100Gbps光傳輸數(shù)字信號(hào)處理器幀同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、近年來(lái)由于互聯(lián)網(wǎng)視頻應(yīng)用、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等推動(dòng)數(shù)據(jù)流量的爆炸性增長(zhǎng)對(duì)光傳輸網(wǎng)絡(luò)中骨干側(cè)不斷施壓，骨干網(wǎng)明顯后繼乏力。為應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量壓力，采用OTN交換技術(shù)的100Gbps網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)逐步商用。作為100Gbps系統(tǒng)的核心技術(shù)，100Gbps數(shù)字信號(hào)處理器必須能夠有高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理能力（系統(tǒng)吞吐量128Gbit/s），因此100Gbps數(shù)字信號(hào)處理器芯片是決定100Gbps光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的最關(guān)鍵單元，其性能直接決定著100Gb

2、ps系統(tǒng)的承載能力。如何設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)100Gbps數(shù)字信號(hào)處理器芯片對(duì)于100Gbps傳輸系統(tǒng)顯得至關(guān)重要。
　　100Gbps數(shù)字信號(hào)處理器是主要是采用PDM-QPSK的調(diào)制方式將接收到的客戶側(cè)OTU4業(yè)務(wù)信息，進(jìn)行FEC編碼、差分編碼、訓(xùn)練序列的插入和QPSK調(diào)制等處理后，發(fā)送到線路側(cè)；在線路側(cè)收端，采用相干光解調(diào)接收技術(shù)，將接收到的模擬電信號(hào)，通過(guò)高速ADC進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過(guò)數(shù)字相干解調(diào)處理及FEC譯碼等處理后，恢復(fù)出客戶

3、側(cè)信息。
　　本文主要研究了100Gbps數(shù)字信號(hào)處理器中幀同步系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)對(duì)100Gbps DSP芯片中幀同步系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究，幀同步系統(tǒng)完成幀頭差分譯碼、相關(guān)檢測(cè)找?guī)^、Lane調(diào)整對(duì)齊、大頻偏補(bǔ)償、去QPSK相位模糊、解自定義幀等，即利用發(fā)端插入的已知幀頭序列，進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算找到自定義幀的幀頭，由于XI、XQ、YI、YQ四路幀頭不一樣，這樣可以區(qū)分出來(lái)四個(gè)Lane，根據(jù)幀頭的已知信息完成四路信號(hào)的對(duì)齊，根據(jù)相

4、關(guān)峰值可以判斷是否發(fā)生大頻偏，若出現(xiàn)大頻偏則送出+8G或者-8G給頻偏估計(jì)與補(bǔ)償，利用插入的已知訓(xùn)練序列完成去相位模糊，再將四路信息中插入的幀頭和訓(xùn)練序列刪除掉，完成幀同步系統(tǒng)的處理。然后根據(jù)各模塊的功能需求，采用自頂向下的方法用硬件描述語(yǔ)言完成幀同步系統(tǒng)中各模塊的設(shè)計(jì)，尤其是在幀頭搜索滑動(dòng)窗口設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)流同步緩存處理設(shè)計(jì)和CSRZ糾正設(shè)計(jì)中做了創(chuàng)新，減少了硬件資源。最后針對(duì)本文的設(shè)計(jì)使用UVM驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)幀同步系統(tǒng)進(jìn)行了功能驗(yàn)證，并給出