CN106330379B - 光传送网中业务时钟透传系统 - Google Patents

光传送网中业务时钟透传系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种传送网中业务时钟透传系统，该系统包括至少一个业务时钟透传单元，所述业务时钟透传单元包括：缓存模块，用于对输入的业务数据进行缓存；生成模块，用于获取所述缓存模块的当前水线值，并根据所述缓存模块的当前水线值生成频率调节信号；锁相环，用于对其接收的本地时钟信号进行倍频，生成参考时钟信号；并串转换模块，用于读取所述缓存模块中的业务数据；调节模块，用于根据所述频率调节信号调节所述参考时钟信号，生成频率控制信号，控制所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度，使得所述缓存模块的数据读取速度与数据写入速度处于平衡状态。该业务时钟透传系统，无需额外设置时钟芯片，体积较小，成本较低。

Description

光传送网中业务时钟透传系统
技术领域
本发明涉及光传送网技术领域，尤其涉及一种光传送网中业务时钟透传系统。
背景技术
随着通信系统的发展，OTN(Optical Transport Network，光传送网)逐渐成为传输网络的主流。而业务时钟透传是其一个较为普通的应用场景。
目前的业务时钟透传系统中，通常是在业务芯片外额外设置时钟芯片，以利用时钟芯片检测业务芯片中缓存器的数据写入速度，并根据该缓存器的数据写入速度调节其数据读取速度，以使得缓存器的数据写入速度和数据读取速度处于平衡状态，保证缓存器的正常工作和业务时钟透传的正常进行，导致现有业务时钟透传系统体积较大，成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光传送网中业务时钟透传系统，该业务时钟透传系统无需在业务芯片外额外设置时钟芯片，体积较小，成本较低。
为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种传送网中业务时钟透传系统，该系统包括至少一个业务时钟透传单元，所述业务时钟透传单元包括：
缓存模块，用于对输入的业务数据进行缓存；
生成模块，用于获取所述缓存模块的当前水线值，并根据所述缓存模块的当前水线值生成频率调节信号；
锁相环，用于对其接收的本地时钟信号进行倍频，生成参考时钟信号；
并串转换模块，用于读取所述缓存模块中的业务数据；
调节模块，用于根据所述频率调节信号调节所述参考时钟信号，生成频率控制信号，控制所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度，使得所述缓存模块的数据读取速度与数据写入速度处于平衡状态。
本发明提供的传送网中业务时钟透传系统，无需额外设置时钟芯片，体积较小，成本较低。而且，由于芯片外部的信号传输频率较低，而芯片内部的信号传输频率较高，因此，当在业务芯片外额外设置时钟芯片时，所述时钟芯片发送给业务芯片的参考时钟信号在输出前需要一个锁相环进行信号稳定，在发送给业务芯片后还需要一个锁相环进行倍频，而本实施例所提供的光传送网中业务时钟透传系统，无需额外设置时钟芯片，整个工作过程中，只需一个锁相环即可，从而进一步简化了所述光传送网中业务时钟透传系统的结构，减小了所述光传送网中业务时钟透传系统的体积，降低了光传送网中业务时钟透传系统的成本。
一种实现方式中，该系统包括多个业务时钟透传单元，所述业务时钟透传单元与所述业务时钟透传系统接收的数据流数量一一对应，以提高该系统的应用范围和适用性。
一种实现方式中，所述缓存模块为先进先出存储器。
一种实现方式中，所述生成模块用于据所述缓存模块的当前水线值生成频率调节信号时具体用于：
根据所述缓存模块的当前水线值，计算所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值；
当所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值大于零时，生成第一频率调节信号；
当所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值小于零时，生成第二频率调节信号。
可选的，所述生成模块包括：
获取单元，所述获取单元用于获取所述缓存模块的当前水线值，并计算所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值；
第一调节单元，所述第一调节单元用于利用所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值乘以水线调节因子，得到第一调节值；
第二调节单元，所述第二调节单元用于对本次所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值以及上一次调节过程中所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值求差，获得调节差值，并利用所述调节差值乘以频偏调节因子，得到第二调节值；
第三调节单元，所述第三调节单元用于对所述第一调节值和所述第二调节值求和，得到第三调节值，并所述第三调节值除以预设参数，获得频率调节信号；
其中，所述第三调节值大于零时，所述频率调节信号为第一频率调节信号，所述第三调节值小于零时，所述频率调节信号为第二频率调节信号。
一种实现方式中，所述生成模块获取所述缓存模块的当前水线值的频率为1Khz，以在保证所述缓存模块的数据写入速度和数据读取速度保持平衡的前提下，降低所述缓存模块当前水线值的读取频率，从而降低所述光传送网中业务时钟透传系统的功耗。
一种实现方式中，所述调节模块用于根据所述第一频率调节信号增加所述参考时钟信号的频率，生成第一频率控制信号，提高所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度，并用于根据所述第二频率调节信号降低所述参考时钟信号的频率，生成第二频率控制信号，降低所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度。
一种实现方式中，所述调节模块通过调节所述参考时钟信号的相位调节所述参考时钟信号的频率，以适用于较小频偏的调节。
可选的，所述调节模块用于对本次频率调节信号和上一次频率调节信号求和，生成最终频率调节信号，并根据所述最终频率调节信号调节所述参考时钟信号的相位，生成频率控制信号，控制所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的光传送网中业务时钟透传系统的结构示意图；
图2为本发明一个实施例所提供的光传送网中业务时钟透传系统中，所述生成模块和调节模块的具体工作过程示意图；
图3为本发明实施例所提供的光传送网中业务时钟透传系统中，所述调节模块每次周期性滑动1/N个周期时，所述参考时钟信号的相位示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明实施例提供了一种光传送网中业务时钟透传系统，该系统包括至少一个业务时钟透传单元，如图1所示，所述业务时钟透传单元包括：
缓存模块100，用于对输入的业务数据进行缓存；
生成模块200，用于获取所述缓存模块100的当前水线值，并根据所述缓存模块100的当前水线值生成频率调节信号；
锁相环400，用于对其接收的本地时钟信号进行倍频，生成参考时钟信号；
并串转换模块500，用于读取所述缓存模块100中的业务数据，并将其由并行业务数据转换成串行业务数据后输出；
调节模块300，用于根据所述频率调节信号调节所述参考时钟信号，生成频率控制信号，控制所述并串转换模块500从所述缓存模块100的中读取数据的速度，使得所述缓存模块100的数据读取速度与数据写入速度处于平衡状态。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述业务时钟透传系统可以只包括一个业务时钟透传单元，也可以包括多个业务时钟透传单元，具体视所述业务时钟透传系统可接收的数据流数量而定，所述业务时钟透传单元与所述业务时钟透传系统接收的数据流数量一一对应。
下面以所述业务时钟透传系统包括一个业务时钟透传单元为例，对本发明实施例所提供的业务时钟透传系统进行说明。优选的，在本发明实施例中，所述缓存模块100为先进先出存储器，即FIFO(First In First Out)存储器，
所述缓存模块100具有数据写入侧和数据读取侧。当所述缓存模块100的数据写入侧的数据写入速度大于所述缓存模块100数据读取侧的数据读取速度时，所述缓存模块100中所存储的数据量会增加，相应的，所述缓存模块100的当前水线值也会增加；当所述缓存模块100的数据写入侧的数据写入速度小于所述缓存模块100数据读取侧的数据读取速度时，所述缓存模块100中所存储的数据量会减少，相应的，所述缓存模块100的当前水线值也会减小，当所述缓存模块100的数据写入侧的数据写入速度与所述缓存模块100数据读取侧的数据读取速度处于平衡态时，所述缓存模块100中所存储的数据量也会处于动态平衡状态，所述缓存模块100的当前水线值维持不变。
具体工作时，当所述缓存模块100有业务数据写入时，所述生成模块200获取所述缓存模块100的当前水线值，并计算所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值；当所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值大于零(即所述缓存模块100的当前水线值大于预设水线值)时，生成第一频率调节信号。调节模块300接收所述第一频率调节信号后，会增加所述参考时钟信号的频率，生成第一频率控制信号，提高所述并串转换模块500从所述缓存模块100的中读取数据的速度，当所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值小于零(即所述缓存模块100的当前水线值小于预设水线值)时，生成第二频率调节信号，所述调节模块300接收所述第二频率调节信号后，会降低所述参考时钟信号的频率，生成第二频率控制信号，降低所述并串转换模块500从所述缓存模块100的中读取数据的速度，直至所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值为零，即所述缓存模块100的当前水线值等于预设水线值，此时，所述缓存模块100的数据写入速度和数据读取速度处于平衡状态，所述调节模块300维持所述缓存模块100当前的数据读取速度。可选的，所述第一控制信号和所述第二控制信号为频率编码字。
需要说明的是，当所述业务时钟透传单元接收的数据流类型不同，所述预设水线值也不同，故本发明对所述预设水线值的具体数值并不做限定，具体视情况而定。
还需要说明的是，在本发明实施例中，所述生成模块200可以实时获取所述缓存模块100的当前水线值，还可以以预设频率获取所述缓存模块100的当前水线值，以降低所述缓存模块100当前水线值的获取频率，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。可选的，所述生成模块200获取所述缓存模块100的当前水线值的频率为1Khz。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述生成模块200包括：
获取单元，所述获取单元用于获取所述缓存模块100的当前水线值，并计算所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值，需要说明的是，当所述缓存模块100的当前水线值大于预设水线值时，所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值大于零，当所述缓存模块100的当前水线值小于预设水线值时，所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值小于零；
第一调节单元，所述第一调节单元用于利用所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值乘以水线调节因子ki，得到第一调节值；
第二调节单元，所述第二调节单元用于对本次所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值以及上一次调节过程中所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值求差，获得调节差值，并利用所述调节差值乘以频偏调节因子kp，得到第二调节值，其中，当本次所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值大于上一次调节过程中所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值时，所述调节差值大于零，当本次所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值小于上一次调节过程中所述缓存模块100当前水线值与预设水线值的差值时，所述调节差值小于零；
第三调节单元，所述第三调节单元用于对所述第一调节值和所述第二调节值求和，得到第三调节值，并所述第三调节值除以预设参数k，获得频率调节信号；其中，当所述第三调节值大于零时，所述频率调节信号为第一频率调节信号，所述第三调节值小于零时，所述频率调节信号为第二频率调节信号。
相应的，所述调节模块300用于对本次频率调节信号和上一次频率调节信号求和，生成最终频率调节信号，并根据所述最终频率调节信号调节所述参考时钟信号的频率，生成频率控制信号，控制所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度。
可选的，所述调节模块300通过调节所述参考时钟信号的相位调节所述参考时钟信号的频率，从而调节所述并串转换模块500从所述缓存模块100的中读取数据的速度。
下面结合图2对本发明实施例所提供的业务时钟透传系统中生成模块200和调节模块300的具体工作过程进行说明。需要说明的是，在本发明实施例中，所述预设水线值为中值，其中，所述中值为所述缓存模块100最大存储容量值的一半。
如图2所示，该过程包括：
所述生成模块200获取所述缓存模块的当前水线值，将所述当前水线值与所述中值做减法，得到所述当前水线值与所述中值的差值；
将所述当前水线值与所述中值的差值乘以水线调节因子ki，得到第一调节值，并将当前水线值与所述中值的差值与Z1-1(上一次调节过程中缓存模块100当前水线值与中值的差值)做差值乘以频偏调节因子kp，得到第二调节值，其中，所述频率调节因子kp的倒数小于所述水线调节因子ki的倒数，以利用所述频偏调节因子kp实现对所述缓存模块100数据写入速度的快速跟踪，利用所述水线调节因子ki实现对所述缓存模块100数据写入速度的缓慢跟踪；
将所述第一调节值和所述第二调节值求和得到第三调节值，利用所述第二调节值对所述第一调节值进行调节，以实现本次调节过程中相位调节幅度的调节，如当所述第二调节值为正值时，进一步增加本次调节过程的相位调节幅度，当所述第二调节值为负值时，降低本次调节过程中相位调节幅度；
将所述第三调节值除以预设参数k，得到本次调节过程中的相位调节幅度，即频率调节信号输出给调节模块300，其中，所述预设参数的数值大于所述水线调节因子的倒数和所述频偏调节因子的倒数，以避免所述缓存模块100中的写入速度过快(体现为所述当前水线值与所述中值的差值过大)时，所述相位调节幅度过大，造成数据读取过程中的数据丢失。
所述调节模块300利用所述本次调节过程中的相位调节幅度与Z2-1(上一次调节过程中相位调节幅度)求和得到最终相位调节幅度，利用该最终相位调节幅度对所述参考时钟信号的相位进行调节，得到频率控制信号，该频率控制信号用于控制所述并串转换模块500从所述缓存模块100的中读取数据的速度。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述调节模块300为相位调节器，通过相位的周期性滑动调节所述参考时钟信号的相位，从而调节所述参考时钟信号的频率。如所述调节模块300将所述参考时钟信号的周期划分成N份，在接收到频率调节信号时，通过对所述参考时钟信号的周期进行k*1/N周期的相位调节，实现所述参考时钟信号相位的周期性滑动。其中，k为0-(N-1)中任一整数。
具体的，当所述参考时钟信号的相位逆时钟旋转一周时，相同时间内所述参考时钟信号的周期数增加一个周期，所述参考时钟信号的频率也相应增加；当所述参考时钟信号的相位顺时钟旋转一周时，相同时间内所述参考时钟信号的周期数减少一个周期，所述参考时钟信号的频率也相应降低。
如图3所示，当所述调节模块300每次周期性滑动1/N个周期时，就能实现使得所述参考时钟信号的频率按照1/(f*N)相位的步长进行相位的调节。其中，f为所述参考时钟信号的固有频率，即所述参考时钟信号被调节前的频率。当所述参考时钟信号的相位被顺时钟旋转时，所述参考时钟信号的相位依次被调节为(N-1)/(f*N)、……P/(f*N)、……1/(f*N)，实现一个周期数的减小，产生负频偏；当所述参考时钟信号的相位被逆时钟旋转时，所述参考时钟信号的相位依次被调节为1/(f*N)、……P/(f*N)、……(N-1)/(f*N)，实现一个周期数的增加，产生正频偏。其中，P为1-(N-1)之间任一整数。
综上所述，本发明实施例所提供的光传送网中业务时钟透传系统，可以直接利用生成模块200获取所述缓存模块100的当前水线值，并根据所述缓存模块100的当前水线值生成频率调节信号发送给所述调节模块300，并利用所述调节模块300根据所述频率调节信号调节所述参考时钟信号，生成频率控制信号，控制所述并串转换模块500从所述缓存模块100的中读取数据的速度，使得所述缓存模块100的数据读取速度与数据写入速度处于平衡状态，而无需额外设置时钟芯片，体积较小，成本较低。
而且，由于芯片外部的信号传输频率较低，而芯片内部的信号传输频率较高，因此，当在业务芯片外额外设置时钟芯片时，所述时钟芯片发送给业务芯片的参考时钟信号在输出前需要一个锁相环进行信号稳定，在发送给业务芯片后还需要一个锁相环进行倍频，而本实施例所提供的光传送网中业务时钟透传系统，无需额外设置时钟芯片，整个工作过程中，只需一个锁相环即可，进一步简化了所述光传送网中业务时钟透传系统的结构，减小了所述光传送网中业务时钟透传系统的体积，降低了光传送网中业务时钟透传系统的成本。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种光传送网中业务时钟透传系统，其特征在于，该系统包括至少一个业务时钟透传单元，所述业务时钟透传单元包括：
缓存模块，用于对输入的业务数据进行缓存；
生成模块，用于获取所述缓存模块的当前水线值，并根据所述缓存模块的当前水线值生成频率调节信号；
锁相环，用于对其接收的本地时钟信号进行倍频，生成参考时钟信号；
并串转换模块，用于读取所述缓存模块中的业务数据；
调节模块，用于根据所述频率调节信号调节所述参考时钟信号，生成频率控制信号，控制所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度，使得所述缓存模块的数据读取速度与数据写入速度处于平衡状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统包括多个业务时钟透传单元，所述业务时钟透传单元与所述业务时钟透传系统接收的数据流数量一一对应。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述缓存模块为先进先出存储器。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述生成模块用于据所述缓存模块的当前水线值生成频率调节信号时具体用于：
根据所述缓存模块的当前水线值，计算所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值；
当所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值大于零时，生成第一频率调节信号；
当所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值小于零时，生成第二频率调节信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述生成模块包括：
获取单元，所述获取单元用于获取所述缓存模块的当前水线值，并计算所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值；
第一调节单元，所述第一调节单元用于利用所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值乘以水线调节因子，得到第一调节值；
第二调节单元，所述第二调节单元用于对本次所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值以及上一次调节过程中所述缓存模块当前水线值与预设水线值的差值求差，获得调节差值，并利用所述调节差值乘以频偏调节因子，得到第二调节值；
第三调节单元，所述第三调节单元用于对所述第一调节值和所述第二调节值求和，得到第三调节值，并所述第三调节值除以预设参数，获得频率调节信号；
其中，所述第三调节值大于零时，所述频率调节信号为第一频率调节信号，所述第三调节值小于零时，所述频率调节信号为第二频率调节信号。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述生成模块获取所述缓存模块的当前水线值的频率为1Khz。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述调节模块用于根据所述第一频率调节信号增加所述参考时钟信号的频率，生成第一频率控制信号，提高所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度，并用于根据所述第二频率调节信号降低所述参考时钟信号的频率，生成第二频率控制信号，降低所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述调节模块通过调节所述参考时钟信号的相位调节所述参考时钟信号的频率。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述调节模块用于对本次频率调节信号和上一次频率调节信号求和，生成最终频率调节信号，并根据所述最终频率调节信号调节所述参考时钟信号的相位，生成频率控制信号，控制所述并串转换模块从所述缓存模块的中读取数据的速度。
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