
Восстановление данных часов (CDR): невидимый страж оптических модулей
В эпоху, когда информация распространяется со скоростью света, оптические модули, как «мост» сетевых коммуникаций, выполняют важную задачу преобразования электрических и оптических сигналов, позволяя быстро передавать данные по оптоволокну. За стабильной работой оптических модулей стоит «невидимый страж» — технология Clock Data Recovery (CDR). Хотя она нечасто упоминается общественностью, она играет жизненно важную роль в области оптических коммуникаций. Сегодня давайте раскроем тайну CDR и посмотрим, как она обеспечивает точную передачу данных.
Восстановление тактовой частоты и данных (CDR) имеет две основные задачи: восстановление тактового сигнала и восстановление сигнала данных. В оптической системе связи передатчик кодирует сигнал данных и тактовый сигнал вместе и отправляет их. Однако при передаче на большие расстояния сигнал будет искажаться и ослабляться из-за таких факторов, как потери в волокне, дисперсия и внешние шумовые помехи, а тактовый сигнал и сигнал данных станут нечеткими.
Технология CDR подобна искусному «восстановителю». Она может отделить и восстановить исходный тактовый сигнал и сигнал данных из полученного искаженного сигнала. Тактовый сигнал обеспечивает временную привязку для считывания и обработки данных, как метроном в группе, позволяя передаче и обработке данных происходить упорядоченным образом; сигнал данных несет фактическую информацию, которую нам нужно передать, например, содержимое веб-страницы, видео, файлы и т. д. Только путем точного восстановления этих двух сигналов мы можем гарантировать, что принимающая сторона точно восстановит данные отправляющей стороны и добиться эффективной и надежной связи.
Принцип работы CDR включает в себя множество сложных и деликатных связей и в основном реализуется с помощью ключевых технологий, таких как фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) и выборка данных.
Во-первых, после того, как полученный сигнал поступает в схему CDR, начинает работать фазовая автоподстройка частоты. Фазовая автоподстройка частоты состоит из трех основных частей: фазового детектора (PD), петлевого фильтра (LF) и генератора, управляемого напряжением (VCO). Фазовый детектор отвечает за сравнение разности фаз между компонентом синхронизации во входном сигнале и выходным сигналом синхронизации генератора, управляемого напряжением, и преобразование этой разности фаз в сигнал напряжения. Петлевой фильтр фильтрует сигнал напряжения, чтобы удалить высокочастотный шум и получить плавное управляющее напряжение. Генератор, управляемый напряжением, регулирует собственную частоту колебаний и фазу в соответствии с этим управляющим напряжением, так что он постепенно синхронизируется с компонентом синхронизации во входном сигнале. Благодаря непрерывному сравнению и настройке фазовая автоподстройка частоты в конечном итоге блокирует тактовую частоту и фазу входного сигнала и восстанавливает точный тактовый сигнал.
После восстановления тактового сигнала входной сигнал данных дискретизируется с использованием этого точного тактового сигнала в качестве тактового сигнала выборки. Дискретизация в оптимальное время выборки сигнала данных позволяет минимизировать частоту ошибок битов, вызванных искажением сигнала, тем самым восстанавливая исходный сигнал данных и завершая весь процесс восстановления тактовых данных.
В практическом применении оптических модулей важность технологии CDR очевидна. С ростом сценариев высокоскоростной связи, таких как 5G и центры обработки данных, скорости передачи данных становятся все выше и выше, от 10G и 25G до сегодняшних 100G, 400G и даже выше. В такой высокоскоростной среде передачи даже небольшое искажение сигнала может привести к большому количеству ошибок данных, серьезно влияя на качество связи.
Технология CDR может эффективно преодолеть проблему целостности сигнала при высокоскоростной передаче, гарантируя, что оптический модуль всегда будет поддерживать стабильную и надежную работу при высокоскоростной передаче данных на большие расстояния. Она не только повышает точность передачи данных и снижает частоту ошибок по битам, но и повышает адаптивность оптического модуля к различным средам передачи и качеству сигнала, позволяя оптическому модулю нормально работать в сложных и меняющихся сетевых средах, обеспечивая надежную техническую поддержку для требований к низкой задержке и высокой пропускной способности сетей 5G и быстрого обмена большими объемами данных в центрах обработки данных.
С непрерывным развитием оптических коммуникационных технологий к технологии CDR также предъявляются более высокие требования. В будущем технология CDR будет развиваться в направлении более высокой скорости, меньшего энергопотребления и меньших размеров. С одной стороны, для того, чтобы удовлетворить растущий спрос на сверхскоростную передачу данных, CDR должна иметь возможность обрабатывать высокоскоростные сигналы и непрерывно преодолевать существующее узкое место скорости; с другой стороны, в крупномасштабных сценариях применения, таких как центры обработки данных, снижение энергопотребления стало ключевым требованием, и новая маломощная технология CDR поможет снизить энергопотребление и эксплуатационные расходы оборудования. В то же время, поскольку интеграция оптических модулей становится все выше и выше, схемы CDR также должны быть дополнительно уменьшены в размерах, чтобы адаптироваться к более компактным требованиям к конструкции. Кроме того, ожидается, что технологии искусственного интеллекта и машинного обучения также будут интегрированы в область CDR, оптимизируя производительность CDR с помощью интеллектуальных алгоритмов, чтобы она могла быстрее и точнее реагировать на сложные и изменяющиеся сигнальные среды.
Как одна из основных технологий для стабильной работы оптических модулей, технология восстановления данных часов (CDR) играет незаменимую роль в области оптической связи. Она как молчаливый герой за кулисами, охраняющий точную передачу данных точными «руками» и создающий для нас эффективную и стабильную сеть связи. Благодаря постоянным инновациям и развитию технологий CDR будет продолжать совершенствоваться и привносить больше возможностей в отрасль оптической связи.
Категории
Новый блог
Теги
новые продукты
100G QSFP28 ZR4 BIDI 80 км оптическое трансивер Читать далее
Оптический приемопередатчик 100G QSFP28 LR с одинарной лямбдой 10 км LC Читать далее
Оптический приемопередатчик 25G SFP28 ZR 1310 нм 80 км LC Читать далее
Оптический приемопередатчик 100G QSFP28 ZR4 80KM LC поколения II Читать далее
Оптический приемопередатчик 100G QSFP28 BIDI 40 км LC Читать далее
Оптический приемопередатчик 100G QSFP28 BIDI 10 км LC Читать далее
© Авторские права: 2025 ETU-Link Technology CO ., LTD Все права защищены.
Поддерживается сеть IPv6