甚短距離（VSR）并行光傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著INTERNET的迅猛發(fā)展，人們對帶寬的需求呈爆炸式增長。由于超高速數(shù)據(jù)連接(OC-192即10Gb/s及以上速率等級)的需要，很多高速設(shè)備之間一般都采用光互聯(lián)，并且連接的距離較短(通常幾百米以內(nèi))。甚短距離并行光傳輸技術(shù)可以在較短距離內(nèi)傳輸大容量數(shù)據(jù)，它是光通信技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)新課題。甚短距離并行光傳輸技術(shù)通過并行光纖傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，在不降低系統(tǒng)總帶寬的前提下，降低在每根并行光纖上的傳輸速率。由于采用了并行傳輸，因而降低了

2、器件和系統(tǒng)的成本、簡化了電路設(shè)計(jì)，可以充分發(fā)揮并行光傳輸?shù)膬?yōu)勢。 本論文對甚短距離并行光傳輸?shù)囊恍╆P(guān)鍵技術(shù)展開了全面的討論與研究，主要內(nèi)容有：轉(zhuǎn)換芯片去斜移關(guān)鍵技術(shù)研究、轉(zhuǎn)換芯片幀同步關(guān)鍵技術(shù)研究、轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)建自測試關(guān)鍵技術(shù)研究和并行發(fā)射光模塊研制的關(guān)鍵技術(shù)研究。并從應(yīng)用角度，結(jié)合轉(zhuǎn)換芯片和并行發(fā)射光模塊設(shè)計(jì)，深入地研究和分析了甚短距離并行光傳輸系統(tǒng)。本論文主要內(nèi)容如下： 第一章闡述甚短距離光傳輸技術(shù)的基本概念、基本原理

3、和主要特點(diǎn)。結(jié)合本論文的課題背景，說明本論文的主要研究內(nèi)容，以及本研究在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的理論意義與實(shí)用價(jià)值。 第二章介紹甚短距離并行光傳輸系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，主要形式有OIF定義的10Gb/s VSR和40Gb/sVSR、IEEE802.3組織定義的萬兆以太網(wǎng)10GBASE-X和Infiniband I/O接口結(jié)構(gòu)。 第三章研究了幀同步關(guān)鍵技術(shù)，分別針對數(shù)字同步體系(SDH)和萬兆以太網(wǎng)連接單元接口(XAUI，10 giga

4、bit attachment unit interface)兩種類型的幀同步技術(shù)進(jìn)行了研究與分析。在分析了兩種類型的幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的幀同步電路。 第四章討論并行傳輸中由于傳播延時(shí)產(chǎn)生的斜移，分別對SFI-5接口中基于專用通道的去斜移方法和XAUI接口中基于特殊字符的兩種去斜移方法設(shè)計(jì)了去斜移電路，實(shí)現(xiàn)了去斜移的功能。 第五章對轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)建自測試提出了一種新方法。在研究了m序列采樣定理的基礎(chǔ)上，提出了適用于FP

5、GA中高速并行PRBS發(fā)生電路，設(shè)計(jì)了并行高速碼型發(fā)生和誤碼監(jiān)測電路。在碼型發(fā)生電路中，把PRBS碼型嵌入SDH幀結(jié)構(gòu)，簡化了碼型發(fā)生電路和監(jiān)測電路。 第六章研究了并行光發(fā)射模塊的關(guān)鍵技術(shù)。在VCSEL 激光驅(qū)動(dòng)器陣列電路設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究中，采用并聯(lián)峰化技術(shù)設(shè)計(jì)了2×10Gb/s并行VCSEL激光驅(qū)動(dòng)器高速電路。在并行光發(fā)射模塊的封裝耦合設(shè)計(jì)中，結(jié)合實(shí)測結(jié)果討論了激光驅(qū)動(dòng)器與VCSEL電路耦合問題。通過在HFSS軟件中對差分傳輸

6、線的混合模S參數(shù)仿真，說明高速數(shù)字設(shè)計(jì)中的信號完整性問題。 第七章在系統(tǒng)級分別介紹了10Gb/s和40Gb/s速率等級的甚短距離并行光傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在10Gb/s VSR并行光傳輸系統(tǒng)中，構(gòu)建了點(diǎn)到點(diǎn)的硬件實(shí)驗(yàn)傳輸系統(tǒng)平臺，該平臺完全實(shí)現(xiàn)了符合OIF-VSR4-01、OIF-VSR4-03.0和IEEE802.3ae中10GBASE-X萬兆以太網(wǎng)XAUI接口的10Gb/s三種甚短距離并行光傳輸。構(gòu)建了40Gb/s速率等級的甚短距

7、離并行光傳輸應(yīng)用系統(tǒng)，經(jīng)40Gb/s OC-768碼型發(fā)生儀測試，驗(yàn)證了轉(zhuǎn)換芯片去斜移與幀同步的邏輯功能。 第八章對全文進(jìn)行總結(jié)，并對今后的工作展望，提出了下一步研究的方向。 本論文陸續(xù)得到了國家“十五”和“十一五”863項(xiàng)目：“10Gb/s甚短距離并行光傳輸模塊與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究”、“10Gb/s以太網(wǎng)物理層上下行接口處理芯片”、“30Gb/s并行光發(fā)射模塊的研制”和“40Gb/s甚短距離并行光互連技術(shù)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”的支持。