高速光纤数据传输线关键技术研究

摘要

随着通信技术的发展，对数据传输的要求越来越高。提高传输速度和带宽，主要集中在两个方面，一个是传输介质具有高速率和高带宽的特性；另一个要求互连技术应尽可能降低数据传输时对信号的负面影响。光纤作为下一代传输介质，相比于铜线，有着高带宽、大容量、损耗低，中继距离长、体积小、重量轻、抗干扰和保密性好等不可比拟的优势，正在逐渐的代替铜线，广泛的应用于不同的产业中。因此对基于光纤的高速数据传输线的研究显得颇为重要。本文将对高速光纤数据传输线的关键技术进行研究，并基于此实现了10.32 Gbps的SFP+高速光收发组件的研制与测试。本文主要包括以下四个方面：
　　(1)对高速光纤数据传输线国内外的研究状况进行调研，对其关键技术的发展进行研究。关注的重点是传输速率、带宽、接收灵敏度、误码率以及封装形式等。
　　(2)对高速数字信号传输原理进行阐述，其次对高速光纤数据传输线的关键技术，如传输速率、接收灵敏度、误码率等进行理论分析。计算了光接收机在速率为2.5 Gbps和10.32 Gbps、误码率为1.0×10-9时的接收灵敏度理论值，为后文设计提供理论基础。
　　(3)确定具体的研制方案。首先调研市面上出售的激光器、接收器、激光驱动芯片、接收放大芯片和控制芯片等，选择可靠性高、满足性能要求的器件。其次按照速率10.32 Gbps的目标实现SFP+封装的高速光收发组件并实现数字诊断功能。最后结合高速数字信号信号完整性分析，进行PCB板设计。
　　(4)对完成加工的组件进行测试，测试内容分为六项，分别是：传输速率、工作波长、工作电压与电流、平均输出光功率、激光器输出线宽和2.5 Gbps以及10.32 Gbps情况下的接收灵敏度。通过测试可得，研制的SFP+高速光收发组件传输速率可达10.32 Gbps，发射端出光功率-2.03 dBm，接收灵敏度在速率为10.32 Gbps时为-16.21 dBm，在速率为2.5 Gbps时接收灵敏度为-18.81 dBm。并且收发组件满足SFP+协议规范SFF-8431。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 高速数字光纤传输系统国内外发展动态

1.3 论文的主要成果

1.4 论文结构安排

第二章 高速数字信号传输原理

2.1 高速光纤数据传输线关键技术

2.2 高速数字信号传输技术要点

2.3本章小结

第三章 高速光收发组件的设计与研制

3.1 系统设计规范

3.2 系统设计器件选型

3.3 电路功能实现

3.4 总体设计原理图

3.5 高速数字电路PCB设计与外协加工

3.6 高速光收发组件程序控制设计

3.6 本章小结

第四章 实验研究及性能测试

4.1 高速光收发组件的实验研究

4.2 高速光收发组件的性能测试

4.3 本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献