灵活光网络(FlexO)是一种用于信号互联的接囗技术,通过绑定多个标准速率接口来实现超100Gbps业务的传输,满足了5G承载网超大带宽的应用需求。但在具体实施过程中,仍有许多技术问题需要解决。在400Gbps光传输网中,从线路侧OTUC4业务中恢复出OTU4业务数据的过程中,需要通过业务码流恢复客户时钟,并通过相应接口将恢复出来的OTU4业务送入客户侧光模块。在基于FlexO技术实现高速光传输的系统中,本文设计了一种新型的OTUCn到n个OTUC1全数字时钟数据恢复方案。它利用时钟恢复算法输出控制量,控制锁相环频率合成器生成所需频率的方式来完成时钟恢复的任务,并通过恢复的时钟来实现OTUCn到n个OTUC1信号数据流的重定时。该方案的核心是算法的设计,本文在改进比例积分(PID)算法后,将其应用在时钟恢复算法的设计中,通过FIFO水位与待恢复时钟的约束关系生成调控量,实时控制频率合成器生成待恢复的时钟。经过仿真和实测证明:该方案可以有效满足FlexO中的时钟恢复需求,在客户侧的带宽发生-120~120ppm频偏时,仍能完成对OTU4业务数据的实时恢复,使FlexO高速光传输系统长期稳定工作,该方案对于时钟数据恢复电路结构的改进具有一定的借鉴意义。文章主要论述了:(1)阐述了锁相环的基本原理,介绍了锁相环的基本结构;概述时钟数据恢复电路的基本原理,对常见的多种时钟数据恢复技术和锁相环频率合成技术进行介绍。(2)阐述基于FlexO技术实现高速光传输的基本原理,对其时钟数据恢复需求进行需求分析,并对本文CDR待实现的功能进行划分,形成本文的CDR设计概要。(3)建立基于FIFO数据传输系统的模型和输入模型,确立FIFO水位与读取端时钟的约束关系,将时钟恢复算法的设计转换为对FIFO水位控制算法的设计。(4)阐述了比例积分(PID)控制算法的基本原理,将改进后的数字PID控制算法应用在FIFO水位控制算法的设计中,通过Matlab对算法功能进行验证。(5)完成基于FIFO水位控制算法的CDR数字设计,并基于现场可编辑门阵列(FPGA)板级实现,搭建400G光传输网的测试环境,对本文设计的CDR模块性能进行测试。