100Gbps光通信数字信号处理器预处理系统的设计与验证

摘要

进入4G时代以来，各种语音和视频、高速数据业务的快速发展，导致了IP流量也跟随其快速增长，从而对骨干传输网络提出了更高的要求。相应的，光纤通信也得到了飞速发展，100Gbps高速长距离光传输系统，100Gbps高速城域光传输系统以及200G高速城域光传输系统等高速通信已经面临大量商用的局面，然而其成本则居高不下，其原因是光纤高速通信的DSP技术被少数公司所垄断，因此开发出一款DSP产品有利于光传输市场的充分竞争，不但能提升网速并且能降低流量价格，使广大用户受益。
　　在高速光纤通信的系统传输过程中，信号在传输过程中主要受到了以下干扰：光电转换，电光转换，光调制解调器等模拟器件对信号的损伤；本振光源和发送光载波的频差以及相位噪声；光纤色度色散的影响；两个偏振态之间的串扰。
　　DSP预处理系统作为DSP芯片收端第一级，着力解决于前级光电转换，电光转换，光调制解调器等模拟器件对信号引入的直流分量，四路延时不对齐，以及IQ不平衡，并根据信号计算出功率增益以控制前级的放大器，使模拟信号功率使得ADC工作在最佳状态。
　　为解决上述问题，设计去直流模块用于信号取反和去直流，延时调整模块用于信号取反和延时调整，动态延时跟踪模块用于动态延时的计算，IQ不平衡补偿模块用于IQ两路幅度的调平，功率增益模块用于功率增益计算和功率丢失LOS告警信号的计算。
　　在设计完成之后，针对预处理系统提取出45个功能点，并规划71条测试用例，截止论文结束时，71条用例全部通过，并覆盖所有功能点。
　　本文中对DSP预处理系统从算法，硬件和验证三个角度进行了详述，对作者在预处理系统中的工作做了总结，并在文章的最后对后期工作做了展望。
　　总而言之，未来几年，光纤通信行业将迎来空前的发展，100Gbps传输网络将大量的进入市场，希望文中100Gbps数字信号处理技术能够成功进入市场，造福广大用户。

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第一章 绪论

1.1背景概述

1.2设计概述

1.3本文的主要工作

1.4本论文安排

第二章 DSP预处理系统的系统设计

2.1 DSP预处理系统设计的功能介绍

2.2 DSP预处理系统设计的处理流程

2.3 DSP预处理系统设计的接口说明

2.4本章小结

第三章 DSP预处理系统中的子模块设计

3.1 SYNSO模块的设计

3.2 AGRTH模块的设计

3.3 AGRTH模块中的dspp_agrth_dc子模块的设计

3.4 AGRTH模块中的dspp_agrth_agc子模块的设计

3.5 AGRTH模块中的dspp_agrth_skw子模块的设计

3.6 AGRTH模块中的dspp_agrth_track子模块的设计

3.7 AGRTH模块中dspp_agrth_iqb子模块的设计

3.8其他说明

3.9本章小结

第四章 DSP预处理系统功能点和自测用例情况

4.1验证方法的说明

4.2 DC去直流模块

4.3 AGC功率增益模块

4.4 SKW时延调整模块

4.5 TRACK时延跟踪模块

4.6 IQB补偿模块

4.7 SYNSO同步模块测试

4.8系统级测试

4.9本章小结

第五章 结束语

参考文献

致谢

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