技术领域 本发明实施例涉及通信技术领域， 特别涉及一种数据时钟恢复模块和数 据时钟恢复方法。 背景技术 光接入越来越成为宽带接入的趋势， 无源光网络 ( Passive Optical Network, PON )作为当前光接入的最主要技术， 其布放和研究已经越来越广 泛和深入。 PON中包括光线路终端 （Optical Line Termination, OLT )、 光分 配节点（ Optical Distribution Node, ODN ),光网络单元（ Optical Network Unit, ONU ), 每个 OLT通过 ODN与多个 ONU以树形结构的形式连接在一起， 由 于各个 ONU与 OLT距离不同， 各个 ONU发射的数据到达 OLT的相位各不 相同， 因此， 在每一个 ONU与 OLT通信之前， 都需要与 OLT的时钟同步。

现有技术中，保持 OLT接收的数据信号或 OLT本地的时钟信号两者之一 的相位不变， 调节另一信号的相位， 直至数据信号和时钟信号相位同步。 然 而这种方法使得数据信号和时钟信号到达同步 的时间较长。 发明内容 本发明实施例提供一种数据时钟恢复模块和数 据时钟恢复方法， 实现减 小时钟信号与数据信号的同步时间。

一方面， 本发明实施例提供了一种数据时钟恢复模块， 包括： 接收接口、 时钟单元、 第一相位调整单元、 第二相位调整单元、 相位检测单元和同步器； 所述时钟单元， 用于根据参考频率产生时钟信号， 并将所述时钟信号输 入至所述第一相位调整单元，所述时钟信号的 频率锁定在数据信号的频率上； 所述第一相位调整单元， 用于根据所述相位检测单元反馈的第一控制信 号对所述时钟信号进行相位调整， 并将调整后的时钟信号分别输入至所述相 位检测单元和所述同步 所述接收接口， 用于接收数据信号；

所述第二相位调整单元， 用于根据所述相位检测单元反馈的所述第一控 制信号对所述数据信号进行相位调整， 并将调整后的数据信号分别输入至所 述相位检测单元和所述同步器； 所述第二相位调整单元与所述第一相位调整 单元的相位调整方向相反；

所述相位检测单元， 用于获得所述调整后的时钟信号和所述调整后 的数 据信号的相位差值， 对所述相位差值进行滤波得到所述第一控制信 号， 将所 述第一控制信号分别反馈至所述第一相位调整 单元和所述第二相位调整单 元；

所述同步器， 用于釆用所述调整后的时钟信号对所述调整后 的数据信号 进行釆样， 得到与所述调整后的时钟信号同步的数据信号 。

另一方面， 本发明实施例还提供一种数据时钟恢复方法， 包括： 根据第一控制信号对根据参考频率产生的时钟 信号进行相位调整， 并根 据所述第一控制信号对数据信号进行相位调整 ； 所述时钟信号的相位调整方 向与所述数据信号的相位调整方向相反； 所述时钟信号的频率锁定在数据信 号的频率上； 所述第一控制信号由对所述调整后的时钟信号 和所述调整后的 数据信号的相位差值进行滤波后得到；

釆用所述调整后的时钟信号对所述调整后的数 据信号进行釆样， 得到与 所述调整后的时钟信号同步的数据信号。

本发明实施例提供的数据时钟恢复模块和数据 时钟恢复方法， 通过分别 对本地产生的时钟信号和接收的数据信号的相 位朝相反方向调整， 将相位超 前的信号的相位拉回来， 将相位滞后信号的相位推出去， 实现时钟信号和数 据信号的相位同步， 二者相位同时调整可实现减小时钟信号与数据 信号的同 步时间。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简 单地介绍， 显而易见地， 下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 图 1为本发明提供的数据时钟恢复模块一个实施� �的结构示意图； 图 2为本发明提供的数据时钟恢复模块中时钟单� �一个实施例的结构示 意图；

图 3为本发明提供的数据时钟恢复模块又一个实� �例的结构示意图； 图 4为本发明提供的数据时钟恢复模块中时钟单� �又一个实施例的结构 示意图；

图 5为本发明提供的数据时钟恢复方法一个实施� �的流程图。 具体实施方式 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而 不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 ， 都属于本发明保护的范围。

图 1为本发明提供的数据时钟恢复模块一个实施� �的结构示意图， 如图 1所示， 该数据时钟恢复模块包括： 接收接口 1、 时钟单元 2、 第一相位调整 单元 3、 第二相位调整单元 4、 相位检测单元 5和同步器 6;

时钟单元 2, 用于根据参考频率产生时钟信号， 并将时钟信号输入至第 一相位调整单元 3 , 该时钟信号的频率锁定在数据信号的频率上；

第一相位调整单元 3 , 用于根据相位检测单元 5反馈的第一控制信号对 时钟信号进行相位调整， 并将调整后的时钟信号分别输入至相位检测单 元 5 和同步器 6;

接收接口 1 , 用于接收数据信号；

第二相位调整单元 4, 用于根据相位检测单元 5反馈的第一控制信号对 数据信号进行相位调整， 并将调整后的数据信号分别输入至相位检测单 元 5 和同步器 6; 第二相位调整单元 3与第一相位调整单元 4的相位调整方向相 反；

相位检测单元 5 , 用于获得调整后的时钟信号和调整后的数据信 号的相 位差值， 对该相位差值进行滤波得到第一控制信号， 将该第一控制信号分别 反馈至第一相位调整单元 3和第二相位调整单元 4;

同步器 6, 用于釆用调整后的时钟信号对调整后的数据信 号进行釆样， 得到与调整后的时钟信号同步的数据信号。

本发明实施例提供的数据时钟恢复模块 （Clock and Data Recovery, CDR ), 可以设置在 PON网络的 OLT端， 用于将从 PON网络中各个 ONU端 接收的数据信号与 CDR本地产生的时钟信号同步。

本发明实施例提供的 CDR, 其结构基于推-拉（push-pull )技术的原理， 在进行相位调整的过程中，接收到的数据信号 和 CDR本地产生的时钟信号的 相位均进行调整， 最终取得同步的相位既不是数据信号的原始相 位， 也不是 时钟信号的原始相位， 而是居于数据信号和时钟信号两者原始相位的 一个中 间位置。 可以理解的是， 实现最终取得同步的相位位置， 数据信号和时钟信 号的原始相位中， 一个超前， 一个滞后。 因此， 在 CDR进行相位调整的过程 中，是将数据信号和时钟信号的原始相位中， 相位超前的信号的相位拉（pull ) 回来， 将相位滞后信号的相位推（push ) 出去， 即， 数据信号和时钟信号的 相位调整方向相反。

为实现 CDR的上述调整方法， 本发明实施例提供的 CDR中， 设置第一 相位调整单元 3和第二相位调整单元 4, 其中， 第一相位调整单元 3用于对 时钟单元 2产生的时钟信号进行相位调整， 第二相位调整单元 4用于对接收 的数据信号进行相位调整。 其中， 第一相位调整单元 3和第二相位调整单元 4 可以釆用具备相位调整功能的各种器件， 例如： 压控延时线 （Voltage Controlled Delay Line, VCDL )等。

CDR中还设置相位检测单元 5 , 该相位检测单元 5可以釆用具备相位检 测功能的各种器件， 例如： 相位检测器（Phase Detector, PD )等。 该相位检 测单元 5用来检测第一相位调整单元 3调整后的时钟信号以及第二相位调整 单元 4调整后的数据信号， 获得调整后的时钟信号和调整后的数据信号的 相 位差值， 对相位差值进行滤波后得到第一控制信号， 并分别向第一相位调整 单元 3和第二相位调整单元 4反馈第一控制信号。 其中， 第一控制信号可以 为电流信号， 也可以为电压信号。 即， CDR中的第一相位调整单元 3和相位 检测单元 5, 以及第二相位调整单元 4和相位检测单元 5分别形成反馈闭环， 第一相位调整单元 3、 第二相位调整单元 4和相位检测单元 5共同构成具有 push-pull功能的延时锁定环单元， 以使第一相位调整单元 3和第二相位调整 单元 4根据相位检测单元 5反馈的第一控制信号， 分别不断的调整时钟信号 和数据信号， 直至相位检测单元 5检测到时钟信号和数据信号的相位同步。 从前面 Push-Pull技术的原理部分的描述可以理解， 第一相位调整单元 3 和第二相位调整单元 4的相位调整方向相反， 以实现将数据信号和时钟信号 同步至数据信号原始相位和时钟信号原始相位 的一个中间相位， 而具体是将 时钟信号和数据信号中的哪个信号相位拉回至 该中间位置， 将哪个信号相位 推至中间位置， 取决于时钟信号和数据信号中哪个信号超前于 该中间位置， 哪个信号滞后于该中间位置。 但需要保证相位检测单元 5反馈给第一相位调 整单元 3和第二相位调整单元 4的第一控制信号为负反馈， 以保证将数据信 号和时钟信号同步至数据信号原始相位和时钟 信号原始相位的一个中间相 位。

在相位检测单元 5检测到经过第一相位调整单元 3调整后的时钟信号与 经过第二相位调整单元 4调整后的数据信号同步后， 由于接收接口 1接收的 数据信号的相位可能会发生变化， 因此相位检测单元 5仍可以实时检测第一 相位调整单元 3调整后的时钟信号以及第二相位调整单元 4调整后的数据信 号， 获得调整后的时钟信号和调整后的数据信号的 相位差值， 对相位差值进 行滤波后得到第一控制信号， 并分别向第一相位调整单元 3和第二相位调整 单元 4反馈第一控制信号， 使得第一相位调整单元 3和第二相位调整单元 4 分别根据第一控制信号调整时钟信号和数据信 号， 从而实现实时调整时钟信 号和数据信号的相位， 使时钟信号和数据信号实现同步。

在相位检测单元 5检测到经过第一相位调整单元 3相位调整后的时钟信 号与经过第二调整单元 4相位调整后的数据信号同步后， 同步器 6可以釆用 调整后的时钟信号对调整后的数据信号进行釆 样， 得到与调整后的时钟信号 同步的数据信号， 并将与调整后的时钟信号同步的数据信号输出 。

本发明实施例提供的 CDR, 釆用第一相位调整单元 3对时钟信号的相位 进行调整， 釆用第二相位调整单元 4对数据信号的相位进行调整， 使二者最 终的相位在时钟信号原始相位和数据信号原始 相位之间的相位达到同步。 由 于第一相位调整单元 3和第二相位调整单元 4的相位调整同步进行， 而第一 相位调整单元 3和第二相位调整单元 4中的每个单元调整的相位幅度， 为仅 调整时钟信号和数据信号中的一个信号所调整 的相位幅度的一半， 因此， 减 小时钟信号与数据信号的同步时间。 本实施例提供的数据时钟恢复模块， 通过分别对本地产生的时钟信号和 接收到的数据信号的相位朝相反方向调整，将 相位超前的信号的相位拉（ pull ) 回来， 将相位滞后信号的相位推（push ) 出去， 实现时钟信号和数据信号的 相位同步， 二者相位同时调整可实现减小时钟信号与数据 信号的同步时间。 图 2为本发明提供的数据时钟恢复模块中时钟单� �一个实施例的结构示 意图， 如图 2所示， 作为一种可行的实施方式， CDR中的时钟单元 2可以包 括： 频率锁定器 21和压控振荡器 22; 其中：

频率锁定器 21 , 用于根据分频系数对压控振荡器 22反馈的时钟信号分 频， 获得分频后的时钟信号和参考频率的频率差值 ， 对频率差值进行滤波得 到第二控制信号， 将第二控制信号反馈至压控振荡器 22; 其中， 分频系数可 以根据数据信号的频率确定； 第二控制信号可以为负反馈信号。

压控振荡器 22, 用于产生时钟信号， 将时钟信号输入至第一相位调整单 元 3和频率锁定器 21 ; 用于根据频率锁定器 21反馈的第二控制信号调整时 钟信号的频率。

本实施例中， 在第一相位调整单元 3、 第二相位调整单元 4和相位检测 单元 5共同构成具有 push-pull功能的延时锁定环单元的基础上， 时钟单元 2 可以由频率锁定器 21和压控振荡器 22构成，压控振荡器 22产生时钟信号后， 可以将时钟信号反馈给频率锁定器 21 , 频率锁定器 21可以根据由数据信号 频率确定的分频系数对压控振荡器 22反馈的时钟信号分频，获得分频后的时 钟信号和参考频率的频率差值， 对频率差值进行滤波得到第二控制信号， 并 将第二控制信号反馈至压控振荡器 22, 从而使压控振荡器 22可以根据第二 控制信号调整时钟信号的频率。

可以看出， 本实施例中， 除了釆用第一相位调整单元 3对时钟信号的相 位进行调整之外，还釆用压控振荡器 22对输入至第一相位调整单元 3中的时 钟信号的频率进行调整， 从而实现调整输入第一相位调整单元 3 中的时钟信 号的频率。

本实施提供的数据时钟恢复模块， 在釆用具有 push-pull功能的延时锁定 环单元分别对本地产生的时钟信号和接收到的 数据信号的相位朝相反方向调 整， 实现时钟信号和数据信号的相位同步， 还可以通过时钟单元中的压控振 荡器对输入相位调整单元中的时钟信号的频率 进行调整， 实现时钟信号与数 据信号的频率同步。 二者相位同时调整可实现减 d、时钟信号与数据信号的同 步时间， 调高了数据时钟恢复模块的抖动性能。 图 3为本发明提供的数据时钟恢复模块又一个实� �例的结构示意图， 如 图 3所示， 在图 1所示实施例的基础上， 本发明实施例提供的 CDR中， 时钟 单元 2还可以用于根据相位检测单元 5反馈的第一控制信号调整时钟信号的 相位。

本实施例中， 在第一相位调整单元 3、 第二相位调整单元 4和相位检测 单元 5共同构成具有 push-pull功能的延时锁定环单元的基础上， 相位检测单 元 5还可以将由对调整后的时钟信号和调整后的� �据信号的相位差值进行滤 波后得到第一控制信号输入至时钟单元 2, 时钟单元 2可以根据该第一控制 信号对产生的时钟信号的相位进行调整。 即， 时钟单元 2可以根据第一控制 信号对输入给第一相位调整单元 3的时钟信号的相位进行调整。 图 4为本发明提供的数据时钟恢复模块中时钟单� �又一个实施例的结构 示意图， 如图 4所示， 在图 3所示的数据时钟恢复模块的基础上， 时钟单元 2可以包括： 频率锁定器 21和压控振荡器 22;

频率锁定器 21 , 用于根据分频系数对压控振荡器 22反馈的时钟信号分 频， 获得分频后的时钟信号和参考频率的频率差值 ， 对频率差值进行滤波得 到第二控制信号， 将第二控制信号反馈至压控振荡器 22; 分频系数根据数据 信号的频率确定； 第二控制信号可以为负反馈信号。

压控振荡器 22, 用于产生时钟信号， 将时钟信号输入至第一相位调整单 元 3和频率锁定器 21 ; 用于根据频率锁定器 21反馈的第二控制信号调整时 钟信号的频率； 用于根据相位检测单元 5反馈的第一控制信号调整时钟信号 的相位。

本实施例提供的时钟单元与图 2所示实施例中提供的时钟单元的区别在 于， 压控振荡器 22除了可以根据频率锁定器 21产生的第二控制信号调整调 整时钟信号的频率之外， 还可以根据相位检测单元 5反馈的第一控制信号调 整时钟信号的相位。 具体的， 在第一相位调整单元 3、 第二相位调整单元 4和相位检测单元 5 共同构成具有 push-pull功能的延时锁定环单元的基础上， 相位检测单元 5、 压控振荡器 22以及第一相位调整单元 3共同构成锁相环功能单元，在该锁相 环功能单元中， 相位检测单元 5将第一控制信号反馈给压控振荡器 22, 从而 使压控振荡器 22根据频率锁定器 21调整时钟信号频率的同时， 还可以根据 该第一控制信号调整时钟信号的相位。

需要说明的是， 由于相位检测单元 5、 压控振荡器 22以及第一相位调整 单元 3共同构成的锁相环功能单元中，压控振荡器 22的等效模型为一积分处 理， 因而锁相环功能单元的环路时间常数远远大于 延时锁定环单元的环路时 间常数， 这使得在从相位检测单元 5检测到数据信号和时钟信号具有较大的 相位差值一直到数据信号和时钟信号取得相位 同步这段时间， 主要是具有 push-pull功能的延时锁定环单元对数据信号和时 钟信号进行相位调整。 而在 这个过程中， 由于压控振荡器 22的时间常数较大， 因此， 锁相环功能单元对 时钟信号的相位调整较慢， 相对于具有 push-pull功能的延时锁定环单元对时 钟信号的相位调整可以忽略。而一旦数据信号 和时钟信号取得相位同步以后， 数据信号和时钟信号具有较小的相位差值， 这种情况下， 锁相环功能单元来 得及跟踪这种较小的相位差值，从而可以通过 压控振荡器 22根据第一控制信 号对时钟信号的相位进行微调整。 而由于锁相环功能单元的低频环路增益要 远远大于具有 push-pull功能的延时锁定环单元， 因此， 在数据信号和时钟信 号取得相位同步以后， 锁相环功能单元对时钟信号的相位调整起主导 作用， 而在取得相位同步以后的相位调整为微调整， 因此能够保证 CDR具有良好的 抖动性能。

本实施提供的数据时钟恢复模块， 在釆用具有 push-pull功能的延时锁定 环单元分别对本地产生的时钟信号和接收到的 数据信号的相位朝相反方向调 整的基础上， 还可以釆用锁相环功能单元对时钟信号进行微 调整， 实现时钟 信号和数据信号的相位同步， 二者相位同时调整可实现减小时钟信号与数据 信号的同步时间， 调高了数据时钟恢复模块的抖动性能。 在前述各实施例的基础上， 本实施例提供了相位检测单元的一种具体结 构， 相位检测单元可以包括： 相位检测子单元和环路滤波器； 其中： 相位检测子单元， 用于检测得到调整后的时钟信号和调整后的数 据信号 的相位差值；

环路滤波器， 用于对相位检测子单元输出的相位差值信号进 行滤波， 得 到第一控制信号， 并将第一控制信号分别输入至第一相位调整单 元和第二相 位调整单元。

由于相位检测子单元检测得到调整后的时钟信 号和调整后的数据信号的 相位差值中通常携带有脉冲信号等高频信号， 可能影响第一相位调整单元和 第二相位调整单元对时钟信号和数据信号相位 调整的精确度。 因此， 可以通 过环路滤波器对相位检测子单元输出的相位差 值进行滤波， 过滤掉相位差值 中的高频部分得到第一控制信号， 将低频的第一控制信号分别输入至第一相 位调整单元和第二相位调整单元中。 其中， 环路滤波器可以釆用现有的各种 具有滤波功能的滤波器。

可选的， CDR中还可以设置放大器， 对接收接口 1接收的数据信号进行 放大整形， 将放大整形后的数据信号输入第二相位调整单 元， 以使第一相位 调整单元和第二相位调整单元对时钟信号和数 据信号的相位调整更加精确。

本实施例提供的数据时钟恢复模块， 通过分别对本地产生的时钟信号和 接收到的数据信号的相位朝相反方向调整，将 相位超前的信号的相位拉回来， 将相位滞后信号的相位推出去， 实现时钟信号和数据信号的相位同步， 二者 相位同时调整可实现减小时钟信号与数据信号 的同步时间。 在检测得到调整 后的时钟信号和调整后的数据信号的相位差值 后， 釆用滤波器进行滤波， 去 除脉冲等干扰信号得到第一控制信号， 从而提高对数据信号和时钟信号相位 调整的准确度。 另外， 釆用放大器对数据信号进行放大整形， 进一步减小干 扰信号对数据信号的干扰。 图 5为本发明提供的数据时钟恢复方法一个实施� �的流程图， 如图 5所 示， 该方法包括：

S501、根据第一控制信号对根据参考频率产生� �时钟信号进行相位调整， 并根据第一控制信号对数据信号进行相位调整 ； 时钟信号的相位调整方向与 数据信号的相位调整方向相反； 时钟信号的频率锁定在数据信号的频率上； 第一控制信号由对调整后的时钟信号和调整后 的数据信号的相位差值进行滤 波后得到；

S502、 釆用调整后的时钟信号对调整后的数据信号进 行釆样， 得到与调 整后的时钟信号同步的数据信号。

以上步骤的执行主体为数据时钟恢复模块 CDR, 该数据时钟恢复模块可 以设置在 PON网络中的 OLT上。

可选的， 时钟信号的频率锁定在数据信号的频率上， 具体可以包括： 时 钟信号的频率根据第二控制信号调整； 第二控制信号由根据分频系数对时钟 信号分频， 获得分频后的时钟信号和参考频率的频率差值 ， 并对频率差值进 行滤波后得到； 分频系数根据数据信号的频率确定。 第二控制信号可以为负 反馈信号。

可选的， CDR根据第一控制信号对根据参考频率产生的时 钟信号进行相 位调整之前， 还可以： 根据第一控制信号调整时钟信号的相位。

可选的， CDR根据第一控制信号对数据信号进行相位调整 之前,还可以：， 对数据信号进行放大整形。

其中， 第一控制信号可以为负反馈信号。

以上步骤的执行主体为数据时钟恢复模块， 其具体结构和所执行数据时 钟恢复方法的过程可参见本发明提供的数据时 钟恢复模块实施例中的相关描 述， 在此不再赘述。

本发明实施例提供的数据时钟恢复方法， 通过分别对本地产生的时钟信 号和从光网络单元接收到的数据信号的相位朝 相反方向调整， 将相位超前的 信号的相位拉回来， 将相位滞后信号的相位推出去， 实现时钟信号和数据信 号的相位同步， 二者相位同时调整可实现减小时钟信号与数据 信号的同步时 间。

本领域普通技术人员可以理解： 实现上述各方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。 前述的程序可以存储于计算机可读 取存储介质中。 该程序在执行时， 执行包括上述各方法实施例的步骤； 而前 述的存储介质包括： ROM, RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的 介质。

最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其 限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说 明， 本领域的普通技术 人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改， 或 者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的 精神和范围。