专利名称：灵活位率时钟恢复单元的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明一般涉及光网络中的再生装置，尤其涉及用于再生装置中的灵活位率时钟恢复单元。
2.技术背景光通信系统一般采用再生器防止信号失真的积累。再生器一般对输入数据信号执行再放大、再成形和再计时的功能。为了执行再计时功能，必须提取与输入数据信号有关的时钟信号。
常用的时钟恢复单元仅有有限的调谐范围(例如，一般是少于时钟率的1％)。这类时钟恢复单元不会为以单一位率操作的光通信系统提出问题。然而，当今的光通信系统必须支持在一种种不同的位率下可传输的输入数据信号。
所以，最好能提供用于从在种种不同的位率下可传输的输入数据信号中恢复时钟信号的时钟恢复单元。时钟恢复单元应识别输入数据信号的位率并从中提取时钟信号，以致该输入数据信号能为再传输准确地重新定时。
发明内容
本发明的一个方面是用于从输入数据信号恢复时钟信号的灵活位率时钟恢复单元，其中输入数据信号可在不同的位率下传输。该灵活位率时钟恢复单元包括多个固定率时钟恢复单元，其中每个固定率时钟恢复单元工作于不同的位率，从输入数据信号中提取一个中间时钟信号；用于根据每个中间时钟信号的振幅特征产生编码数据信号的比较器，其中编码数据信号指示与输入数据信号有关的时钟信号；以及用于根据编码数据信号选择一个中间时钟信号的选择器，由此从输入数据信号恢复时钟信号。
在以下详细描述中将给出本发明的附加特征和优点，通过该描述部分对于本领域熟练的技术人员是显而易见的，或者通过实施以下详细描述，权利要求和附图中所述的发明，而理解本发明的部分。
要知道以上一般描述和以下详细描述都仅仅是本发明的示范实例，它们试图提供概述和框架用于理解如权利要求所述本发明的特性和特征。所包括的附图用于对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分。
了本发明的各种特点和实施例，它和描述一起用于为解释本发明的原理和操作。
附图简述图1是根据本发明的示例性光-电子再生器的方框图；图2是本发明的灵活位率时钟恢复单元的第一较佳实施例的方块图；图3是本发明的灵活位率时钟恢复单元的第二较佳实施例的方块图；图4是本发明的灵活位率时钟恢复单元的第三较佳实施例的方块图。
较佳实施例详述现在将详细地引用本发明的较佳实施例，其中的例子都图示于附图中。在整个附图中尽可能用相同的标号指示相同的或类似的部分。
再生装置在光通信系统中用于防止信号失真的积累。再生装置一般对输入数据信号执行再放大、再成形和再计时功能。示例性光-电子再生器10示于图1。再生器10包括光-电(O/E)转换器12、放大器14、时钟恢复单元16、判定电路18和电-光(E/O)转换器20。
在运行时，输入的光数据信号由O/E转换器12接收，并把它转换成电数据信号。具有自动电平控制的高速限定或可变增益放大器14用来把电数据信号放大到特定的幅值。然后，该放大信号的一部分被馈到时钟恢复电路16和判定电路18。
时钟恢复电路16用来从输入数据信号中提取时钟信号。于是，判定电路18采用时钟信号对放大器14提供的数据信号执行再计时和再成形功能。最后，判定电路再生的电信号通过E/O转换器20再被转换到光信号。
为了支持能以种种不同的位率传输的输入数据信号，再生装置中要求使用灵活的位率时钟恢复单元。本发明的灵活位率时钟恢复单元30的一个示例性实施例示于图2。虽然本发明并不限于再生装置，但是，使用灵活位率时钟恢复单元30仍示例性应用于光-电子再生装置。
按照本发明，灵活位率时钟恢复单元30包括几个固定位率时钟恢复单元32、比较器34和选择器36。输入数据信号40被馈入一组常用固定位率时钟恢复单元32。固定位率时钟恢复单元32是为本发明所支持的每个位率提供的。这样，每个固定位率时钟恢复单元32从输入数据信号中提取中间时钟信号。然而，正确的时钟信号是被工作于输入数据信号位率的固定位率时钟恢复单元32提取的。
正如在图2中所示，每个固定位率时钟恢复单元32可能包括放大器42、异或门44以及狭带滤波器46。在运作中，输入数据信号被馈入放大器42，该放大器依次提供两个已放大的信号到异或门44。其中一个放大的数据信号相对于另一数据信号延迟了半个位周期。通过利用狭带滤波器46，从来自异或门44的输出数据信号中提取一个间时钟信号。在这个实施例中，可以预见到有可能用混合器来代替异或门44。虽然这个实施例在目前对于固定位率时钟恢复单元32是较佳的，但是，这并不试图对本发明较广宽的方面作为一限制。相反，固定位率时钟恢复单元的其它实施例可能适用于该灵活位率时钟恢复单元30。
然后，用比较器34产生编码数据信号，该信号指示与输入数据信号有关的时钟信号。尤其是，比较器34接收每个中间时钟信号，并比较每个中间时钟信号的振幅。一个用于具有最大振幅的中间时钟信号的指示符被编码成数字数据信号，这个信号由比较器输出。例如，如果灵活位率时钟恢复单元30支持16个不同的位率即16个固定位率时钟恢复单元)，那末，一个四位字可能被用作编码数字数据信号。因此，该编码数据信号指示与输入数据信号有关的时钟信号。
最后，用选择器36选择合适的时钟信号。要做到这点，选择器36接收来自固定位率时钟恢复单元32的每个中间时钟信号。选择器36根据接收来自比较器34的编码数据信号，通过中间时钟信号中的一个信号，从而，从输入数据信号恢复时钟信号。选择器36可以被具体化或为一个模拟或数字开关。对本领域中熟练的技术人员来说，将会容易地认识到，选择器36也可工作成将所选的中间时钟信号再成形为恢复的时钟信号。
根据本发明的另一灵活位率时钟恢复单元50的实施例示于图3。在这个实施例中，锁相环电路52被设置在每个固定位率时钟恢复单元32和选择器36之间。正如在本领域中熟知的，每个锁相环电路52包括相位探测器54、滤波器56和压控振荡器58。这个实施例的元件不是与以前和图2有关的那样讨论。
在运作中，锁相时钟源的频率稳定性被用作为标准，通过这个标准选择出中间时钟信号中的一个信号。频率稳定性是由与压控振荡器58有关的控制电压的起伏(即，噪音)决定的。起伏通过整流交流耦合控制电压来测量。要做到这点，整流电路60被设置在锁相环电路52的滤波器56和比较器34之间。虽然本发明并不限于该实施例，但是示例性整流电路60可能包括电容器62、二极管64和低通滤波器66，正如图3所示。这样替代实施例可能不象和图2有关的讨论那样操作。
采用字组码(诸如4B5B或8B10B)的数据信号可以通过以字码率(blockratc)寻找强频率分量被认出。例如，快以太网(Fast Ethernct)或FDDI信号能通过寻找相当于字码率的25MHz音调被认出。相似地，千兆位以太网(Gigabit Ethernet)信号能通过寻找相当于字码率为8B10B的125MHz音调被认出。如果信号音调的相对振荡大于一预定的阈值，那末，对于输入数据信号，对应的字码率从而信号的位率能被决定，图4图示说明了本发明采用字码音调来决定信号类型的又一实施例。
在该实施例中，几个字码音调恢复单元72也被结合到灵活位率时钟恢复单元70中。每个字码音调恢复单元72包括滤波器74和放大器76，用来滤波和放大对应于输入信号的字码率的信号音调。此外，根据这些音调的振荡特性，比较器34可识别出正确的信号格式，从而位率。在这情况下，几个常用的固定位率时钟恢复单元32仍被用来对数据信号再计时。对这个实施例操作的元件和模式不是与和图2有关的那样讨论。
对本领域的熟练技术人员是显而易见的，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明作出各种修改和改动。因此，本发明试图覆盖对本发明的修改和改动，只要它们包括在所附的权利要求书及其等效技术方案的范围之中。
权利要求
1.一种用于从输入数据信号恢复时钟信号的灵活位率时钟恢复单元，所述输入数据信号能以不同位率传输，其特征在于，它包括几个固定位率时钟恢复单元，每个单元接收输入数据信号，每个所述固定位率时钟恢复单元工作于不同的位率，从输入数据信号中提取一个中间时钟信号；一比较器，接收每个中间时钟信号，并产生一个指示与输入数据信号有关的时钟信号的编码数据信号；以及一选择器，从所述比较器接收编码数据信号，并从所述几个固定位率时钟恢复单元接收每个中间时钟信号，所述选择器工作时根据编码数据信号选择中间时钟信号中的一个信号，从而从输入数据信号恢复时钟信号。
2.如权利要求1所述的灵活位率时钟恢复单元，其特征在于，所述比较器根据每个中间时钟信号的振荡特性决定编码数据信号。
3.如权利要求1所述的灵活位率时钟恢复单元，其特征在于，它还包括设置在每个所述几个时钟恢复单元和所述选择器之间的锁相环电路。
4.如权利要求3所述的灵活位率时钟恢复单元，其特征在于，所述锁相环电路包括连接到所述时钟恢复单元之一的相位探测器、连接到所述相位探测器的滤波器，以及连接到所述相位探测器和所述选择器的压控振荡器。
5.如权利要求4所述的灵活位率时钟恢复单元，其特征在于，每个所述锁相环电路的滤波器还连接到所述比较器。
6.如权利要求5所述的灵活位率时钟恢复单元，其特征在于，它还包括设置在每个所述锁相环电路的滤波器和所述比较器之间的整流电路，每个整流电路包括电容器、二极管和低通滤波器。
7.如权利要求1所述的灵活位率时钟恢复单元，其特征在于，每个所述固定位率时钟恢复单元包括放大器、异或门和狭带滤波器。
8.一种用于从输入数据信号恢复时钟信号的方法，该输入数据信号能以不同的位率传输，其特征在于，它包括如下步骤将输入数据信号接收入几个固定率时钟恢复单元；从输入数据信号中，提取几个中间时钟信号，每个所述时钟恢复单元工作于不同的位率，以从输入数据信号里提取一个中间时钟信号；以及根据中间时钟信号的振幅特征选择几个中间时钟信号中的一个信号，从而从输入数据信号恢复时钟信号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤将每个中间时钟信号接收入比较器；根据中间时钟信号的振荡特征产生编码数据信号，该编码数据信号指示与输入数据信号有关的时钟信号；将编码数据信号和每个中间时钟信号接收入选择器；以及根据编码数据信号，所述选择器通过几个中间时钟信号中的一个信号。
全文摘要
本发明提供的灵活位率时钟恢复单元(30)是专为从输入数据信号来恢复时钟信号的,其中输入数据信号能以不同的位率传输。该灵活位率时钟恢复单元包括几个固定位率时钟恢复单元(32),其中每个固定位率时钟恢复单元工作于不同的位率,从输入数据信号里提取一个中间时钟信号;用于根据每个中间时钟信号的振幅特征产生编码数据信号的比较器(34),其中编码数据信号指示与输入数据信号有关的时钟信号;以及根据编码数据信号选择中间时钟信号中的一个信号的选择器,从而从输入数据信号恢复时钟信号。
文档编号H04L7/027GK1390389SQ00815619
公开日2003年1月8日 申请日期2000年10月10日 优先权日1999年11月17日
发明者J·孔拉迪, M·沙尔玛 申请人:康宁股份有限公司