100G Ethernet物理層傳輸技術研究.pdf

1、以太網(wǎng)以其成本低、可靠性高、安裝維護簡單等優(yōu)點而成為普遍采用的網(wǎng)絡技術。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展和用戶數(shù)量的不斷增加，用戶對數(shù)據(jù)傳輸和接入帶寬的需求也越來越大。在過去的十幾年中，Internet的流量以每12個月增長1倍的幅度快速增長，而且這個趨勢目前并沒有減緩的跡象，目前現(xiàn)有的10G Ethernet技術已難以滿足當前的需求。因此，新的100G以太網(wǎng)技術研究勢在必行。 本文研究了100G以太網(wǎng)物理層的多種傳輸技術，介紹了100

2、G以太網(wǎng)的標準化進程，分別討論了影響100G以太網(wǎng)傳輸性能的兩大基本技術，光纖傳輸特性和高級碼型技術，詳細介紹了高速光纖傳輸中的色散和非線性特性以及克服的措施，介紹了幾種目前作為100GE備選的調(diào)制碼型技術，并針對它們對10G/40G/100G 統(tǒng)性能的影響做了簡單比較。在此基礎上，介紹了目前100G以太網(wǎng)標準草案中的分層結構，并討論了物理媒體相關層中實現(xiàn)100GE傳輸?shù)亩喾N備選方案，結合其技術和經(jīng)濟可行性分別做了具體分析。提出了一種基

3、于雙電極鈮酸鋰調(diào)制器的100Gb/s DQPSK 串行傳輸方案，并通過仿真證明了其可行性，并完成了其中偏置點控制、50Gb/s PRBS信號復用等部分電路設計工作，為今后建立100GE光接口與傳輸技術的實驗驗證系統(tǒng)打下了基礎。 本研究創(chuàng)新點包括：①追蹤下一代高速以太網(wǎng)IEEE 802.3ba 標準草案的最新進展，針對實現(xiàn)100GE物理層傳輸?shù)亩喾N并行和串行備選方案進行了分析比較；②提出了一種使用雙臂調(diào)制器進行100Gb/s DQ

4、PSK傳輸?shù)姆桨?，并通過仿真對其可行性進行了分析；研究表明，在不考慮光纖鏈路的色散和非線性情況下，只要保證發(fā)射機和接收機帶寬要求（>40GHz），采用雙臂調(diào)制器進行100Gb/s RZ-DQPSK傳輸?shù)姆桨甘峭耆尚械模虎圩鳛殁壦徜囃庹{(diào)制中的關鍵技術，提出并實現(xiàn)了一種基于馬赫曾德調(diào)制器（MZM）的偏置點控制方案；④設計了50Gb/s 4:1 電復用器(MUX)的高速信號移相電路，實現(xiàn)了50GbpsPRBS信號復用，為后續(xù)的100Gbps