光同步传输系统(SDH)具有统一的数字信号速率和帧结构标准,代替准同步数字体系(PDH)成为适应于光纤、微波以及卫星传输的通用体制。国际电信联盟(ITU-T)制定的SDH数字系列的抖动和漂移测量设备的O.172标准中规定,抖动是数字信号的有效瞬间偏离其时间的理想位置的短期变化。在SDH网络中,由于支路映射和指针调整等原因产生的抖动导致了误码以及噪声信号的产生,影响通信质量。ITU-T要求基于SDH的抖动测量仪器的主要功能应包括抖动发生功能和抖动测量功能。本文主要围绕SDH抖动产生和抖动测量的关键技术开展研究工作。首先,阐述了SDH抖动测量技术的研究背景、意义和国内外的技术现状及发展趋势,分析了SDH抖动对通信系统的影响。其次,根据ITU-T 0.172建议书,设计带抖动时钟信号源,其中带抖动的信号为标称矩形方波,抖动源为正弦抖动。提出了基于DDS技术的带抖动时钟信号产生算法。由于FPGA硬件的限制,基于DDS技术的抖动信号源只能产生低频信号。利用调制芯片又提出了基于IQ调制技术的中高频带抖动时钟信号产生算法。然后,根据ITU-T 0.172建议书中抖动测量仪器功能框图,本文提出了基于数据转换跟踪环的抖动测量电路。数据转换跟踪环在低信噪比下仍具有良好的跟踪性能,在进入锁定状态后加入突发噪声,能快速地重新进入锁定状态。本文分析了抖动测量电路构成模块的工作原理,推导了单相位抖动测量法的抖动误差幅度表达式,理论上证明了抖动误差幅度与滤波器增益成反比,与抖动频率和抖动幅度成正比。为了提高测量精度和缓解采样频率对测量精度的限制,提出了基于多相位数据转换跟踪环的抖动测量电路。详细分析了多相位抖动测量电路中的鉴相器的设计原理,推导了四相位抖动误差公式,与单相位抖动误差公式比较,表明抖动测量精度提高了4倍。最后,对设计的算法进行了FPGA实现验证。根据0.172标准的要求,使用quartusⅡ在stratix芯片上实现了单相位抖动测量电路。使用Xilinx中的延迟原语在virtex5芯片上实现了多相位抖动测量电路。