CN1983888B - 一种时钟恢复装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种时钟恢复装置和方法，本发明中的高阶解复用解映射单元将高阶OTN帧解映射、解复用为n路低阶ODTUjk帧，并将n路低阶ODTUjk帧传输至低阶解映射单元；低阶解映射单元将n路ODTUjk帧分别解映射为n路ODUj帧，并利用缺口均匀分布的时钟信号将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中；ODUj帧时钟产生单元根据存储单元n+1至存储单元2n中存储的数据量调整存储单元n+1至存储单元2n的读出时钟，该读出时钟即ODUj帧的时钟。本发明有效滤除了映射和解映射过程中产生的大量抖动，能够从高阶OTN帧中恢复出高性能的时钟信号，满足了OTN业务对抖动的要求。

Description

一种时钟恢复装置和方法

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种时钟恢复装置和方法。

背景技术

目前，基于G.707协议的VC-4-17C帧结构的ODU1的解映射时钟恢复装置如附图1所示。

在图1中，控制读入模块根据映射结构以及时钟和实际数据，产生一个带缺口的时钟CLKb，并根据时钟CLKb将实际的ODU1数据写入先入先出存储器FIFO1。平滑控制模块根据映射结构和实际数据产生一个平滑的带缺口的时钟CLKa，使时钟CLKa的缺口位置均匀分布，时钟CLKa用于控制FIFO1的读速度，从FIFO1中读出的数据存储在FIFO2中。ODU1时钟产生模块通过使用锁相环去平滑缺口均匀分布的时钟CLKa，产生实际数据ODU1的时钟，即ODU1时钟，该时钟控制FIFO2的读出速度。

上述时钟恢复方法能够从VC-4-17C中恢复出低抖动的ODU1时钟，并保证时钟和数据的高性能。

在OTN(Optical Transport Network，光传输网络)中，存在低速率级别的OTN信号异步映射复用成高速率级别的OTN信号；低速率级别的OTN言号即低阶OTN帧，高速率级别的OTN言号即高阶OTN帧，ITU-T的G.709标准也定义了将ODUj信号异步映射进ODTUjk信号的映射方法以及ODTUjk到OPUk的复用方法。

下面以4路ODU0信号异步映射复用进OTU5G信号为例，结合附图2、附图3对ODUj信号异步映射进ODTUjk信号的映射方法进行简单说明。

分属于不同时钟域的ODU0信号要先通过速率匹配产生调整字节，形成如附图2所示的ODTU0x帧，图2所示的ODTU0x帧的结构为：952列×16(4×4)行和1列调整开销JOH，ODTU0x帧的第473～476列为固定填充列，ODTU0x包含一个调整的ODU0帧、两个字节的正调整位置和一个字节的负调整位置，图2中，调整开销JOH中的NJO即为负调整字节，与NJO处于同一行的PJO1、PJO2即为两个正调整字节。

在形成ODTU0x帧后，需要将4路ODTU0x帧通过字节间插复用进OPU5G，最终形成OTU5G信号在网络中传输和管理。

4路ODU0信号到OPU5G信号的实际映射结构如附图3所示，图3中包括4路ODU0信号。

在从高速率的OTN帧如OTU5G、OTUk中恢复出低速率级别的OTN帧如ODUj信号时，如从ODTU0x信号解映射恢复ODU0信号时，需要从OTU5G中恢复出ODU0的异步时钟。由于高速率的OTN帧的填充和异步调整以字节为单位，不同于上述从VC-4-17C中恢复出ODU1的以bit为单位的固定填充和异步速率调整控制，这样，在异步映射和解映射过程中必然会产生大量映射和结合抖动，而OTN业务对于抖动的要求很高，所以，当利用现有时钟恢复方法从高速率的OTN帧中恢复出低速率级别的OTN帧时，难以保证实际输出的ODUx的时钟抖动性能，难以达到G.8251对OTN抖动的要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种时钟恢复装置和方法，该装置和方法能够从高阶OTN帧中恢复出高性能的ODUx时钟，满足了OTN业务对抖动的要求。

为达到上述目的，本发明提供的一种时钟恢复装置，包括：高阶解复用解映射单元、多个存储单元、低阶解映射单元和ODUj帧时钟产生单元；

高阶解复用解映射单元：用于将高阶OTN帧分时解映射、解复用为n路低阶ODTUjk帧，并将n路低阶ODTUjk帧传输至低阶解映射单元；

低阶解映射单元：用于将n路ODTUjk帧分别解映射为n路ODUj帧，将n路ODUj帧写入存储单元1至存储单元n中，并利用缺口均匀分布的时钟信号将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中；

ODUj帧时钟产生单元：用于根据存储单元n+1至存储单元2n中存储的数据量调整存储单元n+1至存储单元2n的读出速度，根据该读出速度产生ODUj帧的时钟信息，并输出。

所述高阶解复用解映射包括：第一写入控制模块、第一平滑控制模块和存储模块；

第一写入控制模块：用于根据高阶OTN帧的映射结构、高阶OTN帧的净荷和高阶OTN帧的时钟设置带使能信号的时钟CLKA，并利用时钟CLKA将高阶OTN帧的净荷写入存储模块；

第一平滑控制模块：用于根据高阶OTN帧的复用结构、高阶OTN帧的净荷和时钟CLKA设置缺口均匀分布的时钟CLKB，时钟CLKB用于控制从存储模块中读出n路ODTUjk帧的读出速度。

所述低阶解映射单元包括：第二写入控制模块和第二平滑控制模块；

第二写入控制模块：用于根据ODTUjk帧结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKB设置带有使能信号的缺口时钟CLKC，并利用时钟CLKC将n路ODTUjk帧中的ODUj帧存储于存储单元1至存储单元n中；

第二平滑控制模块：用于根据ODTUjk帧的映射结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD，并根据时钟CLKD将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中。

第二写入控制模块每间隔预定帧解析每路ODTUjk帧中的JC字节，根据JC字节确定ODTUjk帧中的正负调整字节信息，并传输至第二平滑控制模块

第二平滑控制模块根据ODTUjk帧的映射结构、所述正负调整字节信息、ODTUjk帧中的固定填塞字节和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD。

所述ODUj帧时钟产生单元包括：低通滤波模块、反向控制模块、数模转换模块和压控晶体振荡器VCO模块；

低通滤波模块：读取存储单元n+1至存储单元2n的读写指针位置，并计算读写指针位置差进行低通滤波，将滤波后的结果发送至反向控制模块；

反向控制模块：向数模转换模块发送中间值，并根据其接收到的滤波结果调整其发送至数模转换模块的中间值；

数模转换模块：根据其接收到的中间值控制压控晶体振荡器VCO模块的输出；

压控晶体振荡器VCO模块：输出ODUj帧的时钟信号。

所述存储单元为：FIFO存储器。

所述OTN帧包括：OTU5G帧、OTUk帧，且ODTUjk中j的取值为0到2，k的取值为1到3。

本发明还提供一种时钟恢复方法，包括：

a、将高阶OTN帧分时解映射、解复用为n路低阶ODTUjk帧；

b、将n路ODTUjk帧分别解映射为n路ODUj帧，将n路ODUj帧写入存储单元1至存储单元n中，并利用缺口均匀分布的时钟信号将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中；

c、根据存储单元n+1至存储单元2n中存储的数据量调整存储单元n+1至存储单元2n的读出速度，根据该读出速度产生ODUj帧的时钟信息。

所述步骤a包括：

根据高阶OTN帧的映射结构、高阶OTN帧的净荷和高阶OTN帧的时钟设置带使能信号的时钟CLKA，并利用时钟CLKA将高阶OTN帧的净荷写入存储模块；

根据高阶OTN帧的复用结构、高阶OTN帧的净荷和时钟CLKA设置缺口均匀分布的时钟CLKB，时钟CLKB用于控制从存储模块中读出n路ODTUjk帧的读出速度。

所述步骤b包括：

b1、根据ODTUjk帧结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKB设置带有使能信号的缺口时钟CLKC，并利用时钟CLKC将n路ODTUjk帧中的ODUj帧存储于存储单元1至存储单元n中；

b2、根据ODTUjk帧的映射结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD，并根据时钟CLKD将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中。

所述步骤b2包括：

每间隔预定帧解析每路ODTUjk帧中的JC字节，根据JC字节确定ODTUjk帧中的正负调整字节信息；

根据ODTUjk帧的映射结构、所述正负调整字节信息、ODTUjk帧中的固定填塞字节和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD。

通过上述技术方案的描述可知，本发明通过将高阶OTN帧解映射、解复用为n路低阶ODTUjk帧，并将n路ODTUjk帧分别解映射为n路ODUj帧，同时利用缺口均匀分布的平滑时钟信号来控制存储单元1至存储单元n的读出速度、存储单元n+1至存储单元2n的写入速度，对异步映射和解映射过程中产生的时钟抖动进行了过滤；通过在ODU5G帧解映射为n路ODTUjk帧过程中对时钟信号进行平滑处理，并利用平滑处理的时钟信号控制先入先出存储模块的读出速度，进一步滤除了映射和解映射过程中产生的大量抖动；从而通过本发明提供的技术方案实现了从高阶OTN帧中恢复出高性能的时钟信号，以满足OTN业务对时钟抖动要求的目的。

附图说明

图1是现有技术基于VC-4-17C的时钟恢复装置示意图；

图2是现有技术ODTU0x帧结构定义；

图3是现有技术4路ODU0信号到OPU5G信号的映射复用结构示意图；

图4是本发明实施例的时钟恢复装置示意图一；

图5是本发明实施例的时钟恢复装置示意图二；

图6是本发明实施例ODTU0x中的负调整字节对应的时钟使能位置示意图；

图7是本发明实施例的ODTU0x中的2个正调整字节对应的时钟缺口位置示意图；

图8是本发明实施例的时钟恢复过程的时钟逐步平滑过程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种时钟恢复的技术方案，主要适用于高阶OTN帧即高速率级别的OTN帧到低阶OTN帧即低速率级别OTN帧的解复用、解映射过程中，本发明能有效滤除异步映射和解映射过程中产生的大量抖动，以保证恢复出高性能的时钟。

本发明提供的时钟恢复装置如附图4所示。

图4中，时钟恢复装置由高阶解复用解映射单元、多个存储单元、低阶解映射单元和ODUj帧时钟产生单元组成。这里的存储单元可以为FIFO存储器，而且存储单元的数量与低速率级别的OTN帧到高速率级别的OTN帧的映射、复用结构有关，即存储单元的数量为：OTUk帧中包括的低速率级别的ODUj帧的数量的两倍。

高阶解复用解映射单元主要用于将高阶OTN帧解复用、解映射为n路ODTUjk帧。

高阶解复用解映射单元由第一写入控制模块、第一平滑控制模块和存储模块组成。

第一写入控制模块主要用于根据高阶OTN帧的映射结构、高阶OTN帧的净荷和高阶OTN帧的时钟设置带使能信号的时钟CLKA，并利用时钟CLKA将高阶OTN帧的净荷写入存储模块。第一写入控制模块应在高阶OTN帧的非开销字节处产生时钟CLKA的使能信号，在高阶OTN帧的开销字节处不携带时钟CLKA的使能信号。这样，第一写入控制模块就能够利用时钟CLKA的使能信号只将高阶OTN帧的净荷写入存储模块中。

第一平滑控制模块主要用于根据高阶OTN帧的复用结构、高阶OTN帧的净荷和时钟CLKA设置缺口均匀分布的时钟CLKB，并根据时钟CLKB从存储模块中读出n路低阶ODTUjk帧，时钟CLKB中均匀分布的时钟缺口主要用来控制存储模块的读出速度，避免存储模块的写入速度与读出速度不匹配，如当以15个时钟为一个平滑周期时，在一个平滑周期内的时钟缺口分布情况可以为：14个正常的时钟加上一个gap(缺口)。

从存储模块中读出的n路低阶ODTUjk帧需要经过低阶解映射单元的解映射处理，低阶解映射单元主要用于将n路ODTUjk帧解映射为n路ODUj帧，并将n路ODUj帧写入存储单元1至存储单元n中，其中，存储单元1至存储单元n中的一个存储单元对应存储一路ODUj帧，也就是说，一路ODUj帧存储在一个存储单元中。

由于ODTUjk帧中可能包含有的固定填塞字节和正负调整字节，所以，在低阶解映射过程中需要滤除ODTUjk帧中的固定填塞字节和正负调整字节，也就是说，低阶映射单元需要去除多路ODTUjk帧中的固定填塞字节和正负调整字节，将ODTUjk帧中的净荷ODUj帧写入存储单元1至存储单元n中。

低阶解映射单元还需要产生缺口平滑的时钟，并根据该时钟将n个存储单元中的ODUj写入存储单元n+1至存储单元2n中，其中，存储单元n+1至存储单元2n中的一个存储单元对应存储一路ODUj帧，也就是说，一路ODUj帧存储在一个存储单元中。

低阶解映射单元由第二写入控制模块和第二平滑控制模块组成。

为滤除ODTUjk帧中的固定填塞字节和正负调整字节，第二写入控制模块还需要根据ODTUjk帧结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKB设置带有固定填塞字节、正负调整字节使能信号的缺口时钟CLKC，并利用时钟CLKC将高阶解复用解映射单元从存储模块中读出的n路ODTUjk帧中的固定填塞字节和正负调整字节滤除，将n路ODUj帧存储于存储单元1至存储单元n中。

第二写入控制模块需要在ODTUjk帧的非固定填塞字节和非正调整字节处产生带有使能信号的时钟信号，在ODTUjk帧的固定填塞字节和正调整字节处产生不带有使能信号的时钟，这样，第二写入控制模块就能够根据这个带有固定填塞字节、正负调整字节使能信号的缺口时钟CLKC将n路ODUj帧写入存储单元1至存储单元n中。

第二写入控制模块可以根据ODTUjk帧中的JC字节判断出ODTUjk帧中是否有正负调整字节，第二写入控制模块将ODTUjk帧中包含的正负调整字节的信息传输至第二平滑控制模块。

第二平滑控制模块主要用于根据第二写入控制模块传输来的正负调整字节的信息和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD，并根据时钟CLKD将存储单元1至存储单元n中的n路ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中。时钟CLKD中均匀分布的时钟缺口主要用来控制存储单元1至存储单元n的读出速度，以避免存储单元1至存储单元n的写入速度与读出速度不匹配，同时，时钟CLKD中均匀分布的时钟缺口还用来控制存储单元n+1至存储单元2n的写入速度。时钟CLKD中固定填塞字节对应的时钟缺口是平滑分布的。

第二平滑控制模块可以根据其接收到的正负调整字节的信息确定出每间隔预定帧中正负调整字节的几率值，这样，第二平滑控制模块可以根据该几率值确定出一个平滑时钟周期内应该产生的时钟缺口的个数，然后，根据时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD，若在一个平滑时钟周期内，如果先有一个正调整字节，然后，再有一个负调整字节，则该平滑时钟周期内不需要为正负调整字节产生时钟缺口。

ODUj帧时钟产生模块主要用于根据存储单元n+1至存储单元2n中存储的数据量调整存储单元n+1至存储单元2n的读出速度，并产生、输出ODUj帧的时钟信号。

ODUj帧时钟产生模块由低通滤波模块、反向控制模块、数模转换模块、压控晶体振荡器VCO模块组成。

低通滤波模块读取存储单元n+1至存储单元2n的读写指针位置，并计算读写指针位置差进行低通滤波，将滤波后的结果发送至反向控制模块。反向控制模块向数模转换模块发送中间值，并根据其接收到的滤波结果调整其发送至数模转换模块的中间值的大小。数模转换模块根据其接收到的中间值控制压控晶体振荡器VCO模块的输出。压控晶体振荡器VCO模块输出的时钟信号就是从高速率的OTN帧中恢复出的ODUj帧的时钟信号。

上述高速率的OTN帧可以为：OTU5G帧，也可以为：OTUk帧，而且，上述ODTUjk中j的取值为0到2，k的取值为1到3。也就是说，本发明的时钟恢复装置和方法能够从OTU5G帧中恢复出ODU0时钟，也能够从ITU-T的G.709中规定的OTUk帧中恢复出ODUj时钟。

下面对本发明提供的时钟恢复方法进行说明。

首先，本发明需要将高阶OTN帧分时解映射、解复用为n路低阶ODTUjk帧。在解映射、解复用的过程中可以利用先入先出存储器FIFO来实现，如根据高阶OTN帧的映射结构、高阶OTN帧的净荷和高阶OTN帧的时钟设置带使能信号的时钟CLKA，并利用时钟CLKA将高阶OTN帧的净荷写入存储模块。然后，再根据高阶OTN帧的复用结构、高阶OTN帧的净荷和时钟CLKA设置缺口均匀分布的时钟CLKB，时钟CLKB用于控制从存储模块中读出n路ODTUjk帧的读出速度。上述解映射、解复用的过程可以通过上述装置中描述的第一写入控制模块、第一平滑控制模块和存储模块来实现。

在将高阶OTN帧分时解映射、解复用为n路低阶ODTUjk帧之后，需要将n路低阶ODTUjk帧分别解映射为n路ODUj帧，将n路ODUj帧写入存储单元1至存储单元n中，并利用缺口均匀分布的时钟信号将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中。其具体实现过程可以为：根据ODTUjk帧结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKB设置带有使能信号的缺口时钟CLKC，并利用时钟CLKC将n路ODTUjk帧中的ODUj帧存储于存储单元1至存储单元n中。根据ODTUjk帧的映射结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD，并根据时钟CLKD将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中。为滤除ODTUjk帧中的固定填塞字节和正负调整字节，本发明设置CLKD的具体过程为：每间隔预定帧解析每路ODTUjk帧中的JC字节，根据JC字节确定ODTUjk帧中的正负调整字节信息，然后，根据ODTUUjk帧的映射结构、上述正负调整字节信息、ODTUjk帧中的固定填塞字节和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD。

上述低阶ODTUjk帧解映射的过程可以通过上述装置中描述的第二写入控制模块和第二平滑控制模块组成和存储单元1至存储单元n，即2n个存储单元来实现。

最后，需要根据存储单元n+1至存储单元2n中存储的数据量调整存储单元n+1至存储单元2n的读出速度，根据该读出速度产生ODUj帧的时钟信息。

下面以从OTU5G帧中恢复出ODU0帧的时钟信号为例对本发明提供的时钟恢复装置和方法进行详细说明，其中n为4。

本发明首先需要将OTU5G帧解映射、解复用为4路ODTU0x帧，然后，将每路ODTU0x帧解映射为4路ODU0帧，下面结合附图5对本发明的时钟恢复装置实现OTU5G帧到ODU0帧的解复用、解映射方法进行说明。

OTU5G帧到ODU0帧的第一个解映射过程包括：第一写入控制模块根据OTU5G帧的映射结构以及OTU5G帧的时钟和OTU5G帧的净荷，产生一个带缺口的时钟CLKA。时钟CLKA的作用是将OTU5G中的开销部分剥离，即时钟CLKA在OTU5G中的开销处产生时钟缺口，时钟CLKA在OTU5G中的净荷处产生带使能信号的时钟信号。第一写入控制模块根据带缺口的时钟CLKA将OTU5G中净荷写入FIFO0中。时钟CLKA的时序如附图8所示。

OTU5G帧到ODU0帧的解复用过程包括：第一平滑控制模块根据OTU5G帧的复用结构、ODTU0x的净荷和时钟CLKA产生一个缺口均匀分布的时钟CLKB。时钟CLKB的缺口位置是均匀分布的，且缺口的位置是固定的。第一平滑控制模块产生的时钟CLKB用来控制FIFO0的读出速度。

根据ODTU0x互OPU5G的实际复用结构，可以选择带缺口的83.67MHz时钟为时钟CLKA，即83.67MHz的时钟为存储模块FIFO0的写时钟，此时，输入存储模块FIFO0的数据位宽为64bit。通过存储模块FIFO0的位宽转换后，每产生一个时钟缺口相对于带来5.98ns的抖动，很明显，此时钟速率越高，则每个缺口产生的时钟抖动越小。

第一平滑控制模块可以用预制调度图案的方式实现时钟缺口的均匀分布。调度图案计算方法如下：当存储模块FIFO0采用64bit位宽、且时钟速率为83.67MHz时，OTU5G的每一行作为一个调度周期，1个调度周期＝4080列/4＝1020个时钟周期；1个调度周期需要读取的净荷数为3808字节；时钟缺口平均分配后的CLKB的时钟图案是[14+gap]，这样，OTU5G每行传输完成，需要有1020/15＝68个[14+gap]的读平滑周期。第一平滑控制模块产生的时钟CLKB的时序如附图8所示。

第一平滑控制模块通过存储模块FIFO0将OTU5G帧中的净荷信号解复用成4路ODTU0x帧，4路ODTU0x帧需要经过本发明的第二次解映射处理，解映射为ODU0帧后，分别放入4个对应的FIFO1至FIFO4中。

第二写入控制模块根据ODTU0x帧的帧结构、ODTU0x帧的净荷和时钟CLKB产生一个带使能信号的时钟CLKC，时钟CLKC应在ODTU0x的固定填充比特和正调整字节处产生不带使能信号的时钟缺口，在ODTU0x帧的净荷处产生带使能信号的时钟信号。这样，第二写入控制模块根据时钟CLKC能够将ODTU0x的ODU0净荷分别写入FIFO1至FIFO4中。第二写入控制模块产生的时钟CLKC的时序如附图8所示。

在上述解复用过程中同时进行了位宽转换，即存储模块FIFO0中读出的数据为32bit，FIFO0将OTU5G帧中的64bit数据变为4个8bit数据。由于OTU5G每行为4080列，时钟CLKB的缺口时钟图案是14个时钟周期+1个gap，即14+gap，这样，OTU5G帧的每行中就有4080/15＝272个这样的时钟图案循环。

另外，目前协议规定：对于ODTU0x、ODTU12或ODTU23帧，每间隔4帧插入正调整字节或负调整字节，而ODTU13帧，每间隔16帧插入正或负调整字节，这样，第一写入控制模块可以通过JC字节将每ODTU0x帧中的正负调整字节的信息传输至第二平滑控制模块，第二平滑控制模块可以在解映射的过程中根据其接收到的正负调整字节的信息以每间隔4帧的方式分别统计4个时隙的正负调整几率值，或者以每间隔16帧的方式分别统计16个时隙的正负调整几率值，这样，第二平滑控制模块能够针对正负调整几率值设置时钟缺口的位置，以尽量平滑时钟缺口，滤除ODTU0x中的正负调整字节带来的抖动影响。

在上述解复用的过程中，也可以不使用存储模块FIFO0来实现位宽转换，而是直接将OTU5G解复用为四个ODTU0x信号。不论是否采用FIFO来实现位宽转换，本发明是根据分时解复用的原则从高速率帧中拆分出多个低速率帧。

本发明的第二次解映射的过程就是去除ODTU0x帧中的固定填塞字节和正负调整字节的过程，即第二写入控制模块的第二次解映射的主要过程为：第二写入控制模块根据ODTU0x帧中的固定填塞位置、正负调整字节和时钟CLKB设置时钟CLKC的缺口位置，时钟CLKC为带使能信号的时钟。时钟CLKC主要用于控制FIFO1至FIFO4的写入速度。根据ODU0到ODTU0x的实际映射结构，每路ODTU0x可选择CLKC为带均匀缺口的167.33MHz时钟，则输入FIFO1至FIFO4的数据的位宽为8bit。

第二平滑控制模块根据ODTU0x的映射结构、实际数据和时钟CLKC产生一个平滑的缺口均匀分布的时钟CLKD，时钟CLKD用来控制FIFO1至FIFO4的读出速度。时钟CLKD的时序如附图8所示。

第二平滑控制模块可以用预制调度图案的方式实现时钟缺口的均匀分布，调度图案计算方法如下：当FIFO1至FIFO4采用8bit位宽、且时钟速率为167.33MHz时，将每个ODTU0x的每一行作为一个调度周期，则1个调度周期是952个时钟周期。1个调度周期需要读取的净荷数为948字节；平均分配后的调度图案是[5(x+gap)+(y+gap)，其中，x、y分别为13、14。也就是说，为了去除固定填充字节，需要在14+gap的基础上，每行增加了4个gap，为了让4个缺口时钟均匀分配在ODTU0x的一行中，计算出的缺口时钟图案是[5*(x*CLK+gap)+(y*CLK+gap)]，其中，x、y分别为13、14。

ODTU0x每行共有12个这样的平滑周期，一个ODUT0x帧共有12×16＝192这样的平滑周期。当ODUT0x帧中没有正负调整字节时，一个ODTU0x内共有192×6＝1152个gap，等同于一个OTU5G帧内的缺口时钟的个数为1152个。

当ODUT0x帧中有正负调整字节时，第二平滑控制模块还需要根据正负调整字节的个数来设置时钟缺口均匀分布的时钟信号。

下面分3种具体的情况来讨论根据正负调整字节的个数来设置时钟缺口的过程。

情况1、ODUT0x帧中有1个负调整字节。

当ODTU0x帧中有一个负调整字节时，由于该负调整字节而取消的时钟缺口位置如附图6所示。图6示出了两个ODTU0x帧连续传输时的情况，为了便于时钟缺口均衡，从两个ODTU0x帧可以看出，负调整字节时钟缺口取消位置在ODTU0x帧的第11行的末尾最后一个平滑周期内的位置最为理想，即图5中在净荷位置处标出的NJO的位置，该时钟缺口取消的具体位置是：12×10+11＝131个平滑周期后的一个平滑周期，也就是取消第132周期的第一个gap。这里的周期是指[5(x+gap)+(y+gap)]个时钟周期，如图6中NJO所示。这样，第二平滑控制模块算出的负调整时钟使能是第“131*85+14＝11149”个时钟周期不产生gap，时钟CLKD中其余gap的位置不变。

情况2、ODUT0x帧中有1个正调整字节。

当ODTU0x帧中有一个正调整字节时，需要在第132个平滑周期内增加一个gap，这里的周期是指[5(x+gap)+(y+gap)]个时钟周期，也就是在第132个平滑周期的(14+gap)内挖去第7个或第8个时钟，留下一个时钟缺口；这样，算出的正调整时钟使能是第“131×85+14×5+7＝11212”个时钟周期处产生一个gap；时钟CLKD中其余gap位置不变。此时，时钟CLKD如附图8中CLKD+所示。

情况3、ODUT0x帧中有2个正调整字节。

当ODTU0x帧中有2个正调整字节时，由于该正调整字节而在ODTU0x帧中的产生的两个时钟缺口位置如附图7所示。图7示出了两个ODTU0x帧连续传输时的情况，为了便于时钟缺口均衡，从两个ODTU0x帧可以看出，正调整字节产生的时钟缺口位置是图7中净荷位置处标出的PJO1、PJO2。此时，时钟图案需要重新调整，第一个正调整字节的位置是8×12×85+1020/3＝8500，第一个正调整字节的具体使能位置是第9行，这样，可以在第4个平滑周期的(14+gap)内增加一个gap，也就是挖去第4个平滑周期的第7个或第8个时钟，留下一个缺口；这样，计算出的时钟周期是第“8500-7＝8493”个时钟周期产生一个gap；另一个正调整字节的位置是13×12×85+1020×2/3＝13940，第二个正调整字节的具体使能位置是第14行，这样，可以在第8个平滑周期的(14+gap)内增加一个gap，也就是挖去第7个或第8个时钟，留下一个缺口，这样，算出的时钟周期是第“13940-8＝13932”个时钟周期产生一个gap；时钟CLKD中其余gap位置不变。

当然，本发明也可以使用其他计算方法来确定时钟CLKD中的gap位置，如当ODTU0x帧中有1个负调整时，可以将任何一个周期([5(x+gap)+(y+gap)])的第一个gap取消；再如当ODTU0x帧中有1个或者2个正调整字节时，正调整字节对应的gap的位置也可以位于任何1个或2个(y+gap)周期内的第7或者第8个时钟周期处。

ODU(Optical Channel Data Unit，光通道数据单元)时钟产生模块主要由低通滤波模块、反向控制模块、D/A数模转换模块、VCO(Voltage-ControlledOscillator，压控晶体振荡器)模块几个部分组成。

图5中的低通滤波模块集成在FIFO5至FIFO8中。低通滤波模块定期读取FIFO5至FIFO8的读写指针位置，读写指针位置之差即为FIFO中实际剩余的数据量大小A，低通滤波模块对每次得到的A即A1、A2、A3……进行数字低通滤波处理，并将低通滤波后的结果B送给反向控制模块。

反向控制模块首先送给D/A数模转换模块一个中间值，以控制VCO模块输出的ODU0的时钟，然后，反向控制模块对每次取得的B即B1、B2、B3……进行比较，如果发现B的数值在变大，则表示VCO模块输出的ODU0的时钟频率小于CLKD，此时，反向控制模块增大输出给D/A数模转换模块的数据，反之，则减小输出给D/A数模转换模块的数据。最终使VCO模块输出的ODU0的时钟155.52MHz平衡于CLKD。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (8)

1.一种时钟恢复装置，其特征在于，所述装置包括：高阶解复用解映射单元、多个存储单元、低阶解映射单元和光数据单元ODUj帧时钟产生单元；

高阶解复用解映射单元：用于将高阶光传输网络OTN帧分时解映射、解复用为n路低阶时分光数据单元ODTUjk帧，并将n路低阶ODTUjk帧传输至低阶解映射单元；

低阶解映射单元：用于将n路ODTUjk帧分别解映射为n路ODUj帧，将n路ODUj帧写入存储单元1至存储单元n中，并利用缺口均匀分布的时钟信号将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中；

ODUj帧时钟产生单元：用于根据存储单元n+1至存储单元2n中存储的数据量调整存储单元n+1至存储单元2n的读出速度，根据该读出速度产生ODUj帧的时钟信息，并输出；

所述高阶解复用解映射单元包括：第一写入控制模块、第一平滑控制模块和存储模块；

第一写入控制模块：用于根据高阶OTN帧的映射结构、高阶OTN帧的净荷和高阶OTN帧的时钟设置带使能信号的时钟CLKA，并利用时钟CLKA将高阶OTN帧的净荷写入存储模块；

第一平滑控制模块：用于根据高阶OTN帧的复用结构、高阶OTN帧的净荷和时钟CLKA设置缺口均匀分布的时钟CLKB，时钟CLKB用于控制从存储模块中读出n路ODTUjk帧的读出速度；

所述低阶解映射单元包括：第二写入控制模块和第二平滑控制模块；

第二写入控制模块：用于根据ODTUjk帧结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKB设置带有使能信号的缺口时钟CLKC，并利用时钟CLKC将n路ODTUjk帧中的ODUj帧存储于存储单元1至存储单元n中；

第二平滑控制模块：用于根据ODTUjk帧的映射结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD，并根据时钟CLKD将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中；

所述ODUj帧时钟产生单元包括：低通滤波模块、反向控制模块、数模转换模块和压控晶体振荡器VCO模块；

低通滤波模块：读取存储单元n+1至存储单元2n的读写指针位置，并将计算的读写指针位置差进行低通滤波，将滤波后的结果发送至反向控制模块；

反向控制模块：向数模转换模块发送中间值，并根据其接收到的滤波结果调整其发送至数模转换模块的中间值；

数模转换模块：根据其接收到的中间值控制压控晶体振荡器VCO模块的输出；

压控晶体振荡器VCO模块：输出ODUj帧的时钟信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

第二写入控制模块每间隔预定帧解析每路ODTUjk帧中的JC字节，根据JC字节确定ODTUjk帧中的正负调整字节信息，并传输至第二平滑控制模块；

第二平滑控制模块根据ODTUjk帧的映射结构、所述正负调整字节信息、ODTUjk帧中的固定填塞字节和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述存储单元为：FIFO存储器。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述OTN帧包括：OTU5G帧、OTUk帧，且ODTUjk中j的取值为0到2，k的取值为1到3。

5.一种时钟恢复方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

a、将高阶OTN帧分时解映射、解复用为n路低阶ODTUjk帧；

b、将n路ODTUjk帧分别解映射为n路ODUj帧，将n路ODUj帧写入存储单元1至存储单元n中，并利用缺口均匀分布的时钟信号将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中；

c、根据存储单元n+1至存储单元2n中存储的数据量调整存储单元n+1至存储单元2n的读出速度，根据该读出速度产生ODUj帧的时钟信息。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤a包括：

根据高阶OTN帧的映射结构、高阶OTN帧的净荷和高阶OTN帧的时钟设置带使能信号的时钟CLKA，并利用时钟CLKA将高阶OTN帧的净荷写入存储模块；

根据高阶OTN帧的复用结构、高阶OTN帧的净荷和时钟CLKA设置缺口均匀分布的时钟CLKB，时钟CLKB用于控制从存储模块中读出n路ODTUjk帧的读出速度。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述步骤b包括：

b1、根据ODTUjk帧结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKB设置带有使能信号的缺口时钟CLKC，并利用时钟CLKC将n路ODTUjk帧中的ODUj帧存储于存储单元1至存储单元n中；

b2、根据ODTUjk帧的映射结构、ODTUjk帧的净荷和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD，并根据时钟CLKD将存储单元1至存储单元n中的ODUj帧写入存储单元n+1至存储单元2n中。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤b2包括：

每间隔预定帧解析每路ODTUjk帧中的JC字节，根据JC字节确定ODTUjk帧中的正负调整字节信息；

根据ODTUjk帧的映射结构、所述正负调整字节信息、ODTUjk帧中的固定填塞字节和时钟CLKC设置缺口均匀分布的时钟CLKD。

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