10Gbs XFP光收发模块的设计与实现.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
10Gb/s XFP光收发模块的设计与实现
姓名:陈发林
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:曾春年
20090501
摘要近年来,以使用互联网的影像传送服务为代表的高速大容量通信系统的普及正在快速发展,为了实现这种大容量通信,对传送速度达到/某咚光收发模块的需求正日益增加。痵光收发模块技术发展过程中,先后出现了等众多技术,其中且恢质萃该鞯亩嗨俾使馐辗⒛?椋纱淼缧乓滴馭.、褪菀滴馡.。由于其应用与协议无关,且具有价格低、小型化、可热插拔等优点,被认为是最有前景的/饽?榧际酢R虼耍芯亢涂7⒃毒嗬氪涞腦光收发模块成为了/馐辗⒛?榈姆⒄骨魇啤T诠饽?槭谐∏坑辛Φ赝贫下,馐辗⒛?榈拇渚嗬氪幼畛醯黾拥搅。本文首先详细介绍了馐辗⒛?榈慕峁埂⒃硪约案鞑糠值墓δ芎途体实现方法,然后根据高速率远程光收发模块的关键指标,提出了本研究的整体设计方案,包括模块的硬件电路设计、单片机监控程序、通信转换程序以及上位机数字诊断软件。在硬件电路设计中笔者采用电吸收外调制激光器和雪崩光电二极管作为光收发器件以减小激光器高速率调制的啁啾效应和提高接收灵敏度;为支持数字诊断功能,笔者采用单片机作为控制核心,结合疉转换器、等外围芯片配置模块的工作状态、参数,实时获取模块的各种监控信息。在软件设计中,笔者采用增量式刂扑惴ǘ约す馄鞯墓ぷ魑露群脱┍光电二极管的温度补偿系数进行自动控制。本文为了方便上位机与光模块通信,。最后为验证模块的性能,笔者还给出了光收发模块几个重要参数的测试方案以及测试环境,通过测试,本设计方案制作的/馐辗⒛?椋其发射光功率、消光比、光调制幅度、眼图以及接收灵敏度等几项重要指标均达到了预期的设计目标。关键词:光收发器,テ琍控制在、以及—瓽.
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獬:严监嗍:气必独创性声明学位论文使用授权书本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑研究生┟:贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。师日期:,
第绪论课题研究背景及意义协议这类的东西,而任何稍复杂的拓扑结构都需要智能的路由协议支科。这些随着经济的持续稳定增长,信息交流越来越频繁,整个社会对信息的需求量呈空前的爆炸式增长。特别是近几年来,宽带业务在全球范围内突飞猛进地发展,使得数据业务流量飞速增长。其中,光纤通信因拥有超大容量带宽、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力强等优点,被广泛地应用。当前,光纤高速传输技术正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和波分复用系统三个方向发展,智能光网络、全光网络甚至全光纤地球的梦想将会变成现实【俊5谌ü馔缯嬲迪种埃钟型ㄐ磐型绲母鞲鼋诘悴豢避免的要在某种程度上完成光/电,电/光的转换。这是因为现有的全光网络中还没找到一种理想的缓冲光的方式,没有一种实用的光设备可以像电子设备缓冲数据包那样减缓光的传播速度或存储光。此外,现有的全光网络中也没有路由必要的转换由接收/发送单元完成,其中既包括电子器件也包括光学元件,是一种光电子系统。本课题研究的光模块即是这样一种能实现光/电、电/光转换,具有独立发射驱动和接收放大电路,符合电信传输标准的光电子系统。它的前身是分立的光发射模块和光接收模块。由于光器件封装技术的进步和驱动集成电路、放大集成电路的出现,人们可以在很小的体积内将发射和接收集成到一起。从年前后面世以来,光收发模块已经成为了各类光通信系统接口部分的核心光器件。目前,光收发模块技术正在不断向小型化、智能化、高速率发光模块、饽?榧安⑿泄庀四?榻ǔ为新一代光收发模块中的亮点。?椴捎孟冉木芄庋Ъ暗缏芳晒ひ罩作,尺寸只有普通的双工宰型光纤收发模块的一般,可增加线路端口密度、降低每个端口的系统成本。除此之外还支持热插拔功能,即无需切断电源,模块可以与设备连接或断开,网管人员不必关闭系统就可升级和扩展系统,对在线用户不会造成什么影响。智能?榫弑甘终锒瞎