[发明专利]一种异步光纤通信方法、装置及网络

说明书

一种异步光纤通信方法、装置及网络，通过长锁定报文对异步光纤通信网络中的各个节点实现采样时钟的同步，再通过定期发送的短同步锁定信息，对通信过程中时钟相位的偏差进行校正。本发明所提供的异步光纤通信技术发送和接收都是采用的本地时钟，无需增设额外的时钟，采样要求相对较低，数据负荷较小，锁定过程简单，配合相对简化的编码方式，本发明仅仅占用较少的FPGA资源即可实现与现有技术相同的同步效果。同时，基于这种同步方式，本发明还提供了一种新的网络拓扑结构，能够将网络中的主节点进行环接，进一步增加网络的扩展能力。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术，尤其涉及一种异步光纤通信方法、装置及网络。

背景技术

现有的异步光纤通信系统中，通常采用如下的三种方式实现同步：

第一种，过采样方式：首先配置锁相环输出两路频率均为12.5倍速而相位相差90度的时钟,两路时钟同时分别在其信号的上升和下降沿进行采样，使采样频率达到50倍速，实现5倍的过采样。然后进行数据跳变检测，并记录下跳变的位置，当发生跳变的时候，开始进行数据的恢复。当两次跳变之间的数据大于或等于3位的时候，取采样数据的第5n+3位作为恢复的数据，将恢复的数据进行自对齐，使用滑动的窗口逐位在恢复出来的数据流中进行滑动，直到能够匹配10b的编码k28.5(直流平衡的8b/10b编码方法中的控制字符),同时记录下匹配位置。触发状态机由复位信号设置进入空闲状态，状态机由接收到的同步信息K28.5来驱动，每次收到K28.5之后，进入一次匹配状态，其他状况下仍保持空闲状态。在一次匹配状态下，若再次收到K28.5同步信息，且经对齐后的对齐位置与一次匹配状态的对齐位置相同，则进入二次配置状态，否则仍停留在一次匹配状态；二次匹配状态到锁定状态的转换与其类似，但若对齐位置发生了变化，则返回一次匹配状态；只有状态机进入了锁定状态才可以继续进行下一步的数据处理并输出。

第二种，利用同频异相位的若干接收单元恢复数据：这种方式通过一个时钟单元，输出多个相位相差恒定的同频率时钟。系统包含有一个求或输出单元及其多个数据恢复单元和通信通道，每个数据恢复单元分别针对不用的时钟进行数据采样恢复工作。这种方式下要求数据恢复单元的数目不低于4个。假设接收通道设有n个接收单元，各接收单元的采样单元的采样时钟相位依次相差360°/n,以此可保证接收到的数据至少被一个接收单元正确恢复，最后将检验通过的数据传到控制单元。

第三种，通过动态相位调整电路锁定时钟：例如，首先通过锁相环PLL输出8个不同相位的信号至DPA(动态相位调整)对时钟对输入的数据分别采样，由此判断出该数据线翻转的位置，这样，就可以从8个不同相位的时钟内选择一个位于有效数据中部的时钟来采样该数据，从而保证数据的正确性。

然而，上述的三种异步通信方式均存在各自的缺陷：

首先，过采样方式需要配置多路时钟，同时对时钟的下降沿和上升沿采样。一旦需要提升通信速率，则会对系统时序提出很高要求。

第二种，利用同频异相位的若干接收单元的方式，虽然能得到部分有效的报文数据，但同时可能存在大量未通过检测的报文，由于没有标准的判断校准是否正确的方式，因此不能给出数据报文的准确性的指标。

第三种，通过动态相位调整电路进行同步的方式，其缺陷在于:数据必须要有足够的翻转沿才能够使得DPA锁定，而且用来对数据进行采样的时钟一定要和输入数据的时钟源为同源时钟，如果两种时钟不同源，即使时钟源的标称频率一致，也将造成错误的数据的采样结果。

因此，针对以上缺陷，目前急需一种能够通过单一时钟、无需增设额外时钟信号、节约过采样数量的异步光纤通信方法及装置。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种异步光纤通信方法、装置及。