高速光突發(fā)模式傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、最近幾年，光纖通信技術(shù)得到了極大的發(fā)展，不斷有新的技術(shù)涌現(xiàn)出來。在光纖骨干網(wǎng)中，光突發(fā)交換(OBS)被認(rèn)為是提高交換能力的最有效的技術(shù)之一；在光纖接入網(wǎng)中，無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)被認(rèn)為是消除最后一公里瓶頸的最有效技術(shù)。在OBS和PON系統(tǒng)中，都會面對接收、發(fā)射突發(fā)信號的問題，突發(fā)信號與連續(xù)信號相比有很大不同，傳統(tǒng)的光收發(fā)機(jī)無法做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，這就需要特殊的技術(shù)－光突發(fā)模式收發(fā)技術(shù)。 首先研究了光突發(fā)模式接收機(jī)技術(shù)?？偨Y(jié)了現(xiàn)有的技術(shù)

2、放案，選擇具有較大優(yōu)勢的前饋式接收機(jī)方案展開研究。針對現(xiàn)有光突發(fā)模式接收機(jī)的不足，進(jìn)行了較大幅度的改進(jìn)，包括自動產(chǎn)生一定寬度的復(fù)位脈沖電路；頂部探測電路(THC)中采用變?nèi)荻O管以縮短前導(dǎo)碼時間，減少檢波誤差；在跨阻抗前置放大器(TIA)后面使用延遲電路縮短前導(dǎo)碼時間；在限幅放大器(LA)后面連接兩個與門關(guān)斷突發(fā)包信號。結(jié)合這些創(chuàng)新點，完成了接收機(jī)的完整設(shè)計，包括前端光電二極管的建模、可變增益跨阻抗前置放大器、自動閾值控制電路(ATC)

3、以及限幅放大器的完整設(shè)計，并在1.25Gb/s速率下進(jìn)行了仿真。接收機(jī)性能得到較大幅度的改進(jìn)，接收機(jī)靈敏度為-28.2dBm，動態(tài)范圍27.7dB，所需前導(dǎo)碼時間和保護(hù)帶時間分別為30ns和140ns，與現(xiàn)有的接收機(jī)技術(shù)相比，均得到了較大幅度的提高。 然后研究了光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)技術(shù)，首先對光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)存在的技術(shù)難點做出了總結(jié)，結(jié)合光突發(fā)模式接收機(jī)部分，采用模擬電路方案設(shè)計了完整的直接調(diào)制光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)。在設(shè)計過程中，結(jié)合光

4、突發(fā)模式接收機(jī)部分，對直接調(diào)制光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)技術(shù)存在的技術(shù)難點提出了自己的解決方案，包括將突發(fā)包包絡(luò)信號加在驅(qū)動電路一端，實現(xiàn)了在突發(fā)包間隙對驅(qū)動電路的有效關(guān)斷；產(chǎn)生一定寬度的復(fù)位脈沖信號，減少了前導(dǎo)碼時間和保護(hù)帶時間；頂部探測電路中采用變?nèi)荻O管縮短前導(dǎo)碼時間，減少檢波誤差；用峰-峰值產(chǎn)生電路快速有效的控制驅(qū)動電流大小。在1.25Gb/s速率下仿真結(jié)果表明，激光器偏置電流變化范圍可達(dá)7-78mA，驅(qū)動電流變化范圍可達(dá)15mA-50m

5、A，因此設(shè)計的直接調(diào)制光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)可以容忍很大程度的溫度和外微分量子效率的改變。同時對外調(diào)制光突發(fā)模式發(fā)射技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計了良好的外調(diào)制器與驅(qū)動電路前向匹配方案，將驅(qū)動電路的設(shè)計與外調(diào)制器輸出信號消光比、啁啾聯(lián)系起來，在5Gb/s工作速率下，消光比達(dá)到18dB，啁啾小于5.6GHz。另外，設(shè)計了良好的突發(fā)包關(guān)斷電路，取得了較好的仿真結(jié)果。 最后，在155Mb/s傳輸速率下，對前饋式接收機(jī)進(jìn)行了實驗。首先我們制作了一個15