CN105263071B - 一种olt自适应系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种OLT自适应系统和方法，包括提供时钟信号的时钟单元、用于光网络接入的多个光模块单元、PON MAC单元、CPU单元、存储单元和自适应切换单元。存储单元，连接CPU单元，用于保存EPON和GPON的加载程序；自适应切换单元，用于复位PON MAC单元，判断OLT自适应系统的工作模式，并处理光模块单元的不兼容管脚；其中，工作模式包括GPON工作模式和EPON工作模式。根据自适应切换单元判断的工作模式，CPU单元调整时钟单元的时钟信号，并从存储单元载入相应的EPON或GPON的加载程序至PON MAC单元。本发明自适应地支持EPON和GPON工作模式，提高了开局的灵活性和用户的易维护性。

Description

一种OLT自适应系统及其方法
技术领域
本发明涉及光网络技术领域，特别是涉及一种自适应切换GPON工作模式和EPON工作模式的OLT自适应系统及其方法。
背景技术
在PON(Passive Optical Network，无源光网络)普遍应用的今天，PON的传输应用已成为家庭中不可缺少的一部分。PON又分为GPON(Gigabit-Capable PON，无源光纤网络)与EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)。GPON网络和EPON网络各有各的优势与弊端。目前GPON与EPON处于共存的状态。
PON系统结构主要由中心局的光线路终端OLT(Optical Line Terminal)、包含无源光器件的光分配网ODN(Optical Distribution Network)、用户端的光网络单元/光网络终端ONU/ONT(Optical Network Unit/Optical Network Terminal)组成。OLT为接入网提供网络侧与核心网之间的接口，通过ODN与各ONU连接。作为PON系统的核心功能设备，OLT具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON系统的功能。ONU为接入网提供用户侧的接口，提供话音、数据、视频等多业务流与ODN的接入,受OLT集中控制。
目前，最新的用在OLT系统上的PON MAC芯片支持16个GPON或者16个EPON端口。但是，EPON和GPON两种工作模式下，硬件设计上和软件上都是不同的。硬件设计上，工作在EPON模式时，PON MAC芯片需要外部提供156.25MHz的参考时钟；工作在GPON模式下，芯片需要外部提供155.52MHz的参考时钟。另外，GPON的可插拔光模块和EPON的可插拔光模块的部分管脚定义不同，即两种光模块的管脚并不是完全兼容的。在软件上，GPON和EPON两种工作模式下，PON MAC的程序是不同的，PON MAC的程序是CPU通过PCIE总线将加载到PON MAC中的。
目前，尚未有一种方案是可以在一个OLT系统中自适应地工作在GPON工作模式和EPON工作模式。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种OLT自适应系统及其方法，用于解决现有技术中OLT系统无法自适应地实现GPON工作模式和EPON工作模式的切换的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种OLT自适应系统，所述OLT自适应系统包括提供时钟信号的时钟单元、用于光网络接入的多个光模块单元、PON MAC单元和CPU单元，所述OLT自适应系统还包括：存储单元，连接于所述CPU单元，用于保存EPON和GPON的加载程序；自适应切换单元，分别与所有的所述光模块单元、所述CPU单元和所述PON MAC单元连接，用于复位所述PON MAC单元，判断所述OLT自适应系统的工作模式，并处理每一个所述光模块单元的不兼容管脚；其中，所述工作模式包括GPON工作模式和EPON工作模式；根据所述自适应切换单元判断的所述工作模式，所述CPU单元调整所述时钟单元的时钟信号，并从所述存储单元载入相应的EPON或GPON的加载程序至所述PON MAC单元。
于本发明的一实施例中，所述存储单元为FLASH芯片。
于本发明的一实施例中，根据所述工作模式，所述CPU单元通过I2C总线配置所述时钟单元，并通过PCIE接口将所述存储单元内的相应地加载程序加载至所述PON MAC单元。
于本发明的一实施例中，所述自适应切换单元包括判断控制子单元和多个模拟开关子单元；所述模拟开关子单元的数量与所述光模块单元的数量一致；所述判断控制子单元，分别与所有所述光模块单元、所述CPU单元、所述PON MAC单元和所述模拟开关单元连接，用于复位所述PON MAC单元，判断所述光模块单元的类型，并下达处理每一个所述光模块单元不兼容管脚的控制信号；所述模拟开关子单元，分别与所述判断控制子单元和一个对应的所述光模块单元连接，用于根据所述控制信号实现对应的所述光模块单元管脚的兼容。
于本发明的一实施例中，所述判断控制子单元按照如下步骤判断所述OLT自适应系统的工作模式：依次判断所述OLT自适应系统中的所述光模块单元的类型；其中，所述光模块单元包括EPON光模块和GPON光模块；判断所述工作模式：如果所有在位的所述光模块单元采用EPON光模块，则所述工作模式为EPON工作模式；如果所有在位的所述光模块单元采用GPON光模块，则所述工作模式为GPON工作模式。
于本发明的一实施例中，所述判断控制子单元通过总线依次读取所述光模块单元的A0表区中地11个寄存器中的值来判断所述光模块单元的类型：如果01，则表示所述光模块单元为EPON光模块；否则，表示所述光模块单元为GPON光模块。
于本发明的一实施例中，所述判断控制子单元采用CPLD，所述模拟开关子单元采用MAX4736芯片；所述光模块单元的第9管脚与所述MAX4736芯片连接：在EPON工作模式下，所述控制信号为高电平，所述MAX4736芯片将所述光模块单元的第9管脚和地形连接；在GPON工作模式下，所述控制信号为低电平，所述MAX4736芯片将所述光模块单元的第9管脚和所述PON MAC单元的PON_GPIO_0连通。
于本发明的一实施例中，所述光模块单元的第7管脚和第8管脚分别与所述PONMAC单元的通用输出管脚PON_GPIO_1和PON_GPIO_2连接。
本发明还公开了一种OLT自适应方法，包括：步骤S10，复位PON MAC单元；步骤S20，依次判断所有光模块单元的类型；步骤S30，根据所有在位的所述光模块单元的类型确定工作模式；步骤S40，根据所述工作模式，处理所述光模块单元的不兼容管脚；步骤S50，将所述工作模式通知CPU单元；步骤S60，根据所述工作模式，所述CPU单元配置时钟单元的时钟信号，并相应地从存储单元中下载加载程序；步骤S70，释放所述PON MAC单元的复位，所述CPU单元对所述PON MAC单元加载所述加载程序；步骤S80，所述OLT正常工作。
于本发明的一实施例中，所述步骤S60中，所述工作模式为EPON工作模式时，所述CPU单元调整时钟信号为156.25MHz；所述工作模式为GPON工作模式时，所述CPU单元调整时钟信号为155.52MHz。
如上所述，本发明的一种OLT自适应系统及其方法，通过增加保存EPON和GPON加载程序的存储单元；在软件和硬件上实现EPON工作模式和GPON工作模式切换的自适应切换单元。本发明在硬件和软件上支持了EPON和GPON两种工作模式，减少了开发和管理上的成本；并且，本发明是自适应地支持EPON工作模式和GPON工作模式，提高了开局的灵活性和用户的易维护性，适应范围也更加广泛。
附图说明
图1显示为本发明实施例公开的一种OLT自适应系统的结构示意图示意图。
图2显示为本发明实施例公开的一种OLT自适应系统的电路设计示意图。
图3显示为本发明实施例公开的一种OLT自适应方法的流程示意图。
元件标号说明
110 时钟单元
120 光模块单元
130 PON MAC单元
140 CPU单元
150 存储单元
160 自适应切换单元
161 判断控制子单元
162 模拟开关子单元
S10～S80 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅附图。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
本实施例公开了一种OLT自适应系统，用于自适应的支持GPON工作模式和EPON工作模式。其中，OLT作为PON系统的核心功能设备，其是网络侧与核心网之间的接口，通过ODN与各ONU连接。并且，OLT具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON系统的功能。ONU为接入网提供用户侧的接口，提供话音、数据、视频等多业务流与ODN的接入,受OLT集中控制。
如图1所示，本实施例的OLT自适应系统包括：时钟单元110、多个光模块单元120、PON MAC单元130、CPU单元140、存储单元150和自适应切换单元160。为了显示方便，在图1中只画出了一个光模块单元120。
时钟单元110，用于为整个OLT自适应系统提供时钟信号；其分别与CPU单元140和PON MAC单元130连接，且时钟单元110通过I2C总线被CPU单元140配置，时钟单元110根据配置输出不同频率的时钟频率。
光模块单元120，光模块单元120为一个或多个，用于光网络的接入，其与PON MAC单元130和自适应切换单元160连接。
PON MAC单元130，与时钟单元110、光模块单元120、CPU单元140、和自适应切换单元160连接。
CPU单元140，与时钟单元110、PON MAC单元130、存储单元150和自适应切换单元160连接。
存储单元150，连接于所述CPU单元140，用于保存EPON和GPON的加载程序。
自适应切换单元160，分别与所有的所述光模块单元120、所述CPU单元140和所述PON MAC单元130连接，用于复位所述PON MAC单元，判断所述OLT自适应系统的工作模式，并处理每一个所述光模块单元120的不兼容管脚；其中，所述工作模式包括GPON工作模式和EPON工作模式。
进一步地，自适应切换单元160包括判断控制子单元161和多个模拟开关子单元162；且，模拟开关子单元162的数量与光模块单元120一一对应。
判断控制子单元161，分别与所有光模块单元120、CPU单元140、PON MAC单元130和模拟开关单元162连接，用于复位PON MAC单元，判断光模块单元120的类型，并下达处理每一个光模块单元120不兼容管脚的控制信号。具体地，
判断控制子单元161按照如下步骤判断OLT自适应系统的工作模式：
依次判断OLT自适应系统中的光模块单元120的类型；其中，所述光模块单元包括EPON光模块和GPON光模块：
针对每一个光模块单元120，先读取光模块单元120的在位信号MOD_ABS，MOD_ABS为低时，表示光模块单元120在位，为高时表示光模块单元120不在位。光模块单元在位时，判断控制子单元161进一步地通过I2C总线读取光模块单元120的A0表区中第11个寄存器的值，这个寄存器值是光模块的编码域，EPON光模块的值是8h01，表示采用的8B/10B编码，如果读到的值是8h01，判断控制子单元161记录此光模块单元120是EPON光模块，否则记录此光模块单元120为GPON光模块，这是因为此OLT系统只能插EPON或GPON光模块。
判断工作模式：如果所有在位的光模块单元120采用EPON光模块，则工作模式为EPON工作模式；如果所有在位的光模块单元120采用GPON光模块，则工作模式为GPON工作模式。
模拟开关子单元162，分别与所述判断控制子单元161和一个对应的所述光模块单元120连接，用于根据所述控制信号实现对应的所述光模块单元管脚的兼容。
本实施例的OLT自适应系统的电路具体如图2所示：其中，U26是CPU单元140；U1是存储单元150，其采用FLASH芯片，同时存储有EPON和GPON的两种加载程序；U23是时钟单元110，采用可编程时钟芯片；U22是判断控制子单元161，其采用CPLD；U20是PON MAC单元130；U24是光模块单元120；这样的光模块SFP最多可插16个，在电路图中只画出一个SFP(SFP(Small Form-factor Pluggable))，所有带有_n后缀的信号都代表着这样的信号有16组，n＝1-16；MAX4736芯片是模拟开关子单元162。
CPU可以通过I2C总线配置可编程时钟芯片，时钟芯片根据配置输出不同频率的时钟。
CPU通过PCIE(PCI-E：Peripheral Component Interconnect-Express)接口从FLASH芯片下载程序给PON MAC单元，PON MAC单元加载程序后正常工作。
CPLD的时钟信号线SCL和数据线SDA是和CPU通信的I2C总线，可将OLT自适应系统的工作模式报告给CPU。CPLD的SCL_n和SDA_n是和SFP_n通信的I2C总线。
16个SFP光模块的信号分别接到CPLD和PON MAC芯片。
系统上电后，CPLD复位PON MAC单元，使其一直不工作。
CPLD首先读取光模块SFP_n的状态，从第一个光模块SFP_1开始，先读SFP_1的在位信号MOD_ABS，MOD_ABS为低时，表示光模块在位，为高时表示光模块不在位。光模块在位时，CPLD进一步地通过I2C总线读取光模块A0表区中第11个寄存器的值，这个寄存器值是光模块的编码域，EPON光模块的值是8h01，表示采用的8B/10B编码，如果CPLD读到的值是8h01，CPLD记录此光模块是EPON光模块，否则记录此光模块为GPON光模块，这是因为此OLT系统只能插EPON或GPON光模块。CPLD依次读取所有光模块的状态。在读取所有光模块状态后，如果所有在位的光模块都是EPON光模块，则判定此系统为EPON工作模式，否则为GPON工作模式。
确定工作模式后，CPLD开始处理EPON和GPON光模块不兼容的管脚。
表一OLT端GPON光模块和EPON光模块管脚定义
表一是OLT端GPON光模块和EPON光模块管脚定义，从表中可以看出，两种光模块封装一样，都有20个管脚，其中有3个管脚定义是不相同的，分别是表中的第7管脚、第8管脚和第9管脚。其中，第7管脚和第8管脚，分别接到PON MAC单元130的通用输入输出管脚PON_GPIO_1和PON_GPIO_2上，PON MAC单元130会根据加载的程序自己处理。第9管脚是CPLD要处理的信号线，CPLD输出16个控制管脚CNTL_n，其中n＝1-16，分别控制16个模拟开关芯片MAX4736，这里以一路为例说明设计原理。
表二模拟开关MAX4736的真值表
表二是模拟开关MAX4736的真值表，CPLD的CNTL信号控制的IN信号，当系统工作在EPON工作模式时，CPLD将CNTL信号拉高，模拟开关子单元MAX4736芯片将光模块的第9管脚和地信号连通，实现EPON的光模块的正确连接。上电时CNTL信号缺省为高。当系统工作在GPON工作模式时，CPLD将CNTL信号拉低，模拟开关子单元MAX4736芯片将光模块的第9管脚和PON MAC单元130的PON_GPIO_0信号连通，由PON MAC单元控制光模块的第9管脚Trigger信号，实现GPON的光模块的正确连接。
同时CPLD通过I2C总线通知CPU，将系统的工作模式告知CPU，CPU据此从FLASH芯片中选择对PON MAC单元的加载程序，并通过I2C总线设置可编程时钟芯片的输出，在EPON工作模式下，可编程时钟芯片输出156.25MHz时钟给PON MAC单元120，在GPON工作模式下，可编程时钟芯片输出155.52MHz时钟给PON MAC单元120。CPU配置完可编程时钟芯片后通知CPLD，CPLD释放PON MAC的复位信号，PON MAC单元开始启动，CPU通过PCIE总线对PON MAC加载相应的程序。整个系统正常工作。
此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。
实施例2
本实施例公开了一种OLT自适应方法，用于自适应的支持GPON工作模式和EPON工作模式。其中，OLT作为PON系统的核心功能设备，其是网络侧与核心网之间的接口，通过ODN与各ONU连接。并且，OLT具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON系统的功能。ONU为接入网提供用户侧的接口，提供话音、数据、视频等多业务流与ODN的接入,受OLT集中控制。
如图3所示，本实施例的OLT自适应方法包括：
步骤S10，复位PON MAC单元：
系统上电后，CPLD复位PON MAC单元，使其一直不工作。
步骤S20，依次判断所有光模块单元的类型：
CPLD首先读取光模块SFP_n的状态，从第一个光模块SFP_1开始，先读SFP_1的在位信号MOD_ABS，MOD_ABS为低时，表示光模块在位，为高时表示光模块不在位。光模块在位时，CPLD进一步地通过I2C总线读取光模块A0表区中第11个寄存器的值，这个寄存器值是光模块的编码域，EPON光模块的值是8h01，表示采用的8B/10B编码，如果CPLD读到的值是8h01，CPLD记录此光模块是EPON光模块，否则记录此光模块为GPON光模块。
步骤S30，根据所有在位的所述光模块单元的类型确定工作模式：
CPLD依次读取所有光模块的状态。在读取所有光模块状态后，如果所有在位的光模块都是EPON光模块，则判定此系统为EPON工作模式，否则为GPON工作模式。
步骤S40，根据所述工作模式，处理所述光模块单元的不兼容管脚：
在本实施例中，对于光模块的第7管脚和第8管脚，将其分别接到PON MAC单元的通用输入输出管脚PON_GPIO_1和PON_GPIO_2上，PON MAC单元130会根据加载程序自己处理。
对于光模块的第9管脚，将其与MAX4736芯片连接，CPLD的CNTL信号控制的IN信号，当系统工作在EPON工作模式时，CPLD将CNTL信号拉高，MAX4736芯片将光模块的第9管脚和地信号连通，实现EPON的光模块的正确连接。上电时CNTL信号缺省为高。当系统工作在GPON工作模式时，CPLD将CNTL信号拉低，MAX4736芯片将光模块的第9管脚和PON MAC单元130的PON_GPIO_0信号连通，由PON MAC单元控制光模块的第9管脚Trigger信号，实现GPON的光模块的正确连接。
步骤S50，将所述工作模式通知CPU单元：CPLD通过I2C总线通知CPU。
步骤S60，根据所述工作模式，所述CPU单元配置时钟单元的时钟信号，并相应地从存储单元中下载加载程序：
CPU根据工作模式从FLASH芯片中选择对PON MAC单元的加载程序，并通过I2C总线设置可编程时钟芯片的输出。即，在EPON工作模式下，可编程时钟芯片输出156.25MHz时钟给PON MAC单元120，在GPON工作模式下，可编程时钟芯片输出155.52MHz时钟给PON MAC单元120。CPU配置完可编程时钟芯片后通知CPLD
步骤S70，释放所述PON MAC单元的复位，所述CPU单元对所述PON MAC单元加载所述加载程序；
步骤S80，所述OLT正常工作。
需要说明的是，上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
不难发现，本实施例为与第一实施例相对应的方法实施例，本实施例可与第一实施例互相配合实施。第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一实施例中。
综上所述，本发明的一种OLT自适应系统及其方法，通过增加保存EPON和GPON加载程序的存储单元；在软件和硬件上实现EPON工作模式和GPON工作模式切换的自适应切换单元。本发明在硬件和软件上支持了EPON和GPON两种工作模式，减少了开发和管理上的成本；并且，本发明是自适应地支持EPON工作模式和GPON工作模式，提高了开局的灵活性和用户的易维护性，适应范围也更加广泛。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种OLT自适应系统，所述OLT自适应系统包括提供时钟信号的时钟单元、用于光网络接入的多个光模块单元、PONMAC单元和CPU单元，其特征在于，所述OLT自适应系统还包括：
存储单元，连接于所述CPU单元，用于保存EPON和GPON的加载程序；
自适应切换单元，分别与所有的所述光模块单元、所述CPU单元和所述PONMAC单元连接，用于复位所述PONMAC单元，判断所述OLT自适应系统的工作模式，并处理每一个所述光模块单元的不兼容管脚；其中，所述工作模式包括GPON工作模式和EPON工作模式；
根据所述自适应切换单元判断的所述工作模式，所述CPU单元调整所述时钟单元的时钟信号，并从所述存储单元载入相应的EPON或GPON的加载程序至所述PONMAC单元；
所述自适应切换单元包括判断控制子单元和多个模拟开关子单元；所述模拟开关子单元的数量与所述光模块单元的数量一致；
所述判断控制子单元，分别与所有所述光模块单元、所述CPU单元、所述PONMAC单元和所述模拟开关单元连接，用于复位所述PONMAC单元，判断所述光模块单元的类型，并下达处理每一个所述光模块单元不兼容管脚的控制信号；
所述模拟开关子单元，分别与所述判断控制子单元和一个对应的所述光模块单元连接，用于根据所述控制信号实现对应的所述光模块单元管脚的兼容；
所述判断控制子单元通过总线依次读取所述光模块单元的A0表区中地11个寄存器中的值来判断所述光模块单元的类型：如果01，则表示所述光模块单元为EPON光模块；否则，表示所述光模块单元为GPON光模块。
2.根据权利要求1所述的OLT自适应系统，其特征在于：所述存储单元为FLASH芯片。
3.根据权利要求1所述的OLT自适应系统，其特征在于：根据所述工作模式，所述CPU单元通过I2C总线配置所述时钟单元，并通过PCIE接口将所述存储单元内的相应地加载程序加载至所述PONMAC单元。
4.根据权利要求1所述的OLT自适应系统，其特征在于：所述判断控制子单元按照如下步骤判断所述OLT自适应系统的工作模式：
依次判断所述OLT自适应系统中的所述光模块单元的类型；其中，所述光模块单元包括EPON光模块和GPON光模块；
判断所述工作模式：如果所有在位的所述光模块单元采用EPON光模块，则所述工作模式为EPON工作模式；如果所有在位的所述光模块单元采用GPON光模块，则所述工作模式为GPON工作模式。
5.根据权利要求1所述的OLT自适应系统，其特征在于：所述判断控制子单元采用CPLD，所述模拟开关子单元采用MAX4736芯片；所述光模块单元的第9管脚与所述MAX4736芯片连接：
在EPON工作模式下，所述控制信号为高电平，所述MAX4736芯片将所述光模块单元的第9管脚和地形连接；
在GPON工作模式下，所述控制信号为低电平，所述MAX4736芯片将所述光模块单元的第9管脚和所述PONMAC单元的PON_GPIO_0连通。
6.根据权利要求5所述的OLT自适应系统，其特征在于：所述光模块单元的第7管脚和第8管脚分别与所述PONMAC单元的通用输出管脚PON_GPIO_1和PON_GPIO_2连接。
7.一种OLT自适应方法，其特征在于：包括：
步骤S10，复位PONMAC单元；
步骤S20，依次判断所有光模块单元的类型；
步骤S30，根据所有在位的所述光模块单元的类型确定工作模式；
步骤S40，根据所述工作模式，处理所述光模块单元的不兼容管脚；
步骤S50，将所述工作模式通知CPU单元；
步骤S60，根据所述工作模式，所述CPU单元配置时钟单元的时钟信号，并相应地从存储单元中下载加载程序；
步骤S70，释放所述PONMAC单元的复位，所述CPU单元对所述PONMAC单元加载所述加载程序；
步骤S80，所述OLT正常工作。
8.根据权利要求7所述的OLT自适应方法，其特征在于：所述步骤S60中，所述工作模式为EPON工作模式时，所述CPU单元调整时钟信号为156.25MHz；所述工作模式为GPON工作模式时，所述CPU单元调整时钟信号为155.52MHz。
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