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Application Report ZHCA567 – August 2013 一种因光纤漂移引起SERDES FIFO 溢出的解决方案 李俊明 摘要 分布式基站系统中，RRU 通常会通过光纤拉远实现与 BBU 的远程互联。由于光纤自身的特 性，传输过程中必然会引入抖动和漂移；尤其是漂移，因其低频特性，并且难于滤除，在 SERDES 的FIFO 深度不够的情况下有可能会造成FIFO 的溢出。 本文首先会对这个问题进行一般性地分析，在此基础上我们将以德州仪器公司 10G SERDES 器件TLK10002 为例，提出一个新的解决方案，即采用双时钟模式提供 SERDES 系统时钟，并且探讨了这种模式的具体实现方式。同时，为了验证双时钟方案的可行性，我 们搭建了相应的测试平台，并给出了相应的测试结果。 目录 1 光纤漂移引起的SERDES FIFO 溢出问题分析 2 1.1 漂移及漂移形成的原因2 1.2 漂移引起的SERDES FIFO 溢出问题分析 2 2 BBU SERDES 双系统时钟方案及具体实现 3 2.1 TLK10002 内部时钟架构 3 2.2 TLK10002 双时钟系统方案4 2.3 双系统时钟方案的具体实现 5 3 双系统时钟方案实际测试 6 3.1 测试设置6 3.2 实测结果6 4 结论 8 5 参考文献 9 图表 图1 BBU/RRU 系统级联方案 2 图2 TLK10002 内部时钟架构 4 图3 TLK10002 双系统时钟方案 5 图4 采用双时钟方案构建BBU SERDES 系统 5 图5 TLK10002 双时钟系统方案测试设置 6 图6 TLK1002 串行输入信号眼图 7 1 ZHCA567 图7 TLK10002 CDR 输出相噪 7 图8 LMK04808 输出相噪 8 图9 TLK10002 发射通道输出眼图 8 1 光纤漂移引起的SERDES FIFO 溢出问题分析 1.1 漂移及漂移形成的原因 漂移是一个数字信号的有效瞬时在时间上偏离其理想位置的，非累计性的偏离。所谓的“长期的偏离” 是指偏离随时间较慢的变化，通常认为变化频率低于10Hz 就属于较慢的变化。 实际数字信号存在的相位噪声，抖动时相位噪声的高频成分，漂移是相位噪声的低频成分，工程中以 10Hz 来划分高、低频。产生这两种频率成分的机理有所不同。产生低频成分，也就是产生漂移的主 要原因是传输媒质和设备中传输时延的变化，例如光纤白天受热变长，时延增加，信号迟到，相位滞 后；光纤夜间受冷变短，时延减少，信号早到、相位超前。产生高频成分，也就是产生抖动的主要原 因是内部噪声引起的信号过零点随机变化，例如振荡器输出信号的相位噪声，数字逻辑开关时刻的不 确定性等。 漂移不会直接导致传输产生误码，因为传输设备的恢复时钟电路能跟踪相位的慢变化。漂移幅度变化 虽慢，但长期累积幅度可能高达1000UI[3] 。 1.2 漂移引起的SERDES FIFO 溢出问题分析 图1 BBU/RRU 系统级联方案 2 一种因光纤漂移引起SERDES FIFO 溢出的解决方案