專利名稱：靈活位率時鐘恢復單元的制作方法
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明一般涉及光網(wǎng)絡中的再生裝置，尤其涉及用于再生裝置中的靈活位率時鐘恢復單元。
2.技術背景光通信系統(tǒng)一般采用再生器防止信號失真的積累。再生器一般對輸入數(shù)據(jù)信號執(zhí)行再放大、再成形和再計時的功能。為了執(zhí)行再計時功能，必須提取與輸入數(shù)據(jù)信號有關的時鐘信號。
常用的時鐘恢復單元僅有有限的調諧范圍(例如，一般是少于時鐘率的1％)。這類時鐘恢復單元不會為以單一位率操作的光通信系統(tǒng)提出問題。然而，當今的光通信系統(tǒng)必須支持在一種種不同的位率下可傳輸?shù)妮斎霐?shù)據(jù)信號。
所以，最好能提供用于從在種種不同的位率下可傳輸?shù)妮斎霐?shù)據(jù)信號中恢復時鐘信號的時鐘恢復單元。時鐘恢復單元應識別輸入數(shù)據(jù)信號的位率并從中提取時鐘信號，以致該輸入數(shù)據(jù)信號能為再傳輸準確地重新定時。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個方面是用于從輸入數(shù)據(jù)信號恢復時鐘信號的靈活位率時鐘恢復單元，其中輸入數(shù)據(jù)信號可在不同的位率下傳輸。該靈活位率時鐘恢復單元包括多個固定率時鐘恢復單元，其中每個固定率時鐘恢復單元工作于不同的位率，從輸入數(shù)據(jù)信號中提取一個中間時鐘信號；用于根據(jù)每個中間時鐘信號的振幅特征產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)信號的比較器，其中編碼數(shù)據(jù)信號指示與輸入數(shù)據(jù)信號有關的時鐘信號；以及用于根據(jù)編碼數(shù)據(jù)信號選擇一個中間時鐘信號的選擇器，由此從輸入數(shù)據(jù)信號恢復時鐘信號。
在以下詳細描述中將給出本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，通過該描述部分對于本領域熟練的技術人員是顯而易見的，或者通過實施以下詳細描述，權利要求和附圖中所述的發(fā)明，而理解本發(fā)明的部分。
要知道以上一般描述和以下詳細描述都僅僅是本發(fā)明的示范實例，它們試圖提供概述和框架用于理解如權利要求所述本發(fā)明的特性和特征。所包括的附圖用于對本發(fā)明的進一步理解，并構成說明書的一部分。


了本發(fā)明的各種特點和實施例，它和描述一起用于為解釋本發(fā)明的原理和操作。
附圖簡述圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性光-電子再生器的方框圖；圖2是本發(fā)明的靈活位率時鐘恢復單元的第一較佳實施例的方塊圖；圖3是本發(fā)明的靈活位率時鐘恢復單元的第二較佳實施例的方塊圖；圖4是本發(fā)明的靈活位率時鐘恢復單元的第三較佳實施例的方塊圖。
較佳實施例詳述現(xiàn)在將詳細地引用本發(fā)明的較佳實施例，其中的例子都圖示于附圖中。在整個附圖中盡可能用相同的標號指示相同的或類似的部分。
再生裝置在光通信系統(tǒng)中用于防止信號失真的積累。再生裝置一般對輸入數(shù)據(jù)信號執(zhí)行再放大、再成形和再計時功能。示例性光-電子再生器10示于圖1。再生器10包括光-電(O/E)轉換器12、放大器14、時鐘恢復單元16、判定電路18和電-光(E/O)轉換器20。
在運行時，輸入的光數(shù)據(jù)信號由O/E轉換器12接收，并把它轉換成電數(shù)據(jù)信號。具有自動電平控制的高速限定或可變增益放大器14用來把電數(shù)據(jù)信號放大到特定的幅值。然后，該放大信號的一部分被饋到時鐘恢復電路16和判定電路18。
時鐘恢復電路16用來從輸入數(shù)據(jù)信號中提取時鐘信號。于是，判定電路18采用時鐘信號對放大器14提供的數(shù)據(jù)信號執(zhí)行再計時和再成形功能。最后，判定電路再生的電信號通過E/O轉換器20再被轉換到光信號。
為了支持能以種種不同的位率傳輸?shù)妮斎霐?shù)據(jù)信號，再生裝置中要求使用靈活的位率時鐘恢復單元。本發(fā)明的靈活位率時鐘恢復單元30的一個示例性實施例示于圖2。雖然本發(fā)明并不限于再生裝置，但是，使用靈活位率時鐘恢復單元30仍示例性應用于光-電子再生裝置。
按照本發(fā)明，靈活位率時鐘恢復單元30包括幾個固定位率時鐘恢復單元32、比較器34和選擇器36。輸入數(shù)據(jù)信號40被饋入一組常用固定位率時鐘恢復單元32。固定位率時鐘恢復單元32是為本發(fā)明所支持的每個位率提供的。這樣，每個固定位率時鐘恢復單元32從輸入數(shù)據(jù)信號中提取中間時鐘信號。然而，正確的時鐘信號是被工作于輸入數(shù)據(jù)信號位率的固定位率時鐘恢復單元32提取的。
正如在圖2中所示，每個固定位率時鐘恢復單元32可能包括放大器42、異或門44以及狹帶濾波器46。在運作中，輸入數(shù)據(jù)信號被饋入放大器42，該放大器依次提供兩個已放大的信號到異或門44。其中一個放大的數(shù)據(jù)信號相對于另一數(shù)據(jù)信號延遲了半個位周期。通過利用狹帶濾波器46，從來自異或門44的輸出數(shù)據(jù)信號中提取一個間時鐘信號。在這個實施例中，可以預見到有可能用混合器來代替異或門44。雖然這個實施例在目前對于固定位率時鐘恢復單元32是較佳的，但是，這并不試圖對本發(fā)明較廣寬的方面作為一限制。相反，固定位率時鐘恢復單元的其它實施例可能適用于該靈活位率時鐘恢復單元30。
然后，用比較器34產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)信號，該信號指示與輸入數(shù)據(jù)信號有關的時鐘信號。尤其是，比較器34接收每個中間時鐘信號，并比較每個中間時鐘信號的振幅。一個用于具有最大振幅的中間時鐘信號的指示符被編碼成數(shù)字數(shù)據(jù)信號，這個信號由比較器輸出。例如，如果靈活位率時鐘恢復單元30支持16個不同的位率即16個固定位率時鐘恢復單元)，那末，一個四位字可能被用作編碼數(shù)字數(shù)據(jù)信號。因此，該編碼數(shù)據(jù)信號指示與輸入數(shù)據(jù)信號有關的時鐘信號。
最后，用選擇器36選擇合適的時鐘信號。要做到這點，選擇器36接收來自固定位率時鐘恢復單元32的每個中間時鐘信號。選擇器36根據(jù)接收來自比較器34的編碼數(shù)據(jù)信號，通過中間時鐘信號中的一個信號，從而，從輸入數(shù)據(jù)信號恢復時鐘信號。選擇器36可以被具體化或為一個模擬或數(shù)字開關。對本領域中熟練的技術人員來說，將會容易地認識到，選擇器36也可工作成將所選的中間時鐘信號再成形為恢復的時鐘信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一靈活位率時鐘恢復單元50的實施例示于圖3。在這個實施例中，鎖相環(huán)電路52被設置在每個固定位率時鐘恢復單元32和選擇器36之間。正如在本領域中熟知的，每個鎖相環(huán)電路52包括相位探測器54、濾波器56和壓控振蕩器58。這個實施例的元件不是與以前和圖2有關的那樣討論。
在運作中，鎖相時鐘源的頻率穩(wěn)定性被用作為標準，通過這個標準選擇出中間時鐘信號中的一個信號。頻率穩(wěn)定性是由與壓控振蕩器58有關的控制電壓的起伏(即，噪音)決定的。起伏通過整流交流耦合控制電壓來測量。要做到這點，整流電路60被設置在鎖相環(huán)電路52的濾波器56和比較器34之間。雖然本發(fā)明并不限于該實施例，但是示例性整流電路60可能包括電容器62、二極管64和低通濾波器66，正如圖3所示。這樣替代實施例可能不象和圖2有關的討論那樣操作。
采用字組碼(諸如4B5B或8B10B)的數(shù)據(jù)信號可以通過以字碼率(blockratc)尋找強頻率分量被認出。例如，快以太網(wǎng)(Fast Ethernct)或FDDI信號能通過尋找相當于字碼率的25MHz音調被認出。相似地，千兆位以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet)信號能通過尋找相當于字碼率為8B10B的125MHz音調被認出。如果信號音調的相對振蕩大于一預定的閾值，那末，對于輸入數(shù)據(jù)信號，對應的字碼率從而信號的位率能被決定，圖4圖示說明了本發(fā)明采用字碼音調來決定信號類型的又一實施例。
在該實施例中，幾個字碼音調恢復單元72也被結合到靈活位率時鐘恢復單元70中。每個字碼音調恢復單元72包括濾波器74和放大器76，用來濾波和放大對應于輸入信號的字碼率的信號音調。此外，根據(jù)這些音調的振蕩特性，比較器34可識別出正確的信號格式，從而位率。在這情況下，幾個常用的固定位率時鐘恢復單元32仍被用來對數(shù)據(jù)信號再計時。對這個實施例操作的元件和模式不是與和圖2有關的那樣討論。
對本領域的熟練技術人員是顯而易見的，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明作出各種修改和改動。因此，本發(fā)明試圖覆蓋對本發(fā)明的修改和改動，只要它們包括在所附的權利要求書及其等效技術方案的范圍之中。
權利要求
1.一種用于從輸入數(shù)據(jù)信號恢復時鐘信號的靈活位率時鐘恢復單元，所述輸入數(shù)據(jù)信號能以不同位率傳輸，其特征在于，它包括幾個固定位率時鐘恢復單元，每個單元接收輸入數(shù)據(jù)信號，每個所述固定位率時鐘恢復單元工作于不同的位率，從輸入數(shù)據(jù)信號中提取一個中間時鐘信號；一比較器，接收每個中間時鐘信號，并產(chǎn)生一個指示與輸入數(shù)據(jù)信號有關的時鐘信號的編碼數(shù)據(jù)信號；以及一選擇器，從所述比較器接收編碼數(shù)據(jù)信號，并從所述幾個固定位率時鐘恢復單元接收每個中間時鐘信號，所述選擇器工作時根據(jù)編碼數(shù)據(jù)信號選擇中間時鐘信號中的一個信號，從而從輸入數(shù)據(jù)信號恢復時鐘信號。
2.如權利要求1所述的靈活位率時鐘恢復單元，其特征在于，所述比較器根據(jù)每個中間時鐘信號的振蕩特性決定編碼數(shù)據(jù)信號。
3.如權利要求1所述的靈活位率時鐘恢復單元，其特征在于，它還包括設置在每個所述幾個時鐘恢復單元和所述選擇器之間的鎖相環(huán)電路。
4.如權利要求3所述的靈活位率時鐘恢復單元，其特征在于，所述鎖相環(huán)電路包括連接到所述時鐘恢復單元之一的相位探測器、連接到所述相位探測器的濾波器，以及連接到所述相位探測器和所述選擇器的壓控振蕩器。
5.如權利要求4所述的靈活位率時鐘恢復單元，其特征在于，每個所述鎖相環(huán)電路的濾波器還連接到所述比較器。
6.如權利要求5所述的靈活位率時鐘恢復單元，其特征在于，它還包括設置在每個所述鎖相環(huán)電路的濾波器和所述比較器之間的整流電路，每個整流電路包括電容器、二極管和低通濾波器。
7.如權利要求1所述的靈活位率時鐘恢復單元，其特征在于，每個所述固定位率時鐘恢復單元包括放大器、異或門和狹帶濾波器。
8.一種用于從輸入數(shù)據(jù)信號恢復時鐘信號的方法，該輸入數(shù)據(jù)信號能以不同的位率傳輸，其特征在于，它包括如下步驟將輸入數(shù)據(jù)信號接收入幾個固定率時鐘恢復單元；從輸入數(shù)據(jù)信號中，提取幾個中間時鐘信號，每個所述時鐘恢復單元工作于不同的位率，以從輸入數(shù)據(jù)信號里提取一個中間時鐘信號；以及根據(jù)中間時鐘信號的振幅特征選擇幾個中間時鐘信號中的一個信號，從而從輸入數(shù)據(jù)信號恢復時鐘信號。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，它還包括下列步驟將每個中間時鐘信號接收入比較器；根據(jù)中間時鐘信號的振蕩特征產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)信號，該編碼數(shù)據(jù)信號指示與輸入數(shù)據(jù)信號有關的時鐘信號；將編碼數(shù)據(jù)信號和每個中間時鐘信號接收入選擇器；以及根據(jù)編碼數(shù)據(jù)信號，所述選擇器通過幾個中間時鐘信號中的一個信號。
全文摘要
本發(fā)明提供的靈活位率時鐘恢復單元(30)是專為從輸入數(shù)據(jù)信號來恢復時鐘信號的,其中輸入數(shù)據(jù)信號能以不同的位率傳輸。該靈活位率時鐘恢復單元包括幾個固定位率時鐘恢復單元(32),其中每個固定位率時鐘恢復單元工作于不同的位率,從輸入數(shù)據(jù)信號里提取一個中間時鐘信號;用于根據(jù)每個中間時鐘信號的振幅特征產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)信號的比較器(34),其中編碼數(shù)據(jù)信號指示與輸入數(shù)據(jù)信號有關的時鐘信號;以及根據(jù)編碼數(shù)據(jù)信號選擇中間時鐘信號中的一個信號的選擇器,從而從輸入數(shù)據(jù)信號恢復時鐘信號。
文檔編號H04L7/027GK1390389SQ00815619
公開日2003年1月8日 申請日期2000年10月10日 優(yōu)先權日1999年11月17日
發(fā)明者J·孔拉迪, M·沙爾瑪 申請人:康寧股份有限公司