一种无损伤切换装置的制作方法

专利名称:一种无损伤切换装置的制作方法
本实用新型涉及到一种逐位码比较法的无损伤切换装置，适用于中、大容量数字微波接力通信系统中工作通道与备用通道的无损伤切换。亦可用于其它具有备份与切换设备的高速数字传输系统。
在数字微波接力通信系统中，为保证系统有足够的可靠性，通常采用11或N1的通道备份。当工作通道误码率恶化到一定门限时，系统便在保证传送的数码流不出现断裂、错位的前提下，由无损伤切换装置自动倒换到备用通道上。由于空间传播中的多经效应的影响，工作通道与备用通道除固定的传播时延差以外，还存在变化不定的时延差。在中、大容量数字微波通信系统中，因传播引起的时延差要超过半个码元周期，因此无损伤切换装置必须具有对时延差进行自适应调整的能力，这是中、大容量数字微波通信的关键技术之一。目前数字微波通信领域内采用的较先进的无损伤切换装置，如日本NEC的4／5／6L－D1无损伤切换装置是由复接器、帧信号产生电路、分接器、帧识别电路和时延调整电路组成的，如附图1所示。其中的时延调整电路由1／3分频器、1／2分频器、相乘器、相加器、VCO(压控振荡器)、弹性存储器和切换开关组成，如附图2所示。此装置的工作原理是在发端利用复接器在传送的数码流中插入一定的帧信号，在收端利用帧识别电路与分接器分离出工作通道与备用通道的帧信号，并以此帧信号作为时间基准去控制弹性存储器的读、写，从而达到使工作通道与备用通道的信码对齐，实现无损伤切换之目的(“4／5／6L－D1终端设备”《数字微波通信技术200mb／s16QAM微波系统译文集》1983.12，第38页至46页。刘安生译，毕可宏校，邮电部第四研究所)。这种无损伤切换装置的不足之处是要专门设置复接器、帧信号产生电路、分接器、帧识别电路等，设备量大，尤其是数码率较高时，需要用超高速集成电路，成本高，耗电量大。我国研制的34mb／s码速的无损伤切换装置，如附图3所示。该装置是利用三次群复接设备中的帧同步信号，省掉了发端的复接器、帧信号产生电路，减少了一定的设备量(“中容量数字微波通信系统用11无损伤倒换设备”蒋祖仁《电信科学》1986年第6期，第7至第13页)，但还存在以下不足①当三次群复接设备的帧信号结构不同时，无损伤切换装置无法使用，缺乏通用性、灵活性；②由于三次群复接设备的误码门限与数字微波信道机的误码门限不同，前者为10－6，而后者的误码门限一般是10－3或10－4，这样，当采用三次群复接设备的帧信号作为无损伤切换装置的时间基准时，系统易出现瞬断；③设备量仍然很大。
针对上述无损伤切换装置之不足，本实用新型的目的是在具有无损伤切换功能的前提下，减少设备量，提高设备的可靠性，降低设备成本。
本实用新型完全取消了复接器、帖信号产生电路、分接器和帖识别电路，其原理框图如附图4所示。时延调整电路仍由1／m分频器、1／2分频器、相乘器、相加器、VCO(压控振荡器)、弹性存储器、切换开关组成，只是在两个弹性存储器的输出之间增设了码位对齐检测电路，在工作通道(或备用通道)的时钟输入端增设了一个时钟扣除(或塞入)电路，如附图5所示。工作通道与备用通道的信码、时钟直接进入时延调整电路，利用工作通道与备用通道码流的相关性，由码位对齐检测电路进行逐位检测，其输出去控制时钟扣除(或塞入)电路进行时钟脉冲扣除(或塞入)，以使时延调整电路进行自适应调整，达到两路信码对齐，实现无损伤切换。
本实用新型比现有的无损伤切换装置结构简单，设备量大大减少(是34mb／s码速无损伤切换装置的四分之一左右，比日本NEC4／5／6L－D1系统的常规无损伤切换装置设备量也大大减少)，降低了成本，提高了设备的可靠性。
附图6是本实用新型的第1实施例，码位对齐检测电路是由模2和、低通滤波器、判决电路组成；时钟扣除电路包括由与门1、与门2构成的控制电路和由D触发器、判决器、R、C充放电电路、倒向器构成的扣除脉冲产生电路。未经过帧信号复接、分接的信码Ⅰ、时钟I、信码Ⅱ、时钟Ⅱ直接进入时延调整电路，信码Ⅱ的时钟Ⅱ在进入1／m分频器前，先经过时钟扣除电路，经分频器和弹性存储器读、写的信码Ⅰ′、信码Ⅱ′送至模2和，若两路信码码位对齐，波形图如附图7所示，则模2和输出为0，经低通滤波器、判决电路，输出禁止扣除指令(低电平)送至控制电路，时钟扣除电路停止扣除；若两路信码码位未对齐，波形图如附图8所示，由于数字信号0、1等概，前后码元独立的特性，模2和输出0、1交替的脉冲(即高、低电平交替)，通过低通滤波器、判决电路输出允许扣除指令(高电平)，送至控制电路，扣除脉冲来自扣除脉冲产生电路。扣除脉冲产生电路在时钟Ⅱ控制下，利用R、C充放电，适当选择参考电平VIL、VIH，使之产生宽度等于时钟周期TS，周期为T的脉冲序列，如附图9所示。此扣除脉冲和允许扣除指令通过控制电路的与门1相与，其输出和时钟Ⅱ通过与门2相与，扣除一个时钟脉冲，使分频器、弹性存储器的状态发生变化，此变化若导致信码Ⅰ′和信码Ⅱ′码位对齐，则码位对齐检测电路就会输出一个禁止扣除指令，时钟扣除电路即停止扣除；若此变化未使信码Ⅰ′和信码Ⅱ′码位对齐，则电路重复上述过程，直至两路信码码位对齐为止。R、C值是根据时钟速率及压控振荡器的过渡过程确定的，扣除脉冲周期T应大于压控荡器的过渡过程。时钟扣除电路各点波形如附图10所示。分频器、相乘器、相加器、VCO(压控振荡器)、弹性存储器、切换开关等均与常规的无损伤切换装置中同一部件的工作原理和功能相同。
附图11是本实用新型的第2实施例，码位对齐检测电路由模2和、检波器、判决电路组成，时钟塞入电路包括由D触发器、与门构成的控制电路和由1／N分频器、延时电路、模2和构成的塞入脉冲产生电路。经分频器和弹性存储器读、写的信码Ⅰ′、信码Ⅱ′送至码位对齐检测电路的模2和，若两路信码码位对齐，则模2和输出无交流分量，经检波器，判决电路输出禁止塞入指令(低电平)，送至控制电路；若两路信码码位未对齐，则模2和输出中含有交流分量，经检波器、判决电路输出允许塞入指令(高电平)，送至控制电路，塞入脉冲来自塞入脉冲产生电路，时钟Ⅱ经1／N分频器后，一路送模2和，另一路经延时电路后送模2和，使之产生宽度为τ。(τ的宽度以能使D触发器发生翻转为限)，周期为T的窄脉冲序列，波形如附图12所示。平时控制电路的D触发器的CP端一直处于开通状态，时钟Ⅱ正常通过D触发器；当允许塞入指令到来时，与塞入脉冲相与，其输出送至D触发器的置“1”(或置“0”)端，强迫D触发器多发生一次跳变，即塞入一个脉冲，以使分频器、弹性存储器的状态发生变化，达到使码位对齐之目的，其过程与上一个实施例基本相同。
不论码位对齐检测电路、时钟扣除(或塞入)电路都可采用其它形式的多种电路，只要依照本实用新型的方法，通过逐位码比较进行时钟脉冲扣除或塞入，均能达到工作通道与备用通道的信码自适应的时延调整，实现无损伤切换的目的。
附图1 4／5／6L－D1无损伤切换装置框图附图2时延调整电路框图附图334Mb／S码速的无损伤切换装置框图附图4本实用新型原理框图附图5本实用新型电路框图附图6实施例1电路框图附图7码位对齐波形图附图8码位未对齐波形图附图9扣除脉冲波形图附图10时钟扣除电路各点波形图附图11实施例2电路框图附图12塞入脉冲波形图
权利要求
1.一种无损伤切换装置，由1/m分频器、1/2分频器、相乘器、相加器、VCO(压控振荡器)、弹性存储器和切换开关组成，其特征在于在两个弹性存储器输出之间增设了码位对齐检测电路，在工作通道(或备用通道)的时钟输入端增设一个时钟扣除(或塞入)电路，信码、时钟直接进入时延调整电路，利用工作通道与备用通道码流的相关性，由码位对齐检测电路进行逐位检测，其输出控制时钟扣除(或塞入)电路进行时钟脉冲扣除(或塞入)，以使时延调整电路进行自适应调整。
2.按权利要求
1说的无损伤切换装置，其特征在于所说的码位对齐检测电路，可由模2和、低通滤波器(或检波器)、判决电路构成，经分频器和弹性存储器读、写的信码Ⅰ′、信码Ⅱ′，若码位对齐，则模2和输出为0，通过低通滤波器(或检波器)、判决电路输出禁止扣除(或塞入)指令，若码位未对齐，则模2和输出0，1交替的脉冲，通过低通滤波器(或检波器)、判决电路输出允许扣除(或塞入)指令。
3.按权利要求
1、2说的无损伤切换装置，其特征在于所说的时钟扣除电路包括由与门1、与门2构成的控制电路和由D触发器、判决器、R·C充放电电路、倒向器构成的扣除脉冲产生电路，扣除脉冲在时钟控制下，利用RC充放电，适当选择VIL、VIH，使之产生宽度等于时钟周期TS，周期为T的脉冲序列，此扣除脉冲和允许扣除指令通过与门1相与，其输出和时钟通过与门2相与，扣除一个时钟脉冲，禁止扣除指令到来时，扣除即行停止。
4.按权利要求
1、2说的无损伤切换装置，其特征在于所说的时钟塞入电路包括由D触发器、与门构成的控制电路和由1／N分频器、延时电路、模2和构成的塞入脉冲产生电路，时钟经1／N分频器后，一路送模2和，另一路经延时电路后送模2和，产生宽度为τ，周期为T的窄脉冲序列，此脉冲与允许塞入指令经与门相与，其输出送D触发器的置“1”(或置“0”)端，强迫D触发器多发生一次跳变，即塞入一个脉冲，禁止塞入指令到来，塞入即行停止。
专利摘要
本实用新型涉及到一种逐位码比较法的无损伤切换装置。本实用新型完全取消了常规的无损伤切换装置里的复接器，帧信号产生电路、分接器和帧识别电路，具有电路简单、设备量小、性能可靠等优点。适用于中、大容量数字微波接力通信系统中的工作通道与备用通道的无损伤切换，亦可用于其它具有备用与切换设备的高速数字传输系统。
文档编号H04L1/22GK87200528SQ87200528
公开日1987年10月14日 申请日期1987年1月22日
发明者刘序明, 姚彦, 林国锋 申请人:清华大学