[實(shí)用新型]一種利用反向時(shí)鐘同步組網(wǎng)的光端機(jī)芯片結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220274785.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202713522U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃海濱;吳明遠(yuǎn);鄭可為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫思泰迪半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H04N7/22
• 分類號(hào): H04N7/22;H04L7/00
• 代理公司: 無(wú)錫盛陽(yáng)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云

技術(shù)領(lǐng)域

????本實(shí)用新型涉及光端機(jī)的結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用反向時(shí)鐘同步組網(wǎng)的光端機(jī)芯片結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

數(shù)字視頻光端機(jī)由于其傳送數(shù)據(jù)量大，無(wú)傳送損耗和延遲的特點(diǎn)，近年來(lái)在安防監(jiān)控領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。

另一方面，集成電路技術(shù)隨著工藝的進(jìn)步，近年來(lái)取得了較快的發(fā)展。以深亞微米CMOS工藝為基礎(chǔ)，目前集成電路芯片技術(shù)已經(jīng)可以將視頻光端機(jī)的主要功能集成，以該集成芯片為基礎(chǔ)的數(shù)字視頻光端機(jī)在功耗、體積方面均較傳統(tǒng)產(chǎn)品有較大優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有的數(shù)字光端機(jī)芯片組結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，為了簡(jiǎn)化繪圖和說(shuō)明，這里畫出的為單路數(shù)字視頻光端機(jī)，實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)2~16路的情況，但基本原理一致，其包括發(fā)送端芯片、接收端芯片，發(fā)送端芯片通過(guò)光纖連接接收端芯片，發(fā)送端芯片包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、CPLD/或FPGA、串并轉(zhuǎn)換器、發(fā)送光纖模塊、本地時(shí)鐘，發(fā)送端的數(shù)據(jù)輸入經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、CPLD/或FPGA、串并轉(zhuǎn)換器之后傳入發(fā)送光纖模塊，發(fā)送端的接模數(shù)轉(zhuǎn)換器、CPLD/或FPGA、串并轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘輸入端分別連接本地時(shí)鐘，數(shù)據(jù)最終通過(guò)發(fā)送光纖模塊經(jīng)由光纖傳送至接收端芯片的光纖模塊，接收端芯片的本地時(shí)鐘保持與發(fā)送端芯片的本地時(shí)鐘的頻率一致，從而接收電路依靠與發(fā)送時(shí)鐘相同的時(shí)鐘頻率，同步數(shù)據(jù)接收，并完成數(shù)據(jù)的恢復(fù)與處理，接收端芯片具體包括光纖模塊、串并轉(zhuǎn)換器、CPLD/或FPGA、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、本地時(shí)鐘，接收端芯片的光纖模塊接受數(shù)據(jù)后依次傳向串并轉(zhuǎn)換器、CPLD/或FPGA、數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器通向接收端的數(shù)據(jù)輸入，接收端芯片的本地時(shí)鐘分別連接串并轉(zhuǎn)換器、CPLD/或FPGA、數(shù)模轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘輸入接口。

上述芯片組結(jié)構(gòu)在處理單一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳送時(shí)，由于雙方的本地時(shí)鐘頻率可以基本保持一致，在一定誤碼率的情況下，基本保證數(shù)據(jù)發(fā)送與接收端的同步，但是伴隨著數(shù)字視頻光端機(jī)在安防監(jiān)控中的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在通常情況下是多個(gè)發(fā)送端對(duì)應(yīng)一個(gè)接收端，一對(duì)數(shù)字視頻光端機(jī)必須占用一條光纖，其數(shù)據(jù)通信量遠(yuǎn)小于光纖容量，單根光纖的通信量被大大縮小，當(dāng)多個(gè)發(fā)送端同時(shí)對(duì)應(yīng)一個(gè)接收端時(shí)，需要從每個(gè)發(fā)送端單獨(dú)引一根光纖通向接收端，而現(xiàn)有線路光纖數(shù)量無(wú)法滿足大量數(shù)字視頻光端機(jī)對(duì)光纖的需求。

隨著數(shù)字視頻光端機(jī)在安防監(jiān)控中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)視頻光端機(jī)架構(gòu)下的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸日益暴露出其光纖資源利用率不高的缺點(diǎn)：

一方面，一對(duì)數(shù)字視頻光端機(jī)占用一條光纖，其數(shù)據(jù)通信量遠(yuǎn)小于光纖最大容量。正常一路標(biāo)準(zhǔn)清晰度視頻信號(hào)碼率不到150Mbps，而常用光纖容量在Gbps量級(jí)，是其十倍以上；

另一方面，工程應(yīng)用中經(jīng)常遇到光纖架設(shè)成本高，或由于各種限制無(wú)法進(jìn)行施工（如：不可能讓鐵路中止運(yùn)營(yíng)進(jìn)行施工），只能租用現(xiàn)有線路，而現(xiàn)有線路光纖數(shù)量無(wú)法滿足大量數(shù)字視頻光端機(jī)對(duì)光纖的需求。

工程商被迫尋求解決方案，如圖2所示即為常見(jiàn)的“多對(duì)單”方案，即：多個(gè)發(fā)送端共享一根光纖到單一接收端。從而有效利用光纖資源，減少架設(shè)光纜的需求。以上將多個(gè)發(fā)送端數(shù)據(jù)匯集到一根光纖上的過(guò)程就叫做“匯聚”。

為了達(dá)到上述目的，就必須改變傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式，目前一般會(huì)采用以下兩種方法完成匯聚功能：

1）??????????????使用波分復(fù)用技術(shù)，利用復(fù)雜且昂貴的波分復(fù)用器件，在單一光纜上實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的匯聚和傳送。實(shí)際上是在光學(xué)層面上實(shí)現(xiàn)信號(hào)匯聚；

2）??????????????采用各種電路方案實(shí)現(xiàn)光端機(jī)信號(hào)的匯聚，即：在電信號(hào)范疇內(nèi)完成信號(hào)匯聚。這種方法又可細(xì)分為數(shù)字和模擬解決方法：

a)????模擬方法通過(guò)將信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量，然后再轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)匯聚。這種方法的缺點(diǎn)是信號(hào)在轉(zhuǎn)換中有較大損耗，并且需要額外的數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，增加了成本；

b)????對(duì)比于模擬匯聚，數(shù)字匯聚的可以達(dá)到信號(hào)的零損耗，額外增加的數(shù)字電路成本很低，基本可以忽略不計(jì)。但目前數(shù)字匯聚實(shí)現(xiàn)的主要障礙是不同信號(hào)來(lái)源的同步：以圖2為例，雖然四個(gè)發(fā)送端使用的晶振標(biāo)稱一致，但由于均為各自的本地時(shí)鐘和分離器件，時(shí)鐘頻率存在差異。數(shù)字匯聚過(guò)程中發(fā)生丟碼和誤碼現(xiàn)象，從而影響傳送信號(hào)的完整性。這種情況造成現(xiàn)有方案下發(fā)送端數(shù)據(jù)匯聚時(shí)難以進(jìn)行數(shù)字采樣，所以以目前架構(gòu)在數(shù)字域內(nèi)匯聚各個(gè)發(fā)送端的數(shù)據(jù)尚有困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種利用反向時(shí)鐘同步組網(wǎng)的光端機(jī)芯片結(jié)構(gòu)，其可以在多個(gè)芯片間進(jìn)行時(shí)鐘同步，從而能夠?qū)崿F(xiàn)多芯片間數(shù)據(jù)的匯聚，確保數(shù)字匯聚的數(shù)字采樣，使得傳送信號(hào)完整。