高速光网络时钟恢复算法设计与实现

发布时间：2025-06-19 02:45

　　 针对利用灵活光网络（FlexO）技术实现超100 Gbit/s业务传输过程中存在的时钟数据恢复问题,文章基于锁相环频率合成器,设计实现了一种新型的超100 Gbit/s光转换单元（OTU）帧结构OTUCn到n个100 Gbit/s帧结构OTU4业务数据转变的时钟数据恢复方案,可以在OTU4业务频点的一定频偏内,迅速恢复客户时钟,并实现对OTU4业务数据的重定时。仿真和实测表明,该方案能够有效满足FlexO中的时钟恢复需求,实时恢复的客户侧时钟抖动均<1×10^-6,并能确保多路重定时的OTU4业务数据持续稳定的向下一级传输。

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【部分图文】：

图1 基于FlexO技术实现400 Gbit/s业务传输

在光传输网(OpticalTransportNetwork,OTN)中,光转换单元(OpticalTransformUnit,OTU)拥有多级速率数据传输的帧结构,其中OTU4和OTUCn分别为100Gbit/s和超100(n×100)Gbit/s的光通路帧结构。Fl....

图2 CDR算法的控制流程

式中:fosc为晶振输入频率合成器的已知时钟;Δf为待输出的读时钟fo相对于fosc的频偏量。建立的CDR算法本质上是一个采样反馈控制算法,其采样周期为Ts,在t=0时刻算法启动,每隔Ts时间采样一次FIFO的水位值,将该水位值与固定水位值的偏差作为算法的输入值。假设第k个采样时....

图3 PI算法调控生成读时钟的Matlab软件

本文选取Kp在10～10000之间,对PI控制算法的应用进行大量的仿真测试。当Kp<20时,τ1的值与仿真时长相等,此时调控量不足,收敛速度极慢,使得整个仿真时长内读时钟的值都没有收敛在客户时钟的±1×10-6以内,如图3(a)所示。当20<Kp<100时,τ1的值小于仿真时长....

图4 PI控制算法和CDR算法的Kp性能对比

设置S=500,us=umax=100,umin=10。同样地,选取Kp在10～10000之间,对本文CDR算法的设计也进行仿真测试,将不同Kp值对应的τ1、Δfmax以及p与PI控制算法对比绘制成如图4所示的性能曲线。图5所示为CDR算法调控生成读时钟的仿真结果。当Kp<10....

本文编号：4050733