100G Ethernet物理層傳輸技術(shù)研究.pdf

1、以太網(wǎng)以其成本低、可靠性高、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而成為普遍采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶數(shù)量的不斷增加，用戶對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和接入帶寬的需求也越來越大。在過去的十幾年中，Internet的流量以每12個(gè)月增長(zhǎng)1倍的幅度快速增長(zhǎng)，而且這個(gè)趨勢(shì)目前并沒有減緩的跡象，目前現(xiàn)有的10G Ethernet技術(shù)已難以滿足當(dāng)前的需求。因此，新的100G以太網(wǎng)技術(shù)研究勢(shì)在必行。 本文研究了100G以太網(wǎng)物理層的多種傳輸技術(shù)，介紹了100

2、G以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，分別討論了影響100G以太網(wǎng)傳輸性能的兩大基本技術(shù)，光纖傳輸特性和高級(jí)碼型技術(shù)，詳細(xì)介紹了高速光纖傳輸中的色散和非線性特性以及克服的措施，介紹了幾種目前作為100GE備選的調(diào)制碼型技術(shù)，并針對(duì)它們對(duì)10G/40G/100G 統(tǒng)性能的影響做了簡(jiǎn)單比較。在此基礎(chǔ)上，介紹了目前100G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)草案中的分層結(jié)構(gòu)，并討論了物理媒體相關(guān)層中實(shí)現(xiàn)100GE傳輸?shù)亩喾N備選方案，結(jié)合其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性分別做了具體分析。提出了一種基

3、于雙電極鈮酸鋰調(diào)制器的100Gb/s DQPSK 串行傳輸方案，并通過仿真證明了其可行性，并完成了其中偏置點(diǎn)控制、50Gb/s PRBS信號(hào)復(fù)用等部分電路設(shè)計(jì)工作，為今后建立100GE光接口與傳輸技術(shù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。 本研究創(chuàng)新點(diǎn)包括：①追蹤下一代高速以太網(wǎng)IEEE 802.3ba 標(biāo)準(zhǔn)草案的最新進(jìn)展，針對(duì)實(shí)現(xiàn)100GE物理層傳輸?shù)亩喾N并行和串行備選方案進(jìn)行了分析比較；②提出了一種使用雙臂調(diào)制器進(jìn)行100Gb/s DQ

4、PSK傳輸?shù)姆桨福⑼ㄟ^仿真對(duì)其可行性進(jìn)行了分析；研究表明，在不考慮光纖鏈路的色散和非線性情況下，只要保證發(fā)射機(jī)和接收機(jī)帶寬要求（>40GHz），采用雙臂調(diào)制器進(jìn)行100Gb/s RZ-DQPSK傳輸?shù)姆桨甘峭耆尚械?；③作為鈮酸鋰外調(diào)制中的關(guān)鍵技術(shù)，提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于馬赫曾德調(diào)制器（MZM）的偏置點(diǎn)控制方案；④設(shè)計(jì)了50Gb/s 4:1 電復(fù)用器(MUX)的高速信號(hào)移相電路，實(shí)現(xiàn)了50GbpsPRBS信號(hào)復(fù)用，為后續(xù)的100Gbps