多源电信号融合及高速率光传输技术研究
发布时间：2021-10-20 17:17
时分复用技术是实现高速、大容量通信系统的主要方式之一。在通信领域,电时分复用和光时分复用技术已经取得了巨大的进步。文章以时分复用为基础,通过电时分复用完成多源电信号的一次融合,通过光时分复用完成信号的二次复接,最终实现80Gbps的高速率光传输。主要研究内容如下:论文从时分复用基础出发,首先研究了时分复用的基本原理:从控制论角度研究了基于锁相环的同步系统理论;从概率论角度研究了时分复用系统的帧状态转换理论,并给出了帧状态转换相关的性能指标。对于电时分复用系统部分,主要采用了基于8b/10b SERDES的高速电时分复用技术:研究了并串/串并转换电路和基于8b/10b的信道编码理论,并完成了相关设计;设计了基于数字锁相环的高速时钟产生电路和高速时钟恢复电路;研究了差分接口电路和差分信号的基本原理,并完成了高速差分收发电路的设计。光时分复用部分主要对以下关键技术做深入研究:高速窄脉冲光源技术,重点研究了锁模激光器理论,基于锁模原理进行了仿真分析,研究结果表明窄脉冲光源重复频率可达5GHZ,频谱展宽程度可控,符合要求;研究了基于铌酸锂晶体的电光外调制技术;光复用模块主要研究了光耦合器和光纤延...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速通信网络的发展需求
( ) ( )21= Nq nI t = E tt( )1201cos = + tq q qqE t dttω cos ( ) cos( )1tNq q qq q qq q 0E E t dt≠+ × × + × + ， ， ，，ω ω 22= Nqq NE= 振幅相等，都为20E ，则有：( ) ( )202 12+EI t = N 仅仅有三种不同角频率光波，记为iE ，则有：( )0 1= cos 2 + =1, 2, 3i jE E πυ t i它们的角频率为1υ 、2υ 、3υ ，且传播方向一致、电场强度相等、角1=3υ 、2 1υ =2υ ，则在相位未锁定的状态下，由于光干涉作用（干涉，使得输出的光波出现多个强度不一的起伏状态，如图 4.2 所示。
有的元器件进行图形化封装，用户仅仅需要拖动控件搭建对应的系统，设置好参数即可进行仿真，十分方便，因此受到工程设计人员的青睐。图 4.4 给出了 5Gbps 光源的软件仿真原理图。基本的组成单元有伪随机序列生成模块、高斯光脉冲产生器、半导体型光放大器、衰减器、光纤以及测量器件。伪随机序列生成器驱动高斯脉冲生成器产生高斯光脉冲流；而光放大器、光衰减器和光纤组成光脉冲压缩模块，产生超窄脉冲光。图 4.4 窄脉冲光源仿真原理图图 4.5 给出了脉冲光源仿真结果。其中 a~d 四张图是直接输出的光脉冲仿真结果，图 a 中我们可以看出在 1ns 中有 5 个高斯光脉冲，说明光源的脉冲频率为 5Ghz，满足本文的设计要求。b 和 c 是 a 中光脉冲流的局部放大波形图；e~h 是经过半导体放大器压缩之后的脉冲。通过对比光谱 d 和 h 我们发现虽然光谱有所展宽，但是还能够满足系统要求。（a）原始光脉冲（b）原始光脉冲（放大）
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种5Gb/s双信道并行时钟数据恢复电路[J]. 李志贞,张长春,高罗丝,赵江,宋韦,郭宇锋. 微电子学. 2016(05)
[2]WDM波分复用技术的探索[J]. 马惠铖. 科技资讯. 2011(19)
[3]基于LVDS的高速数据传输系统的设计[J]. 杨翠虹,文丰,姚宗. 通信技术. 2010(09)
[4]光DQPSK在高速传输中三种调制码型的研究[J]. 殷爱菡,焦曰里,陈燕燕,吴凡,刘方仁. 华东交通大学学报. 2010(01)
[5]基于马赫-曾德尔调制器的先进调制格式的产生[J]. 何晶,刘丽敏,陈林,文双春. 中国激光. 2008(08)
[6]基于FPGA实现的一种新型数字锁相环[J]. 张文,姚福安,侯磊. 现代电子技术. 2007(04)
[7]LVDS技术及其在高速系统中的应用[J]. 王胜,王新宇. 遥测遥控. 2005(04)
[8]0.18μm CMOS工艺3.125Gb/s发送器的设计[J]. 叶菁华,郭淦,黄林,陈一辉,洪志良. 半导体学报. 2004(08)
[9]光时分复用技术的现状和展望[J]. 贺传峰,乔海庚,于晋龙,戴居丰. 电信科学. 2003(06)
博士论文
[1]高速光通信中的若干关键技术研究[D]. 嵇誉.北京邮电大学 2013
[2]高速SERDES接口芯片设计关键技术研究[D]. 韦雪明.电子科技大学 2012
[3]紫外光通信系统传输特性研究[D]. 张海良.国防科学技术大学 2012
[4]高速光时分复用系统关键技术研究[D]. 龚桃荣.北京交通大学 2010
[5]超高速光时分复用通信系统关键技术研究[D]. 杜荣建.天津大学 2003
硕士论文
[1]基于CML的高速串行发送器的研究与设计[D]. 余罗.电子科技大学 2015
[2]高速OTDM系统传输编码调制技术研究[D]. 徐传航.长春理工大学 2014
[3]基于8b/10b编码技术的SerDes接口电路设计[D]. 李永乾.电子科技大学 2010
[4]基于FPGA的E1/E2准同步数字复接技术的研究[D]. 祝媛.西安理工大学 2010
[5]SoftSerDes在大规模FPGA中的应用研究[D]. 张兵兵.西安电子科技大学 2007
本文编号：3447296
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速通信网络的发展需求
( ) ( )21= Nq nI t = E tt( )1201cos = + tq q qqE t dttω cos ( ) cos( )1tNq q qq q qq q 0E E t dt≠+ × × + × + ， ， ，，ω ω 22= Nqq NE= 振幅相等，都为20E ，则有：( ) ( )202 12+EI t = N 仅仅有三种不同角频率光波，记为iE ，则有：( )0 1= cos 2 + =1, 2, 3i jE E πυ t i它们的角频率为1υ 、2υ 、3υ ，且传播方向一致、电场强度相等、角1=3υ 、2 1υ =2υ ，则在相位未锁定的状态下，由于光干涉作用（干涉，使得输出的光波出现多个强度不一的起伏状态，如图 4.2 所示。
有的元器件进行图形化封装，用户仅仅需要拖动控件搭建对应的系统，设置好参数即可进行仿真，十分方便，因此受到工程设计人员的青睐。图 4.4 给出了 5Gbps 光源的软件仿真原理图。基本的组成单元有伪随机序列生成模块、高斯光脉冲产生器、半导体型光放大器、衰减器、光纤以及测量器件。伪随机序列生成器驱动高斯脉冲生成器产生高斯光脉冲流；而光放大器、光衰减器和光纤组成光脉冲压缩模块，产生超窄脉冲光。图 4.4 窄脉冲光源仿真原理图图 4.5 给出了脉冲光源仿真结果。其中 a~d 四张图是直接输出的光脉冲仿真结果，图 a 中我们可以看出在 1ns 中有 5 个高斯光脉冲，说明光源的脉冲频率为 5Ghz，满足本文的设计要求。b 和 c 是 a 中光脉冲流的局部放大波形图；e~h 是经过半导体放大器压缩之后的脉冲。通过对比光谱 d 和 h 我们发现虽然光谱有所展宽，但是还能够满足系统要求。（a）原始光脉冲（b）原始光脉冲（放大）
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种5Gb/s双信道并行时钟数据恢复电路[J]. 李志贞,张长春,高罗丝,赵江,宋韦,郭宇锋. 微电子学. 2016(05)
[2]WDM波分复用技术的探索[J]. 马惠铖. 科技资讯. 2011(19)
[3]基于LVDS的高速数据传输系统的设计[J]. 杨翠虹,文丰,姚宗. 通信技术. 2010(09)
[4]光DQPSK在高速传输中三种调制码型的研究[J]. 殷爱菡,焦曰里,陈燕燕,吴凡,刘方仁. 华东交通大学学报. 2010(01)
[5]基于马赫-曾德尔调制器的先进调制格式的产生[J]. 何晶,刘丽敏,陈林,文双春. 中国激光. 2008(08)
[6]基于FPGA实现的一种新型数字锁相环[J]. 张文,姚福安,侯磊. 现代电子技术. 2007(04)
[7]LVDS技术及其在高速系统中的应用[J]. 王胜,王新宇. 遥测遥控. 2005(04)
[8]0.18μm CMOS工艺3.125Gb/s发送器的设计[J]. 叶菁华,郭淦,黄林,陈一辉,洪志良. 半导体学报. 2004(08)
[9]光时分复用技术的现状和展望[J]. 贺传峰,乔海庚,于晋龙,戴居丰. 电信科学. 2003(06)
博士论文
[1]高速光通信中的若干关键技术研究[D]. 嵇誉.北京邮电大学 2013
[2]高速SERDES接口芯片设计关键技术研究[D]. 韦雪明.电子科技大学 2012
[3]紫外光通信系统传输特性研究[D]. 张海良.国防科学技术大学 2012
[4]高速光时分复用系统关键技术研究[D]. 龚桃荣.北京交通大学 2010
[5]超高速光时分复用通信系统关键技术研究[D]. 杜荣建.天津大学 2003
硕士论文
[1]基于CML的高速串行发送器的研究与设计[D]. 余罗.电子科技大学 2015
[2]高速OTDM系统传输编码调制技术研究[D]. 徐传航.长春理工大学 2014
[3]基于8b/10b编码技术的SerDes接口电路设计[D]. 李永乾.电子科技大学 2010
[4]基于FPGA的E1/E2准同步数字复接技术的研究[D]. 祝媛.西安理工大学 2010
[5]SoftSerDes在大规模FPGA中的应用研究[D]. 张兵兵.西安电子科技大学 2007
本文编号：3447296
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3447296.html
