位论文评阅及答辩情况表  70

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