李欣，管绍军，胡晓天

（哈尔滨理工大学 测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080）

光纤收发器与FPGA技术相结合的方案是现在光纤通信系统的主流解决方案。目前，在超高速光纤通信中还多采用专用的ASIC芯片，但最近各FPGA厂商也相继推出了40Gbps、4x10Gbps、100Gbps 和 10x10Gbps 等 FPGA 芯片 ，使基于FPGA超高速光纤通信的实现成为可能。FPGA的可编程特性，具有ASIC芯片无法比拟的优越性。所以基于FPGA的光纤通信有很大的现实意义。

1 光纤通信系统结构设计

光纤通信系统主要由位同步时钟提取模块、8B/10B编解码器模块和NRZI编解器模块组成，主要功能框图如图1所示。数据经8B/10编码后，能在很大程度上平衡位流中0与1的个数，而NRZI编码又做了进一步的平衡，主要是为了使信号状态变化趋于频繁以便位同步时钟提取模块更好、更快的提取出位同步时钟。编码后的信号为LVTTL电平信号，先经电平转换模块转换为PECL电平信号，再由光发送接收模块转换为光信号送入光纤传输介质。经光纤传输后，在接收端先经光发送接收模块把光信号转换为PECL电平信号，再由电平转换模块把PECL电平信号转换为LVTTL电平信号，同时位同步时钟提取模块提取出同步时钟，为解码模块提供参考时钟。最后，接收到的数据经解码后数据输出。

图1 光纤通信系统结构Fig.1 Fiber communication system block schematic diagram

2 位同步时钟提取的FPGA实现

在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串的码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时候取样判决。……