基于SerDes的多速率STM-N自适应转发系统实现

Abstract

针对电力通信网汇聚层纤芯资源有限，现网大量存量设备输出的同步传输模块N级（Synchronous Transport Module-N，STM-N）信号为灰光、无法直接接入波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）系统，而传统同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）设备及专用适配方案难以兼顾多速率（155 Mbps~10 Gbps）与低成本部署需求，本文提出一种基于串行器/解串器（Serializer/Deserializer，SerDes）的多速率STM-N自适应转发系统。系统采用混合时钟恢复架构，低速通道采用8倍过采样，高速通道采用时钟数据恢复（Clock and Data Recovery，CDR），通过微控制单元（Microcontroller Unit，MCU）实现多速率动态切换，并通过检测偏差及利用比例控制算法管理先进先出（First-In-First-Out，FIFO）缓冲区水位线，实现频偏补偿与无损传输。实验结果表明，系统在155 Mbps~10 Gbps全速率范围内可实现稳定的多速率自适应转发，各速率等级的恢复时钟频偏均优于ITU-T G.813标准要求，眼图张开度良好，长期运行无误码；系统基于国产FPGA实现，资源占用率较低；经8个密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）标准波长通道验证，系统具备灰光-彩光转换场景下的波长适应能力。本文为电力通信网汇聚层存量STM-N设备的平滑演进提供了可行的技术路径。