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40G DPSK模块平衡接收的研究

作　者: 杨俊麒
导　师: 胡毅
学　校: 武汉邮电科学研究院
专　业: 通信与信息系统
关键词: 差分相移键控 光收发一体化模块 多源协议 电流比
分类号: TN915.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着目前对网络带宽的巨大需求,通信系统正向着高速率、大容量、长距离的方向发展。40G技术将是下一代通信网最关键的技术,传输网向着40G迈进是网络发展的必然趋势。40G的关键技术之一是传输码型的选择。差分相移键控(DPSK)由于采用平衡接收,接收灵敏度比光开关键控高约3dB。同时,由于信号传输过程中的等包络特性,非线性容限较高,所以广泛用于长距离传输。采用DPSK调制码型的40Gbps光收发一体化模块依据"40Gb 300pin Transponder多源协议(MSA)”设计,其接收部分采用延迟干涉仪和平衡接收机。如果延迟干涉仪没有工作在最佳状态,将引起光性噪比代价,对整个系统的性能有很大的影响,所以延迟干涉仪的自动控制是40Gbps DPSK模块的关键技术之一。延迟干涉仪的自动控制分为粗调和微调两部分,采用寻找平衡接收机转换的两路光电流的最大比值确定延迟干涉仪的最佳工作状态,可以实现延迟干涉仪的粗调。利用系统板卡的前向纠错误码信息可以实现延迟干涉仪的微调。本论文第一章对当前40Gbps系统的最新应用以及模块的研发现状进行了分析；第二章通过比较当前几种主要的40Gbps传输码型,指出DPSK是其中一种比较适合长距离传输的码型；第三章介绍了DPSK模块的总体结构以及发射、接收链路的组成部分；第四章介绍了延迟干涉仪的结构及相关参数；第五章通过比较延迟干涉仪的几种控制方案,选取利用电流比进行粗调和前向纠错误码信息进行微调的方案；第六章介绍各部分控制电路的详细设计；第七章是实验数据及结论分析,表明利用电流比进行延迟干涉仪控制是完全可行的；第八章是后续工作的安排。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 40G系统最新商用状况  10-11
  1.2 40G TRANSPONDER模块研发现状  11-12
  1.3 本课题的主要内容及创新点  12-15
第2章 常用调制码型的特点及实现方式  15-24
  2.1 非归零码  16
  2.2 归零码  16-17
  2.3 双二进制码  17
  2.4 差分相移键控  17-22
    2.4.1 马赫曾德调制器工作原理  18-19
    2.4.2 NRZ-DPSK调制信号的产生  19-20
    2.4.3 RZ-DPSK调制信号的产生  20
    2.4.4 DPSK信号的解调  20-22
  2.5 差分正交相移键控  22
  2.6 常用码型比较  22-24
第3章 DPSK模块总体设计及关键技术  24-29
  3.1 模块总体设计框图  24-26
  3.2 关键技术  26-29
    3.2.1 调制器自动偏置控制  26-27
    3.2.2 延迟干涉仪自动控制  27-29
第4章 延迟干涉仪结构及控制机理  29-38
  4.1 光的干涉  29-30
  4.2 延迟干涉仪分类  30-33
    4.2.1 光纤型延迟干涉仪结构  30-31
    4.2.2 自由空间型延迟干涉仪结构  31-33
  4.3 延迟干涉仪相关参数  33-37
    4.3.1 自由频谱范围  33-35
    4.3.2 延迟干涉仪传输曲线  35-36
    4.3.3 频率失配的影响  36-37
  4.4 控制机理  37-38
第5章 延迟干涉仪控制方案  38-44
  5.1 峰值检测控制  38-39
  5.2 微扰抖动控制  39-41
  5.3 利用前向纠错(FEC)进行控制  41-42
  5.4 电流比控制  42-44
第6章 控制电路详细设计  44-54
  6.1 电源电路  45-47
    6.1.1 延迟干涉仪电源电路  45-46
    6.1.2 平衡接收机PD供电电路  46
    6.1.3 平衡接收机放大器供电电路  46-47
  6.2 延迟干涉仪控制电路  47-49
  6.3 平衡接收机阈值控制电路  49-51
    6.3.1 手动阈值控制  50-51
    6.3.2 自动阈值控制  51
  6.4 频率响应曲线调整电路  51-52
  6.5 光电流放大电路  52-53
  6.6 微控制器电路  53-54
第7章 平衡接收的测试  54-70
  7.1 DPSK发射链路  54-55
  7.2 延迟干涉仪手动调节实验  55-60
    7.2.1 实验装置  55-58
    7.2.2 实验眼图分析  58-59
    7.2.3 对比测试  59-60
  7.3 平衡接收机阈值控制实验  60-62
    7.3.1 手动阈值控制  60-62
    7.3.2 自动阈值控制  62
  7.4 频率响应曲线调整实验  62-63
  7.5 延迟干涉仪自动控制实验  63-69
  7.6 实验小结  69-70
第8章 后续工作展望  70-72
  8.1 采用集成延迟干涉仪的平衡接收机  70
  8.2 完善发射和接收链路  70
  8.3 采用FEC误码信息进行延迟干涉仪微调  70-72
参考文献  72-74
致谢  74-75
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文  75-76
附录2 主要英文缩写语对照表  76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信网结构与设计
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