抖动积累是指将若干数字通信设备级联时，各设备所接收的抖动与其自身的抖动相加的过程。实际中，由于定时电路的不完善，传输中信号受噪声的干扰，接收端提取出来的定时信号呈现随时间不规则的晃动，即定时抖动。
抖动积累（jitter accumulation）是指将若干数字通信设备级联时，各设备所接收的抖动与其自身的抖动相加的过程。实际中，由于定时电路的不完善，传输中信号受噪声的干扰，接收端提取出来的定时信号呈现随时间不规则的晃动，即定时抖动。定时抖动使再生判决瞬间发生偏差，这不但使判决瞬间的信噪比恶化，而且还会反映到再生后的信号中，使再生后的信号产生相位调制，传到下一个中继器，形成抖动积累。
简介
定时抖动的积累是多中继数字传输系统中极为重要的问题。再生中继器的定时信号，通常采用直接从信号码流中提取的自定时方式。实际中，由于定时电路的不完善，传输中信号受噪声的干扰，接收端提取出来的定时信号呈现随时间不规则的晃动，即定时抖动。定时抖动使再生判决瞬间发生偏差，这不但使判决瞬间的信噪比恶化，而且还会反映到再生后的信号中，使再生后的信号产生相位调制，传到下一个中继器，形成抖动积累（jitter accumulation）。
关于电缆传输的抖动性能研究已比较完善。抖动分为与信号随机性有关的图案噪声和与信号无关的热噪声。但是，在光纤通信中，除了以上两个抖动源外，还存在第三个抖动源–散弹噪声。散弹噪声的统计特性与前两种噪声完成不同，且当采用雪崩光电二极管(APD)作光电检测器时，它是起主要作用约噪声源。
电缆中传输信号通常采用正负交替的脉冲序列，其频谱中没有 1/T 处的谱线，必须将信号进行非线性处理，才能定时提取。在光纤通信中，则常采用单极性归零码，这时的信号序列含有传输速率 1/T 处的谱线，故可直接提取定时信号，而不需要作预处理。通常把没有预处理的定时电路称作简单定时电路。文献利用定时抖动功率谱密度的统一范式，详细分析 i 割辰槽路(RC)式定时电路的抖动功率谱密度分布及抖动积累特性，给出抖动积累方差的简化公式。这些简化公式在工程估算中是十分方便的。
抖动源
随机性抖动源
各种噪声源：在光缆系统中，除了一般电缆系统所具有的热噪声外，接收机的雪崩二极管还会产生可观的雪崩噪声。激光器本身会产生量子噪声、纽结噪声、模分配噪声及反射噪声。激光器与很短的光纤段相结合还会产生模式噪声。这些噪声的机理不尽相同，但其结果都会使信号脉冲波形发生随机畸变，从而使定时滤波器的输出信号波形产生随机的相位寄生调制，形成抖动。
激光器的跳模和光反馈：由于温度和其他条件的影响，激光器的工作模式会发生随机跳动，使传输信号的延迟发生变化，导致定时判决点偏离最佳时刻，形成抖动。这种激光器的跳模现象，如果与光源侧的不完善接头所造成的光反馈相结合，甚至会造成定时信息的暂时消失。但是，这种随机跳模所造成的影响是暂时的，不会形成恒定的损伤，而且在系统设计中可以设法尽量避免。
③定时滤波器失谐：定时滤波器的有效品质因数总是有限的，因而传输信息中靠近时钟频率的一小段连续谱也会得到输出。当滤波器失谐时，将产生不对称的输出波形，等效于非对称边带的调制，造成时钟分量幅度和相位上的调制。其中相位调制将弓!起定时抖动。
完全不相关的码型抖动：在码型相关抖动中有一部分是完全不相关的抖动，其积累特性如同随机噪声一样，可以按随机性抖动处理。
系统性抖动源
在一个理想中继器中，信号码型对输出定时信号的相位没有影响。但是，实际的中继器总会有各种缺陷存在，这就会造成定时信号的相位变化，形成抖动。
码间干扰：目前的光纤制造技术还不能精确地控制光纤的色散特性，而均衡器又不希望做得很复杂，因而少量的码间干扰是容许的。随着温度变化和元器件老化，码间干扰会增大，使传输信号通过非线性元件后引起输出脉冲峰值位置的随机偏移，一`形成定时抖动。
有限脉宽作用：传输信号的脉冲宽度不可能是无限窄的 a 脉冲序列，因而其频谱在时钟附近带有一段倾斜的连续谱，其倾斜度随传输信息的内容变化而变化。这种时变的斜率将对定时信号进行相位调制，形成抖动。
限幅器的门限偏移：限幅器的门限会随温度的变化和元器件的老化而偏移。在这种情况下，当不同幅度的信号加到限幅器上时，将与门限的交叉点不再一致，使输出脉冲位置随输人信号的幅度而变化，而输人信号的幅度与传输信息的码型有关。
激光二极管的码型效应：在高比特率系统中，由于脉冲重复周期变短，激光二极管 LD 的有限通断时间对传输信号的码型(又称图案)的影响增大，而且这种影响随传输信号的码型不同而异，其结果导致码型相关抖动。
综上可知，光缆线路系统中的抖动源及其物理机制十分复杂，很难用精确的数学模型来描述。实际上，尽管各种不同机制的抖动源所引起的抖动谱是不一样的，但其差异仅表现在高频细节部分。经过多中继传输后，这些高频抖动分量均被滤除，只有低频分量才可能累积起来，进而对系统造成损伤。因此，、为了衡量光中继器各种抖动源所产生的抖动大小，更直接方法是测量。按照月前的技术水平，典型光中继器的随机性抖动均方根值为 0.5°~1.5°，系统性抖动均方根值为 0.5°~3.5°。总的抖动均方根值大约为 1°~4°。
理论模型
在分析传统电缆数字线路系统抖动积累问题时，Chapman 模型是广泛采用的分析模型。按照这一模型，在多中继链接的数字线路系统中，所有中继器都是线性时不变系统。对于由 N 个相同的中继器组成的线路系统，则第 N 个中继器的输出抖动功率谱密度
式中，
随机性抖动的积累
假设随机性抖动是均值为零的白色吧随机变量`由于各个中继器所产生的这种抖动是彼此无关的，于是经过 N 个相同的中继器后所得到的总的积累抖动均方值了
这一方程需用数值移分才能求解。但在下述两种虽然特殊却经常用的情况下，可以得到封闭解形式。
1、抖动传递函数为一阶低通滤波器函数形式
当定时滤波器采用单调谐电路亘失谐为零时，其相应抖动传递函数
式中 B 为抖动传递函数的 3dB 带宽。将式(3)代人式(2)，经积分后可以得到封闭解如下:
式中
2、抖动传递函数为二阶低通滤波器函数形式
在高比特率光缆数字线路系统中，二阶低通滤波器是更常用的传递函数形式，其数学表达式为：
式中
当中继器数目很大时，可以将上述公式进一步简化为：
可见当阻尼系数很小时，随机性抖动可能随中继器数目的指数规律增长，而阻尼系数很大时，则仅随
系统性抖动的积累
系统性抖动泛指各个中继器所产生的彼此完全相关的抖动。一般文献认为，系统性抖动就是码型相关抖动。实际各个中继器定时电路的缺陷不会是完全相同的，信号脉冲形状也有差异，因而码型相关抖动可以分解为两个正交分量：一项为码型全相关的抖动，称为系统性抖动，另一项是码型不相关的抖动，其特性如同随机噪声一样，因而可以归人随机性抖动。这样，由于各个中继器所产生的系统性抖动的功率密度谱沪，应按线性叠加，积累的抖动均方值为：
可见，积累的系统性抖动不仅跟抖动传递函数的幅频特性有关，而且还跟相频特性有关。这一点跟随机性抖动不同。
1、抖动传递函数为一阶低通滤波器函数形式。
将式(3)代人式(2)积分可以得到：
利用
该式最大误差仅 1.4%，特别是 N 值不太大时，比 Byrne 采用 Sitrilgn 公式所得到的近似公式精度要高。`当 N>=100 时，则有
可见，积累的系统性抖动均方根值大致随杯了关系增长，其速率比随机性抖动要快得多了。
综上所述，当抖动传递函数没有峰值时，无论采用一阶低通滤波器，还是二阶低通滤波器，积累的系统性抖动都随
抖动积累的特点
目前，已发表的有关实际光缆线路系统的抖动积累测试数据不多，`所得结果也差异甚大。事实上，:影响抖动积累规律的因素很多，诸如中继器数目、定时滤波器类型、传输信号的线路码型和抖动传递函数形纽贷等等。实际系统的这些参数千差万别，不可能用一个统一简单的规律来概括这些影响。但是，就长途光缆数字线路系统而言，下述的几个特点是值得注意的：
随机性抖动的影响不容忽视
与传输电缆数字线路系统相比，光缆系统不仅增加了一些特有的随机性抖动源，而且在码型相关抖动中大约有 50%的分量也属于随机性抖动，这就使得随机性抖动在总的抖动量中所占的比重增加。特别是，当抖动传递函数有峰值时，随机性抖动的积累速率甚至会超过系统性抖动，成为主要的部分。
码型相关抖动不一定按系统牲抖动积累
如前所述，各个中继器所产生的码型相关抖动并非完全相关。实测结果表明，仅有 50%是全相关的，仍按系统性抖动积累，而剩余的 50%是完全不相关的，只能按随机性抖动积累处理。在一个由光缆系统组成的数字段内，抖动积累效应将有所减弱。
数字段内总的抖动积累效应有所减弱
这是因为数字复用设备中备有独立的振荡器产生时钟，所以前一个数字段的抖动一般不能进入本数字段，这样，抖动主要在一个数字段内积累。而另一方面，在传统电缆线路系统中，中继器间隔只有几 km，而光缆系统可达几十 km，因而对于一个 280km 的标准数字段来说，只含有几个中继器。显然，中继器数目的大大减少意味着抖动积累效应的减弱。这有利于整个系统抖动性能的改善。
由图中实测曲线可见，当中继器数目少于 10 时，抖动积累按
