高速光传输系统时钟恢复算法设计与实现

发布时间：2023-04-21 04:08

　　灵活光网络(FlexO)是一种用于信号互联的接囗技术,通过绑定多个标准速率接口来实现超100Gbps业务的传输,满足了5G承载网超大带宽的应用需求。但在具体实施过程中,仍有许多技术问题需要解决。在400Gbps光传输网中,从线路侧OTUC4业务中恢复出OTU4业务数据的过程中,需要通过业务码流恢复客户时钟,并通过相应接口将恢复出来的OTU4业务送入客户侧光模块。在基于FlexO技术实现高速光传输的系统中,本文设计了一种新型的OTUCn到n个OTUC1全数字时钟数据恢复方案。它利用时钟恢复算法输出控制量,控制锁相环频率合成器生成所需频率的方式来完成时钟恢复的任务,并通过恢复的时钟来实现OTUCn到n个OTUC1信号数据流的重定时。该方案的核心是算法的设计,本文在改进比例积分(PID)算法后,将其应用在时钟恢复算法的设计中,通过FIFO水位与待恢复时钟的约束关系生成调控量,实时控制频率合成器生成待恢复的时钟。经过仿真和实测证明:该方案可以有效满足FlexO中的时钟恢复需求,在客户侧的带宽发生-120¹20ppm频偏时,仍能完成对OTU4业务数据的实时恢复,使FlexO...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 时钟数据恢复电路发展现状
    1.3 课题研究意义及主要研究内容
2 时钟数据恢复电路概述
    2.1 锁相环技术
        2.1.1 锁相环的工作原理
        2.1.2 锁相环的实现形式
        2.1.3 锁相环频率合成器
    2.2 时钟数据恢复电路的概念
    2.3 时钟数据恢复电路的主要结构
        2.3.1 带反馈环路CDR电路结构
        2.3.2 无反馈环路CDR电路结构
    2.4 本章小结
3 FlexO光网络CDR设计概要
    3.1 FlexO光网络CDR需求分析
    3.2 FlexO光网络CDR功能划分
        3.2.1 有效数据筛选
        3.2.2 客户时钟恢复
        3.2.3 全局分区控制
    3.3 FlexO光网络CDR设计概要
    3.4 本章小结
4 FlexO光网络CDR数据传输系统模型
    4.1 系统模型建立
        4.1.1 连续时间系统模型
        4.1.2 离散时间系统模型
    4.2 系统输入模型建立
    4.3 本章小结
5 FlexO光网络CDR算法设计
    5.1 PID控制算法
        5.1.1 PID控制算法的基本原理
        5.1.2 数字PID控制算法
        5.1.3 时钟恢复算法性能指标
    5.2 PID控制算法应用与验证
        5.2.1 PID控制算法建立
        5.2.2 PID控制算法参数确立
        5.2.3 Matlab仿真与验证
    5.3 时钟恢复算法设计与验证
        5.3.1 PID控制算法缺陷分析
        5.3.2 调控模式分类
        5.3.3 Matlab仿真与验证
    5.4 本章小结
6 CDR的 FPGA实现与实测验证
    6.1 CDR顶层的处理信号
        6.1.1 输入信号
        6.1.2 输出信号
    6.2 CDR顶层的模块划分
        6.2.1 FIFO缓存模块
        6.2.2 FIFO水位采样模块
        6.2.3 时钟恢复算法模块
        6.2.4 寄存器模块
    6.3 CDR数字设计的测试与验证
        6.3.1 测试环境搭建
        6.3.2 仿真与实测对比分析
    6.4 本章小结
7 总结与展望
参考文献
致谢
附录1 攻读硕士学位期间参与的项目和发表的论文



本文编号：3795807