[发明专利]基于直接数字式频率合成器的时钟恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，特别是涉及一种基于直接数字式频率合成器的时钟恢复方法。

背景技术

近年来，通信网络所承载的业务发生了巨大的变化，OTN(Optical Transport Network，光传送网)将是未来主要的光传送网技术。基于ITU-T G.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射，要实现业务的透明传输，则需要从OTN包封中解映射出业务数据并同时恢复出时钟信息。

目前采用的时钟恢复方法，大部分采用第二代频率合成技术，即PLL(Phase-Locked Loop，锁相环)频率合成技术。数字鉴相器、分频器加模拟环路滤波、压控振荡器的混合锁相环是目前最为普遍的PLL组成方式。

DDS(Direct Digital Synthesizer，直接数字式频率合成器)是用数字计算和数模变换器来产生信号，是第三代频率合成技术。DDS技术首先将相位以极小的间隔离散化，计算出正弦信号对应于这些相位的幅度值，形成一个幅度-相位表，并存储于DDS器件的ROM(Read-Only Memory，只读存储器)中。DDS工作时，利用数字方式累加相位，得到信号在该时刻的相位值，然后按一定的相位-幅度转换算法在ROM中查表得到信号在该时刻的幅度值，最后将信号通过D/A(Digital/Analog，数模转换)和低通滤波器形成模拟正弦波或存储波形的频率合成技术。

目前异步时钟恢复方法一般采用多级平滑加PLL的方法，现有的解映射异步时钟电路参见图1所示。首先需要从OTU(Optical Transport Unit，光传送单元)中解出GE(Gigabit Ethernet，千兆以太网)数据，整个过程可在OTU的时钟域进行，这个过程需要2次解映射、1次解复用和多次去除开销。如果有效数据的包络产生OTU时钟，那么每一个子过程，都会在此包络上形成缺口，由于涉及到解映射的过程，缺口变得不规则，因此不可预知。最后提取出的GE数据包络，在整个OTU中来看，是一个带不规则缺口的包络，参见图2所示的数据包络1。对数据包络1进行了1次平滑，得到均匀缺口的数据包络2，然后再次平滑，采用锁相的原理得到GE的时钟。采用了2次平滑，2个FIFO(First Input First Output，先入先出队列)。时钟与数据包络变化参见图2所示。

现有的异步时钟恢复方法存在以下缺陷：

(1)实现电路复杂，需要多级平滑，时延大。

(2)电路的通用性差，不便于移植。针对不同的业务需求，电路需要重新设计。

(3)恢复时钟质量不能得到保证，普通PLL很难恢复出高质量的时钟。

(4)针对不同的业务，需要提供不同的时钟参考源。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于直接数字式频率合成器的时钟恢复方法，其电路时延小，只需要1级平滑，电路相对简单，设计适用范围广，容易移植；DDS响应快，频率分辨率高，相位变化连续，能够得到高质量的时钟；只需要给DDS一个参考时钟，就可以实现多种业务、不同频率的时钟恢复。

本发明提供的基于直接数字式频率合成器的时钟恢复方法，包括以下步骤：A、缓存业务数据：从光传送网OTN中解映射出业务数据，并在OTN时钟下直接写入先进先出FIFO存储器；在FIFO存储器的读侧，采用恢复出的业务时钟进行读取，送出FIFO状态；B、根据FIFO状态产生时钟频率调整状态，根据所述时钟频率调整状态产生对应的频率值CFTW；C、根据所述CFTW配置直接数字式频率合成器DDS芯片；D、DDS芯片输出相应频率的异步解映射时钟。

在上述技术方案中，所述FIFO状态包括空满状态、快满状态、快空状态和正常状态。

在上述技术方案中，所述FIFO处于空满状态时，则将DDS芯片输出的频率控制字初始化为GE的标准CFTW值。

在上述技术方案中，所述FIFO处于快满状态时，输出的频率控制字为当前频率控制字增大1024。

在上述技术方案中，所述FIFO处于快空状态时，输出的频率控制字为当前频率控制字值减小1024。

在上述技术方案中，所述FIFO处于正常状态时，输出的频率控制字为频率控制字CFTW的加权平均值。