千兆位无源光网络(07-100)

　　锁定时间

GPON业务是异步的，下游规定为2.488Gbyte/s，上游定义为1.244Gbyte/s。在上游业务中，给每个用户一个传输数据的时隙。从ONU到OLT的业务不是连续的，由数据突发组成。在上游方向的接收端，为了获得高速数据需要系统同步和时钟锁定。

　　处理这些高速数据突发所需的锁定时间，对于GPON是50位时间，而传统系统允许相当长的锁定时间(通常几千位时间)。传统技术(如时钟数据恢复电路)不能用在这些情况下，所以，专门分立突发模式接收机用来满足上游数据中固有的非常短锁定时间的要求。然而，这类接收机消耗大量功率，导致占位面积不是最佳，使整个系统成本增加。

　　延迟和自适应

FPGA器件可解决此问题。输入缓冲器包含适合不同线路条件的专门逻辑。每个可编程I/O单元包含4个可编程I/O(见图2)。这些I/O的每个I/O都包含专门的逻辑，允许器件补偿由每个引脚高达2Gbyte/s性能引起的定时变化。其关键是输入延迟逻辑和自适应输入逻辑(AIL)。

　　图2FPGA输入逻辑

　　输入延迟逻辑功能提供高达128个延迟单元，使输入数据在0.45ps额定延迟。与输入延迟逻辑相连的所有功能为监控和保持输入时钟/数据相位关系提供I/O逻辑性能，以保证单个I/O的建立和保持时间。检测数据转变点和延迟数据(为了使采样时钟沿不在转变点处)，从而正确地锁定数据。此模式是一个自控制闭环系统，可由FPGA控制。它可跟踪和补偿由压力、电压和温度引起的延迟变化，而这些变化可能导致参量超过整个系统控制范围。

　　为了集中在无噪声环境下，所有工作都是基于“伸缩窗：(‘sliding window’)原理。此窗取输入数据的多个连续周期的抽点。为了在任何给定时间采样，所有数据周期都呈现在延迟链上。例如，数据率为1.25Gbyte/s，则全部7个数据周期呈现在延迟链中。AIL寄存沿延迟线给定点(取决于窗位置)的9个连续数据位。一个中心分接头寄存器(见图3)做为数据有效窗的参考点，而周围的寄存器确定窗宽度。根据来自延迟分接头寄存器的反馈，定时通过延迟单元数(128)的数据输入，选择数据眼最好是无噪声环境。