CN105262565A - 一种基于相位调制传递时钟与数据的编码方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于相位调制传递时钟与数据的编码方法及系统，涉及数字信号传输编码领域。该方法包括以下步骤：S1：将发送端的编码频率设置为输出频率的4倍，转到S2；S2：将相邻两个数据帧之间的间隔编码定义为“1100”，将发送端发送至接收端的bit＝“1”时的信息数据的编码定义为“1110”，将发送端发送至接收端的bit＝“0”时的信息数据的编码定义为“1000”，转到S3；S3：发送端向接收端传输信息数据，传输过程中同时传递完整的时钟信息、频率信息和帧定位脉冲信号。本发明能够通过一条信号总线完成时钟、帧定位脉冲、信息与控制数据总线三类信号传输，节省了互连信号数量，合理利用了资源，适于推广。

Description

一种基于相位调制传递时钟与数据的编码方法及系统
技术领域
本发明涉及数字信号传输编码领域，具体涉及一种基于相位调制传递时钟与数据的编码方法及系统。
背景技术
在光网络中，为支撑电信网、频率同步网与时间同步网承载功能，光网络的传输设备中(例如PTN、IPRAN、OTN等)设计有基于物理层的频率同步功能、以及基于IEEE1588V2协议的时间同步功能。
为了实现上述功能，光网络的传输设备设计有频率同步核心单元和时间同步核心单元。传输设备使用时，业务盘从背板上得到系统的频率同步信号，时间同步核心单元向业务盘提供频率同步信号、帧定位脉冲、时间同步脉冲和时间信息。
参见图1所示，在频率同步方面，所有业务单盘均以主时钟发出的时钟为基准，同步产生时钟作为物理层数据发送时钟，利用8kHz同步帧信号作为帧定位信号处理数据；与此同时，时钟单元还利用一条特定的通信总线向业务单盘发送同步信息和控制命令。因此，在一个设备系统的背板中需要设计有三类独立的信号总线(时钟信息总线、帧定位脉冲总线、信息与控制数据总线)。
如上所述，在时间同步方面也需要时间同步时钟总线、秒脉冲总线和时间信息总线，上述总线独立传送信号会占用系统背板的多个端子资源，不利于系统内部互连的简化，资源利用不够合理，对于互连信号线太多的大型设备而言，问题尤为严重。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于相位调制传递时钟与数据的编码方法及系统。本发明能够通过一条信号总线完成时钟、帧定位脉冲、信息与控制数据总线三类信号传输，节省了互连信号数量，合理利用了资源，适于推广。
为达到以上目的，本发明提供的基于相位调制传递时钟与数据的编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将发送端的编码频率设置为输出频率的4倍，转到S2；
S2：将相邻两个数据帧之间的间隔编码定义为“1100”，将发送端发送至接收端的bit＝“1”时的信息数据的编码定义为“1110”，将发送端发送至接收端的bit＝“0”时的信息数据的编码定义为“1000”，转到S3；
S3：发送端向接收端传输信息数据，传输过程中同时传递完整的时钟信息、频率信息和帧定位脉冲信号。
在上述技术方案的基础上，S3具体包括以下步骤：发送端编码输出的上升沿不变，作为系统时钟使用，下降沿选取3个相位；发送端传递给定帧速率的数据帧至接收端时，接收端利用上升沿通过锁相环倍频到4倍频率后得到恢复频率；将恢复频率作为数据采样频率，接收端根据采用频率采样数据时，当信息数据的传输字符由“1100”跳转至“1000”或“1110”时标记、并得到数据帧开始位、帧脉冲和信息数据。
在上述技术方案的基础上，所述下降沿选取3个相位的具体过程为：“1”脉宽的相位为25％、50％和75％。
本发明提供的实现上述放发的基于相位调制传递时钟与数据的编码系统，其特征在于，包括编码频率设置模块、编码定义模块和信息数据传输模块；
所述编码频率设置模块用于：将发送端的编码频率设置为输出频率的4倍，向编码定义模块发送编码定义信号；
所述编码定义模块用于：收到编码定义信号后，将相邻两个数据帧之间的间隔编码定义为“1100”，将发送端发送至接收端的bit＝“1”时的信息数据的编码定义为“1110”，将发送端发送至接收端的bit＝“0”时的信息数据的编码定义为“1000”，向信息数据传输模块发送信息数据传输信号；
所述信息数据传输模块用于：收到信息数据传输信号后，控制发送端向接收端传输信息数据，传输过程中同时传递完整的时钟信息、频率信息和帧定位脉冲信号。
在上述技术方案的基础上，所述信息数据传输模块控制发送端向接收端传输信息数据时，控制发送端编码输出的上升沿不变，作为系统时钟使用，下降沿选取3个相位；发送端传递给定帧速率的数据帧至接收端时，接收端利用上升沿通过锁相环倍频到4倍频率后得到恢复频率；将恢复频率作为数据采样频率，接收端根据采用频率采样数据时，当信息数据的传输字符由“1100”跳转至“1000”或“1110”时标记、并得到数据帧开始位、帧脉冲和信息数据。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明将发送端的编码频率设置为输出频率的4倍、并对数据帧之间的间隔和信息数据进行编码定义。因为编码后的数据的具备特定频率的时钟边缘，所以发送端能够将频率信息完整的传递至业务单盘(即接收端)；发送端在传递过程中，能够从相位调制的数据中恢复得到帧定位信号与下行数据流。因此，与现有技术中使用三类独立的信号总线进行频率和时间同步相比，本发明能够通过一条信号总线完成时钟、帧定位脉冲、信息与控制数据总线三类信号传输，节省了互连信号数量，合理利用了资源，适于推广。
附图说明
图1为背景技术中现有的背板总线的数据结构的时序图；
图2为本发明实施例中编码后的数据结构图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例中的基于相位调制传递时钟与数据的编码方法，包括以下步骤：
S1：将发送端的编码频率设置为输出频率的4倍，转到S2。
S2：将相邻两个数据帧之间的间隔编码定义为“1100”，将发送端发送至接收端的bit＝“1”时的信息数据的编码定义为“1110”，将发送端发送至接收端的bit＝“0”时的信息数据的编码定义为“1000”，转到S3。
S2的原理为：若将编码后的数据看成4倍频率NRZ(Non-ReturntoZero，不归零码)数据，进而就有3种传输符号：(1)传输字符“1100”：空号间隔bit，作为每帧数据间的帧间隔；(2)传输字符“1000”：“0”bit(数据)；(3)传输字符“1110”：“1”bit(数据)。
S3：发送端向接收端传输信息数据，传输过程中同时传递完整的时钟信息、频率信息和帧定位脉冲信号。
S3具体包括以下步骤：参见图2所示，发送端编码输出的上升沿不变，作为系统时钟使用，下降沿选取3个相位，即“1”脉宽的相位为25％、50％和75％。发送端传递给定帧速率的数据帧至接收端时，接收端利用上升沿通过锁相环倍频到4倍频率后得到恢复频率。将恢复频率作为数据采样频率；接收端根据采用频率采样数据时，当信息数据的传输字符由“1100”跳转至“1000”或“1110”时标记、并得到数据帧开始位、帧脉冲和信息数据(因为编码约定传输字符只存在3种，所以所其他符号出现则说明数据产生了编码错误)。
本发明实施例中的实现上述放发的基于相位调制传递时钟与数据的编码系统，包括编码频率设置模块、编码定义模块和信息数据传输模块。
编码频率设置模块用于：将发送端的编码频率设置为输出频率的4倍，向编码定义模块发送编码定义信号。
编码定义模块用于：收到编码定义信号后，将相邻两个数据帧之间的间隔编码定义为“1100”，将发送端发送至接收端的bit＝“1”时的信息数据的编码定义为“1110”，将发送端发送至接收端的bit＝“0”时的信息数据的编码定义为“1000”，向信息数据传输模块发送信息数据传输信号。
信息数据传输模块用于：收到信息数据传输信号后，控制发送端向接收端传输信息数据，传输过程中同时传递完整的时钟信息、频率信息和帧定位脉冲信号。
信息数据传输模块控制发送端向接收端传输信息数据时，控制发送端编码输出的上升沿不变，作为系统时钟使用，下降沿选取3个相位；发送端传递给定帧速率的数据帧至接收端时，接收端利用上升沿通过锁相环倍频到4倍频率后得到恢复频率；将恢复频率作为数据采样频率，接收端根据采用频率采样数据时，当信息数据的传输字符由“1100”跳转至“1000”或“1110”时标记、并得到数据帧开始位、帧脉冲和信息数据。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种基于相位调制传递时钟与数据的编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将发送端的编码频率设置为输出频率的4倍，转到S2；
S2：将相邻两个数据帧之间的间隔编码定义为“1100”，将发送端发送至接收端的bit＝“1”时的信息数据的编码定义为“1110”，将发送端发送至接收端的bit＝“0”时的信息数据的编码定义为“1000”，转到S3；
S3：发送端向接收端传输信息数据，传输过程中同时传递完整的时钟信息、频率信息和帧定位脉冲信号。
2.如权利要求1所述的基于相位调制传递时钟与数据的编码方法，其特征在于：S3具体包括以下步骤：发送端编码输出的上升沿不变，作为系统时钟使用，下降沿选取3个相位；发送端传递给定帧速率的数据帧至接收端时，接收端利用上升沿通过锁相环倍频到4倍频率后得到恢复频率；将恢复频率作为数据采样频率，接收端根据采用频率采样数据时，当信息数据的传输字符由“1100”跳转至“1000”或“1110”时标记、并得到数据帧开始位、帧脉冲和信息数据。
3.如权利要求2所述的基于相位调制传递时钟与数据的编码方法，其特征在于：所述下降沿选取3个相位的具体过程为：“1”脉宽的相位为25％、50％和75％。
4.一种实现权利要求1至3任一项所述放发的基于相位调制传递时钟与数据的编码系统，其特征在于，包括编码频率设置模块、编码定义模块和信息数据传输模块；
所述编码频率设置模块用于：将发送端的编码频率设置为输出频率的4倍，向编码定义模块发送编码定义信号；
所述编码定义模块用于：收到编码定义信号后，将相邻两个数据帧之间的间隔编码定义为“1100”，将发送端发送至接收端的bit＝“1”时的信息数据的编码定义为“1110”，将发送端发送至接收端的bit＝“0”时的信息数据的编码定义为“1000”，向信息数据传输模块发送信息数据传输信号；
所述信息数据传输模块用于：收到信息数据传输信号后，控制发送端向接收端传输信息数据，传输过程中同时传递完整的时钟信息、频率信息和帧定位脉冲信号。
5.如权利要求4所述的基于相位调制传递时钟与数据的编码系统，其特征在于：所述信息数据传输模块控制发送端向接收端传输信息数据时，控制发送端编码输出的上升沿不变，作为系统时钟使用，下降沿选取3个相位；发送端传递给定帧速率的数据帧至接收端时，接收端利用上升沿通过锁相环倍频到4倍频率后得到恢复频率；将恢复频率作为数据采样频率，接收端根据采用频率采样数据时，当信息数据的传输字符由“1100”跳转至“1000”或“1110”时标记、并得到数据帧开始位、帧脉冲和信息数据。
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