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光纤通道中光收发模块的设计与研究

作　者: 龚纯
导　师: 陈伟
学　校: 武汉理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 光纤通道 光收发模块 高速电路 信号完整性
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 838次
引　用: 7次
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内容摘要


光纤通道(Fiber Channel,FC)技术是一项新兴的网络存储交换技术,它可以提供长距离连接和高带宽,能够在存储器、服务器和客户节点间实现大型数据文件的传输。而且光纤通道也是一种工业标准接口,用于在计算机和计算机子系统接口之间传输信息。光收发一体模块作为光纤通道系统之间的接口和光存储网络存储设备之间的接口,具有小型化、可热插拔和自诊断等特点。然而,其技术实现难度也相应加大,要在很小的面积上集成光监测器、放大器、激光器、驱动器以及各种告警、监测控制信号电路,而且数据传输的速率高达到1.25Gbps以上,就必须考虑信号完整性及电磁干扰等问题。 本文建立在对光纤通道技术层结构、拓扑结构研究基础之上,研究设计了一种带宽充足、性能稳定、高可靠性的1.25Gbps速率的可插拔SFP光收发模块。首先将光收发模块工作原理进行研究,将常用的几种技术方案进行比较分析,确定实施方案,然后对光收发模块电路中的发射、接收部分的主要芯片电路和关键技术进行分析,接着利用高速电路信号完整性的理论知识对电路板设计进行优化,最后采取有效的测试方法对电路板进行调试,调试后的结果符合预定的各项指标。本文重点研究了该光收发模块的应用环境—光纤通道的结构特点,指出光纤通道的应用优势。在高速电路设计的时候重点考虑并提出了消除反射、串扰和电磁干扰的优化方法,特别针对消除电磁干扰的去耦电容作用、原理及电路设计技巧做了分析和仿真。这种信号完整性的优化设计能更好的保持信号的质量。 千兆光收发模块己经广泛应用于各种宽带接入网环境中,并将逐步应用于环形骨干网和链形骨干网。千兆SFP收发模块将代替SIP和GBIC成为千兆光收发模块市场的主流,是通信光电器件发展的必然趋势。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-9
第1章 绪论  9-13
  1．1 课题研究的目的和意义  9-10
  1．2 国内外研究的现状及动态  10-11
  1．3 课题研究工作及论文主要内容  11-13
第2章 光纤通道概述  13-20
  2．1 光纤通道概念  13
  2．2 光纤通道的特点  13-15
  2．3 光纤通道层结构  15-17
  2．4 光纤通道拓扑结构  17-18
  2．5 光纤通道 SAN结构网络  18-19
  2．6 本章小结  19-20
第3章 光收发模块工作原理与设计方案比较  20-28
  3．1 光收发模块的特点  20
  3．2 光收发模块的工作原理  20-22
    3．2．1 光发射部分功能结构  21
    3．2．2 光接收部分功能结构  21-22
    3．2．3 控制管理功能  22
  3．3 光收发模块的性能特点  22-24
    3．3．1 总体目标  22-23
    3．3．2 性能指标  23-24
  3．4 光发射模块设计方案比较选择  24-27
    3．4．1 芯片选择方案比较  24
    3．4．2 存储芯片的选择  24
    3．4．3 光源的选用  24-25
    3．4．4 TOSA的选用  25-26
    3．4．5 ROSA的选用  26-27
  3．5 本章小节  27-28
第4章 光收发模块电路设计与实现  28-45
  4．1 发射部分电路设计  28-32
    4．1．1 光发射模块原理图  28-29
    4．1．2 激光驱动芯片 MAX3735A  29
    4．1．3 驱动芯片组成部分  29-31
    4．1．4 部分参数设计  31-32
  4．2 光接收部分电路设计  32-36
    4．2．1 光接收模块电路组成  32-33
    4．2．2 限幅放大芯片 MAX3748  33
    4．2．3 限幅放大器的组成  33-35
    4．2．4 部分参数设计  35-36
  4．3 关键技术  36-43
    4．3．1 差分驱动  36-39
    4．3．2 直流耦合优化技术  39-42
    4．3．3 自动功率控制技术  42-43
  4．4 数字诊断部分设计研究  43-44
  4．5 本章小节  44-45
第5章 基于信号完整性的高速电路优化设计  45-66
  5．1 信号完整性理论  45-52
    5．1．1 反射  45-49
    5．1．2 串扰  49-52
  5．2 电磁干扰和电磁兼容  52-61
    5．2．1 基本概念  52
    5．2．2 EMI产生原因  52-55
    5．2．3 EMI控制  55
    5．2．4 去耦电容  55-61
  5．3 PCB设计中的 EMI  61-65
    5．3．1 传输线 RLC参数和 EMI  61-62
    5．3．2 电容和接地过孔对回流的作用  62-64
    5．3．3 布局和走线规则  64-65
  5．4 本章小节  65-66
第6章 光收发模块的测试与调试  66-72
  6．1 测试指标  66-67
  6．2 测试工具和测试方法  67-68
    6．2．1 测试工具  67
    6．2．2 测试方法  67-68
  6．3 测试结果与分析  68-71
    6．3．1 发射端测试结果  68-69
    6．3．2 接收端测试结果  69
    6．3．3 眼图分析  69-71
  6．4 本章小结  71-72
第7章 结论与展望  72-74
  7．1 结论  72-73
  7．2 今后的工作与展望  73-74
参考文献  74-76
攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文  76-77
致谢  77-78
附录1  78-81
附录2  81-82
附录3  82-84
附录4  84

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 光波通信、激光通信
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