CN113169801A - 用于10g-pon的改进的突发模式时钟数据恢复 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于为10Gbps无源光网络10G‑PON提供改进的突发模式时钟数据恢复BM‑CDR的光线路终端OLT。该OLT包括上行接收机，用于接收数据流中的数据比特块。该OLT还包括CDR模块，用于在三个或三个以上采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，以生成每个数据比特的样本集合进行CDR；确定每个采样位置处的样本相对于前一采样位置遍历的跳变次数；确定最多跳变采样位置；基于预定准则，从紧跟在该最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置；利用该最佳采样位置恢复该数据流中的数据。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月20日提交的申请号为62/821,042、申请名称为“用于10G-PON的改进突发模式时钟数据恢复”的美国专利申请的优先权和益处，其通过引用结合在本申请中。
技术领域
本公开实施例涉及联网领域，更具体地，涉及一种用于为10Gbps无源光网络(10Gigabits per second-passive optical network，10G-PON)提供改进的突发模式时钟数据恢复(burst-mode clock-data-recovery，BM-CDR)的方法和装置。
背景技术
大多数高速串行接口没有随附时钟。为了在串行线路上采样数据，接收机需要恢复时钟。为了恢复采样时钟，接收机需要将参考时钟相位对准输入数据流上的跳变。利用恢复的时钟对输入数据信号进行采样生成比特流，称为数据恢复。这个过程统称为时钟数据恢复(clock data recovery,CDR)。
BM-CDR是相对于连续性数据信号，在具有数据分组的偶发性输入信号上执行的CDR。例如，BM-CDR用在无源光网络(passive optical network，PON)等使用时域多址(timedomain multiple access，TDMA)的网络中。由于PON采用非对称点对多点(point-to-multipoint，P2MP)架构，因此使用不同的技术进行数据下行传输和上行传输。下行信号使用连续波模式(相同幅度和同步相位)向所有光网络单元(optical network unit，ONU)或光网络终端(optical network terminal，ONT)广播加密数据。安全措施可确保ONU/ONT无法解密用于其他ONU/ONT的数据。但是，上行传输对于网络中的所有ONU/ONT是通用的。为了避免单个信道中发生数据冲突，上行传输使用突发模式(基于突发的不同幅度和相位)，使得每个ONU/ONT具有其自己的时隙，该时隙指示在不受其他网络参与者干扰的情况下，可发送数据的时间。
发明内容
第一方面，涉及一种用于为数据流提供改进的CDR的计算机实现方法。根据该方法，接收数据流中的数据比特块。根据该方法，在三个或三个以上采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的针对每个采样位置的样本集合。根据该方法，确定每个采样位置的样本集合相对于前一采样位置遍历的跳变次数。根据该方法，确定每个采样位置中样本集合具有最多跳变次数的为最多跳变采样位置。根据该方法，基于预定准则，从紧跟在所述最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置。
第二方面，涉及一种用于为10G-PON提供改进的突发模式时钟数据恢复BM-CDR的光线路终端(optical line terminal，OLT)。该OLT包括上行接收机，用于接收数据流中的数据比特块。该OLT还包括CDR模块，用于在三个或三个以上采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合；确定每个采样位置的样本相对于前一采样位置遍历的跳变次数；确定最多跳变采样位置；基于预定准则，从紧跟在所述最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置；以及利用所述最佳采样位置恢复所述数据流中的数据。
第一方面和第二方面有利于实现BM-CDR技术，将抖动引起的采样位置偏移容限提高到256T±T/4，改善信号失真的容限(例如，允许“1111”样本失真为“1(0.3)11”)，采样之前使用匹配的低通滤波器能够使有效信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)达到最大，平均误码率(mean bit error ratio，BER)降低约9倍，最大误码率(worst-case bit errorratio，BERmax)降低约6倍，且BER＝1E-3时，所需的SNR可降低约2分贝。在一些实施例中，第一方面和第二方面的用于OLT的10Gb/s上行信号的BM-CDR可具有±百万分之100的时钟抖动容限。另外，与现有方法相比，第一方面和第二方面提供了一种简单的基于块的流程，没有额外复杂性。
根据第一方面或第二方面的第一种实现方式，所述预定准则为相对于其他采样位置偏向一个采样位置。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第二种实现形式，在四个采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第三种实现形式，在五个采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第四种实现方式，所述方法还包括对紧跟在所述最多跳变采样位置后的所述至少两个采样位置对应的跳变次数进行比较。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第五种实现方式，所述方法还包括偏向紧跟在遍历了所述数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的第一采样位置。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第六种实现方式，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第七种实现方式，所述方法还包括对紧跟在所述最多跳变采样位置后的三个采样位置对应的跳变次数进行比较。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第八种实现方式，所述方法还包括偏向紧跟在遍历了所述数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的第二采样位置。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第九种实现方式，所述方法还包括基于所选择的数据比特块的最佳采样位置来获取每个数据比特的最佳样本。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第十种实现方式，所述数据比特块包含至少64个数据比特。
根据第一方面或第二方面本身或第一方面或第二方面的前述任一实现方式的第十一种实现方式，所述数据比特块包含至少256个数据比特。
根据第一方面本身或第一方面的前述任一实现方式的第十二种实现方式，所述BM-CDR用于在PON中接收上行信号。
上述方面和其他实施例的其他细节及其优点将在具体实施方式中进一步描述。
附图说明
为了更完整地理解本公开，现结合附图及详细描述，参考以下附图说明，其中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1示出了本公开一实施例为10G-PON提供改进的BM-CDR的网络的示意图。
图2示出了本公开一实施例的用于进行基于过采样的BM-CDR的CDR电路的示例的示意图。
图3示出了现有技术的CDR的典型过采样方案的示意图。
图4示出了本公开一实施例的CDR的过采样方案的示意图。
图5示出了本公开一实施例的为数据流提供BM-CDR流程的流程图。
图6示出了本公开一实施例的装置实施例的示意图。
所示附图仅为示例，对实现不同实施例的环境、架构、设计或过程不构成任何限制。可选组件或步骤在附图中均用虚线表示。
具体实施方式
首先应理解，虽然下面提供了一个或多个实施例的说明性实施方式，但是所公开的系统和/或方法可以使用任意数量的技术方法来实现，无论这些技术方法是已知的还是现存的。本公开不应限于以下所示的说明性实施方式、附图和技术，包括本文所描述的示例性设计和实施方式，可以在所附权利要求的范围及其等同物的全部范围内进行修改。
书面公开和权利要求中所使用的术语“包括”是开放式的，因此应解释为“包括，但不限于”。除非另有说明，否则本文所使用的“或”不要求相互排他性，单数形式的“一”、“一个”和“所述”也包含复数形式，除非上下文另有明确说明。
本文所引用的模块或单元可以包括电路、处理器和存储器等一个或多个硬件或电子组件，这些硬件或电子组件可以经特别配置后执行特定功能。存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，用于存储数据，例如，但不限于计算机可执行指令、机器代码以及其他各种形式的数据。模块或单元可以配置为使用数据执行一个或多个指令来执行一个或多个任务。在一些实例中，单元还可以是配置后执行特定任务的一组特定功能、软件指令或电路。
目前，10Gbps对称无源光网络(10Gbps symmetrical-passive optical network，XGS-PON)中用于10G每秒(Gbps或Gb/s)上行信号的BM-CDR是基于连续CDR的，需要约800纳秒来跟踪每个突发。降低系统吞吐量所需的开销较大，而且对于低时延应用程序而言，时间也太长。因此，本公开实施例提供了一种针对10Gb/s信号的改进的BM-CDR。
例如，本文公开了一种用于为数据流提供CDR的方法，该方法包括接收该数据流中的数据比特块。在三个或三个以上采样位置处对该数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合。确定每个采样位置处的样本相对于前一采样位置遍历的跳变次数，以识别在多个采样位置集合中具有最多跳变的采样位置。基于预定准则，从紧跟在最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置。使用该最佳采样位置恢复数据流中的数据。
所公开实施例的优点包括将抖动引起的采样位置偏移容限提高到256T±T/4，改善信号失真容限(例如，允许“1111”样本失真为“1(0.3)11”)，采样之前使用匹配的低通滤波器能够使有效SNR达到最大，平均BER降低约9倍，BERmax降低约6倍，且BER＝1E-3时，所需的SNR可降低约2分贝。在一些实施例中，用于OLT的10Gb/s上行信号的BM-CDR可具有±百万分之100的时钟抖动容限。另外，与现有方法相比，所公开实施例提供了一种简单的基于块的流程，没有额外复杂性。
图1示出了本公开一实施例为10G-PON提供改进的BM-CDR的网络100的示意图。在所描述的实施例中，网络100采用树状网络拓扑，其中中心局处的单个OLT 120服务于多个ONU 110，例如，ONU1、……、ONU3。由于PON采用拓扑结构，下行102和上行104的传输模式不同。对于从OLT 120到ONU 110的下行102传输，OLT 120以连续模式(continuous mode，CM)向所有ONU 110广播光信号。即，下行102信道总是具有光学数据信号。ONU 110通过读取帧106的报头来确定在下行102CM模式流中其适用的下行帧106。然而，在上行104信道中，ONU110无法以CM模式传输光数据信号，因为从ONU 110传输的所有信号通过用作功率耦合器的功率分离器108汇聚到一个光纤中，汇聚过程中带有衰减。如果采用CM模式，传输的信号之间就会有重叠。
为了解决上述问题，上行104信道采用BM模式传输，所有ONU 110在时分多址(timedivision multiple access，TDMA)模式下共享上行104信道。给定ONU 110仅在分配了时隙且有发送需要时才发送光分组。由于ONU 110在同一相位中不同步发送光分组，且OLT120和给定ONU 110之间的距离是随机的，因此由OLT 120接收的突发模式光分组112的相位在分组之间是不同的。为了补偿分组之间的相位变化，就需要BM-CDR。这种电路可以在短锁定时间内生成本地时钟，该本地时钟与单独接收的光分组具有相同的频率和相位。生成的本地时钟反过来可以进行正确的数据决策。
如图1所示，OLT 120和ONU 110分别包括处理器、存储器、波分复用(wavelength-division multiplexing，WDM)单元、发射机、接收机和用于控制数据流的媒体访问控制(media access control，MAC)地址。例如，在所述实施例中，OLT 120包括WDM 122、上行接收机(upstream receiver，US RX)124、OLT-MAC 126和下行发射机(downstreamtransmitter，DS TX)128。OLT 120还可以包括一个或多个处理单元或处理器(P)130和存储器(M)132。处理器130可以是任何类型的处理器或微处理器。存储器132可以是能够存储数据的任何类型的部件。处理器130和存储器132可以是OLT 120的一部分，由WDM 122、US RX124、OLT-MAC 126和DS TX 128共享或使用。可选地，或者此外，WDM 122、US RX 124、OLT-MAC 126和DS TX 128分别可以包括一个或多个集成处理器130和存储器132组件。类似地，ONU 110可以包括WDM 134、US TX 136、DS RX 138、ONU-MAC 140、处理器(P)142和存储器(M)144。
WDM 122和WDM 134用于复用和解复用。例如，对于OLT 120，WDM 122采用多路复用器将多个光载波信号连接在一起用于从DS TX 128接收的信号，从而在单个光纤上实现通信。WDM 122使用解复用器分离输入的上行光信号，然后通过光线路将其传输到US RX 124。因此，WDM 122能够在一根光纤上实现双向通信和容量倍增。WDM 134对ONU 110的US TX136和DS RX 138执行类似的功能。
在一实施例中，上行接收机124使用40Gb/s串行器/解串器(Serializer/Deserializer，SerDes)将输入的上行光信号输出到OLT-MAC 126。40Gb/s SerDes是一对功能块，用于转换各方向上串行数据和并行接口之间的数据来补偿受限的输入/输出。
OLT-MAC 126包括CDR模块146。该CDR模块146配置为对上行104信号进行基于过采样的BM-CDR，以补偿本文所述的上行104信号中各分组之间的相位变化。在一实施例中，OLT-MAC 126使用10Gb/s SerDes向DS TX 128发送下行102信号。
图2示出了本公开一实施例中用于进行基于过采样的BM-CDR的CDR电路200的示例的示意图。CDR电路200可用于OLT中，例如，不限于图1所示的OLT 120。
在所述实施例中，CDR电路200为锁相环(phase-locked loop，PLL)，包括相位频率检测器(phase-frequency detector，PFD)202、电荷泵(charge pump，CP)204、环路滤波器(loop filter，LF)206和压控振荡器(voltage controlled oscillator，VCO)多相位时钟发生器210。它们以环路配置互连，生成输出信号，该输出信号的相位锁定到输入信号的相位。例如，在所述实施例中，PFD 202从VCO多相时钟发生器210接收参考频率F(ref)信号208和反馈信号212作为输入信号。PFD 202产生数字脉冲输出信号发送到CP 204，该数字脉冲输出信号的宽度与两个输入信号之间的相位差成正比。该CP 204将数字误差脉冲转换为模拟误差电流。LF 206利用低通滤波器抑制模拟误差电流的高频分量以产生VCO控制电压。VCO多相时钟发生器210从LF 206接收VCO控制电压，并使用该VCO控制电压控制由振荡器产生的周期信号的频率(例如，VCO控制电压的增加会引起振荡频率的增加)，以生成多相(0°、90°、180°、270°)时钟。
在一实施例中，多相位采样器220利用多相位时钟在三个或三个以上(即，至少四个)采样位置处对数据流222的数据比特块中的每个数据比特进行过采样，生成每个数据比特的样本集合。在所述实施例中，多相采样器220使用多相时钟在五个采样点处对数据流222的数据比特块中的每个数据比特进行采样。
多相采样器220向数据恢复单元240输出每个数据比特的样本集合。数据恢复单元240可以包括数据寄存器242、比特边界检测器244和数据选择器246。数据寄存器242可用于临时存储每个数据比特的样本集合。比特边界检测器244配置为检测每个数据比特的边界。每个数据比特的样本集合传递到数据选择器246。数据选择器246配置成为本公开每个数据比特的样本集合选择最佳样本(即，提供最可靠的数据读取，例如，具有最低误码率(biterror ratio，BER)，生成恢复的数据250。
图3示出了现有技术中CDR的典型过采样方案300的示意图。采样是将连续时间信号减少为离散时间信号。样本是时间点和/或空间点处的值或值集合。过采样是以显著高于奈奎斯特速率的采样频率对信号进行采样的过程。奈奎斯特速率定义为信号中最高频率分量的两倍。
在所述实施例中，过采样方案300中每比特取三个样本进行恢复数据。CDR连续调整恢复的时钟相位进行采样。CDR以块为单位进行，时延由块持续时间确定。例如，在一实施例中，对于2.5Gb/s的256位大小的块，块持续时间是102.5ns。当样本尽可能远离所有数据流跳变时，获得最佳BER。现有从样本中选择最佳采样位置的流程是在具有最多跳变的位置后立即选择采样位置(即，在具有最多跳变的采样位置处增加一个样本时延)。当比特数据在先前样本的比特数据基础上变为当前采样位置处的比特数据时(例如，从0变为1，或者从1变为0)时，发生跳变。在所述实施例中，从左开始，采样位置306处的比特数据为0，采样位置302处的比特数据为1。因此，采样位置302处发生跳变。如果该流程继续，则采样位置304处的比特数据为1，采样位置304处的比特数据为1，采样位置306处的比特数据为1，然后采样位置302处的比特数据变为0。因此，采样位置302处发生再次跳变。因此，在所述示例中，采样位置302是具有最多跳变的位置。利用该过采样方案300，选择第二采样位置304作为最佳采样位置，同时利用第二采样位置恢复数据。丢弃第一(采样位置302)样本和第三(采样位置306)样本。
图3所示现有流程的问题在于，如果第一采样位置(即，具有最多跳变的采样位置302)未正确对准数据比特边界，则下一采样位置(即，采样位置304)不会完全对准数据比特的中心以来提供最可靠的数据读取。因此，为了改进现有实现方式，所公开实施例在三个或三个以上采样位置处进行过采样，然后从紧跟在遍历最多次跳变的采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳或最优采样位置。
作为示例，图4示出了本公开一实施例的CDR的过采样方案400的示意图。过采样方案400可以通过如图2所示的CDR电路200的CDR电路来实现。在所述实施例中，过采样方案400利用图2所示的类似流程以每比特四个样本(4x过采样)来恢复数据。其它实施例中，可以对每个数据比特进行附加采样。
在所述实施例中，假设采样位置402处的样本集合确定为具有上述最多跳变。相对于现有实现方式，所公开实施例不会自动选择正好在具有最多跳变的位置后的采样位置作为最佳采样位置。相反，所公开实施例通过对紧跟在遍历了最多跳变次数的采样位置(此时为采样位置402)之后的两个或更多个采样位置进行分析来选择最佳采样位置。该选择可以基于一个或多个预定标准。例如，在所示示例中，所公开实施例通过比较图4圆圈420中指示的至少两个采样位置(404、406、408)对应的跳变次数来选择最佳采样位置。
图5示出了本公开一实施例的为数据流进行BM-CDR流程500的流程图。可以利用CDR电路，例如图2所示的CDR电路200，在图1的OLT 120等OLT中实现流程500。在一实施例中，流程500中的BM-CDR用于在PON中接收上行信号。在一实施例中，PON是10G-PON。
流程500从步骤502开始，接收数据流中的数据比特块。在一些实施例中，数据比特块包含至少64个数据比特。在其他实施例中，数据比特块最多包含256个数据比特。
流程500的步骤504，在三个或三个以上采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，以生成每个采样位置的样本集合进行CDR。流程500的步骤506，确定每个采样位置处的样本集合相对于前一采样位置遍历的跳变次数。流程500的步骤508，确定最多跳变采样位置。该最多跳变采样位置是每个采样位置的样本集合中具有最多跳变次数的采样位置。流程500的步骤510，基于预定准则，从紧跟在该最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置。流程500的步骤512，利用该最佳采样位置恢复数据流中的数据。
在一些实施例中，通过流程500在N个采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，其中N大于3。例如，在一些实施例中，通过流程500在四个采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，以生成每个数据比特的样本集合进行CDR。在一些实施例中，通过流程500在五个采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，以生成样本集合。
在一些实施例中，流程500还包括对紧跟在最多跳变采样位置后的(N-2)个采样位置对应的跳变次数进行比较。例如，在一些实施例中，流程500还包括对紧跟在最多跳变采样位置后的至少两个采样位置对应的跳变次数进行比较。根据预定标准，可以从至少两个采样位置中选择出该数据比特块的具有最小跳变次数的采样位置，该采样位置更可能最接近数据比特的中间，且不易受抖动和噪声的影响。
在一些实施例中，流程500还包括基于所选择的数据比特块的最佳采样位置来获取每个数据比特的最佳样本。
在一些实施例中，预定准则相对于其他采样位置偏向一个采样位置。例如，在一些实施例中，预定准则偏向紧跟在遍历了数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的((N-2)/2)取整采样位置。术语取整是指将数字x的值四舍五入为最近的整数。例如，1.5取整后为2，1.4取整后为1。在一些实施例中，预定准则偏向紧跟在遍历了数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的第一采样位置。在其它实施例中，预定准则偏向紧跟在遍历了数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的第二采样位置。
在一些实施例中，该偏向基于偏移值，根据归一化跳变次数所述偏移值约为0.1，定义为数据比特块中给定采样位置处的跳变次数除以该块中的比特数。例如，1的归一化跳变次数指在N个数据比特块中给定采样位置处观察到N次跳变。例如，0.1的归一化跳变次数指在N个数据比特块中给定采样位置处观察到N/10次跳变。在一些实施例中，根据需要可以重复流程500，获取整个数据流的每个数据比特的最佳样本。
图6示出了本公开一实施例的装置600的实施例的示意图。装置600包括为本文所述的数据流提供BM-CDR的装置。在一实施例中，装置600实现为本文所述的OLT。装置600包括接收装置602、发送装置604、存储装置606、采样装置608和处理装置610，这些装置可以经由通信总线或链路620通信地耦合。
在某些实施例中，接收装置602配置为接收本文所述的数据流中的数据比特块。在某些实施例中，发送装置604配置为向一个或多个设备发送下行数据。在某些实施例中，存储装置606配置为存储计算机可执行指令和其他数据。在某些实施例中，采样装置608配置为在三个或三个以上采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，以生成每个采样位置的样本集合进行CDR。
在某些实施例中，处理装置610配置为执行存储在存储装置606中的指令以执行本文所公开的方法，例如但不限于，确定每个采样位置处的样本集合相对于前一采样位置遍历的跳变次数；确定最多跳变采样位置；对紧跟在最多跳变采样位置后的至少两个采样位置对应的跳变次数进行比较；从紧跟在该最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置；利用该最佳采样位置恢复数据流中的数据。
应理解，在一些实施例中，装置600包括图1的OLT 120。装置600的接收装置602对应OLT 120的US RX 124。装置600的发送装置604对应OLT 120的DS TX 128。装置600的存储装置606对应OLT 120的存储器132。装置600的处理装置610对应OLT 120的处理器130。装置600的采样装置608对应OLT 120的CDR模块146。可选地，采样装置608对应图2的CDR电路200。
在示例实施例中，装置600包括：接收模块，用于接收数据流中的数据比特块；过采样模块，用于在三个或三个以上采样位置处对数据流的每个数据比特进行过采样，以生成每个采样位置的样本集合进行CDR；跳变次数确定模块，用于确定每个采样位置处的样本集合相对于前一采样位置遍历的跳变次数；最多跳变确定模块，用于确定每个采样位置的样本集合中具有最多跳变次数的最多跳变采样位置；选择模块，用于基于预定准则，从紧跟在该最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置；恢复模块，用于利用该最佳采样位置恢复数据流中的数据。在一些实施例中，装置600可以包括用于执行实施例中描述的任一步骤或其组合的其他模块或附加模块。此外，如附图中所示或权利要求中所述的方法的任何附加实施例或替代实施例或方面也可以设置为包括类似模块。
所公开实施例可以是任何可能的技术细节集成级别的的系统、装置、方法和/或计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括一个或多个计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读程序指令，用于处理器执行本公开的各方面。该计算机可读存储介质可以是能够保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。
虽然本公开已经提供了多个实施例，但应理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，所公开的系统和方法可以以许多其他特定形式体现。当前示例应被认为是说明性的而非限制性的，且不限于本文所给出的细节。例如，可以将各种元件或组件组合或集成在另一系统中，或者某些特征可以省略或不予实现。
此外，在不脱离本公开的范围的前提下，各种实施例所描述和图示的离散或分离的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法组合或集成。示出或讨论为耦合或直接耦合或彼此通信的其它项目可以通过某些电的、机械的或其它形式的接口、设备或中间部件间接耦合或通信。在不脱离本公开的精神和范围的前提下，本领域技术人员可以确定改变、替代和替换其他示例。
Claims (41)
1.一种为数据流提供时钟数据恢复CDR的方法，所述方法包括：
接收所述数据流中的数据比特块；
在三个或三个以上采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个采样位置的样本集合；
确定每个采样位置的样本集合相对于前一采样位置遍历的跳变次数；
确定每个采样位置中样本集合具有最多跳变次数的为最多跳变采样位置；
基于预定准则，从紧跟在所述最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置；以及
利用所述最佳采样位置恢复所述数据流中的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定准则为相对于其他采样位置偏向一个采样位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在四个采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括对紧跟在所述最多跳变采样位置后的所述至少两个采样位置对应的跳变次数进行比较。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括偏向紧跟在遍历了所述数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的第一采样位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在五个采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括对紧跟在所述最多跳变采样位置后的三个采样位置对应的跳变次数进行比较。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括偏向紧跟在遍历了所述数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的第二采样位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，在N个采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，其中N大于3。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括对紧跟在所述最多跳变采样位置后的(N-2)个采样位置对应的跳变次数进行互相比较。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括偏向紧跟在遍历了所述数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的((N-2)/2)四舍五入采样位置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，还包括基于所选择的所述数据比特块的最佳采样位置来获取每个数据比特的最佳样本。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，所述数据比特块包含至少64个数据比特。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，所述数据比特块最多包含256个数据比特。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，还包括获取全部数据流的每个数据比特的最佳样本。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中，所述CDR是突发模式时钟数据恢复BM-CDR。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述BM-CDR用于在无源光纤网络PON中接收上行信号。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述PON是10千兆比特每秒PON，10G-PON。
23.一种用于为10千兆比特每秒无线光纤网络10G-PON提供改进的突发模式时钟数据恢复CDR的光线路终端OLT，所述OLT包括：
上行接收机，用于接收数据流中的数据比特块；
CDR模块，用于：
在三个或三个以上采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合；
确定每个采样位置的样本相对于前一采样位置遍历的跳变次数；
确定每个采样位置中样本集合具有最多跳变次数的为最多跳变采样位置；
基于预定准则，从紧跟在所述最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置；以及
利用所述最佳采样位置恢复所述数据流中的数据。
24.根据权利要求23所述的OLT，其中，所述预定准则为相对于其他采样位置偏向一个采样位置。
25.根据权利要求24所述的OLT，其中，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的OLT，其中，在四个采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合。
27.根据权利要求26所述的OLT，其中，所述CDR模块还用于对紧跟在所述最多跳变采样位置后的所述至少两个采样位置对应的跳变次数进行比较。
28.根据权利要求27所述的OLT，其中，所述CDR模块还用于偏向紧跟在遍历了所述数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的第一采样位置。
29.根据权利要求28所述的OLT，其中，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
30.根据权利要求23至29中任一项所述的OLT，其中，在五个采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的所述样本集合。
31.根据权利要求30所述的OLT，其中，所述CDR模块还用于对紧跟在所述最多跳变采样位置后的三个采样位置对应的跳变次数进行比较。
32.根据权利要求31所述的OLT，其中，所述CDR模块还用于偏向紧跟在遍历了所述数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的第二采样位置。
33.根据权利要求32所述的OLT，其中，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
34.根据权利要求23至33中任一项所述的OLT，其中，在N个采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，其中N大于3。
35.根据权利要求34所述的OLT，其中，所述CDR模块还用于对紧跟在所述最多跳变采样位置后的(N-2)个采样位置对应的跳变次数进行比较。
36.根据权利要求35所述的OLT，其中，所述CDR模块还用于偏向紧跟在遍历了所述数据比特块的最多跳变次数的采样位置后的((N-2)/2)四舍五入采样位置。
37.根据权利要求36所述的OLT，其中，所述偏向基于偏移值，跳变次数归一化下的所述偏移值约为0.1。
38.根据权利要求23至37中任一项所述的OLT，其中，所述CDR模块还用于基于所选择的所述数据比特块的最佳采样位置来获取每个数据比特的最佳样本。
39.根据权利要求23至38中任一项所述的OLT，其中，所述数据比特块包含至少64个数据比特。
40.根据权利要求23至39中任一项所述的OLT，其中，所述数据比特块最多包含256个数据比特。
41.一种用于为10千兆比特每秒无线光纤网络10G-PON提供改进的突发模式时钟数据恢复CDR的光线路终端OLT，所述OLT包括：
接收装置，用于接收数据流中的数据比特块；
采样装置，用于在三个或三个以上采样位置处对所述数据流的每个数据比特进行过采样，以生成用于CDR的每个数据比特的样本集合；以及
处理装置，用于确定每个采样位置处的样本相对于前一采样位置遍历的跳变次数，确定最多跳变采样位置，基于预定准则，从紧跟在所述最多跳变采样位置后的至少两个采样位置中选择最佳采样位置，利用所述最佳采样位置恢复所述数据流中的数据。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117573597A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 广东高云半导体科技股份有限公司 | 一种数据恢复电路及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101674175A (zh) * | 2008-09-11 | 2010-03-17 | 财团法人工业技术研究院 | 利用相位选取技术的突发式时钟与数据回复电路 |
| US20100164575A1 (en) * | 2006-09-04 | 2010-07-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Data reproduction circuit |
| CN101874379A (zh) * | 2007-11-28 | 2010-10-27 | 三菱电机株式会社 | 比特识别电路 |
| US20120307949A1 (en) * | 2006-11-28 | 2012-12-06 | Amiad Dvir | Burst Mode Clock and Data Recovery Circuit and Method |
| CN102918794A (zh) * | 2010-06-04 | 2013-02-06 | 三菱电机株式会社 | 接收装置、数据识别再生装置、pon系统以及数据识别再生方法 |
| WO2013132716A1 (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | 三菱電機株式会社 | マルチレート再生装置 |
-
2019
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100164575A1 (en) * | 2006-09-04 | 2010-07-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Data reproduction circuit |
| US20120307949A1 (en) * | 2006-11-28 | 2012-12-06 | Amiad Dvir | Burst Mode Clock and Data Recovery Circuit and Method |
| CN101874379A (zh) * | 2007-11-28 | 2010-10-27 | 三菱电机株式会社 | 比特识别电路 |
| CN101674175A (zh) * | 2008-09-11 | 2010-03-17 | 财团法人工业技术研究院 | 利用相位选取技术的突发式时钟与数据回复电路 |
| CN102918794A (zh) * | 2010-06-04 | 2013-02-06 | 三菱电机株式会社 | 接收装置、数据识别再生装置、pon系统以及数据识别再生方法 |
| WO2013132716A1 (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | 三菱電機株式会社 | マルチレート再生装置 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| CHIH-KONG KEN YANG等: "A 0.5- m CMOS 4.0-Gbit/s Serial Link Transceiver with Data Recovery Using Oversampling", 《IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS》 * |
| HITOYUKI TAGAMI等: "A Burst-Mode Bit-Synchronization IC With Large Tolerance for Pulse-Width Distortion for Gigabit Ethernet PON", 《IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS》 * |
| MICHAL KUBÍČEK等: "Blind Oversampling Data Recovery with Low Hardware Complexity", 《RADIOENGINEERING》 * |
| NAOKI SUZUKI等: "Over-Sampling based Burst-mode CDR Technology for High-speed TDM-PON Systems", 《2011 OPTICAL FIBER COMMUNICATION CONFERENCE AND EXPOSITION AND THE NATIONAL FIBER OPTIC ENGINEERS CONFERENCE》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117573597A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 广东高云半导体科技股份有限公司 | 一种数据恢复电路及方法 |
| CN117573597B (zh) * | 2024-01-15 | 2024-05-14 | 广东高云半导体科技股份有限公司 | 一种数据恢复电路及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020186647A1 (en) | 2020-09-24 |
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