刘炜霞[1]2003年在《APON系统中突发式光发射和接收模块的测试系统设计》文中认为近年来，突发模式的数据传输方式正在越来越多的应用于数字通信系统中，这些系统通过光纤、无线和同轴电缆等媒质实现点到多点的连接。各国的设计人员都在进行使用时分多址(TDMA)技术的本地接入方式的研究工作，例如在本地接入方式中，利用工作于突发模式的无源光网络(PON)实现光纤到用户、光纤到路边的连接。 随着视频点播等交互业务的出现，用户到中心局的通信量大为增加。因此，能够为用户提供话音、数据和视频的综合通信的宽带多媒体接入方式成为当今世界的热门研究和开发领域。其中，以ATM为基础的无源光网络(ATM-PON或APON)是能够提供所需带宽的技术之一，它结合了ATM多业务和多比特率的支持能力和PON的透明宽带传输能力，具有较高的技术优势，因而备受各国的关注。 APON系统利用无源单星／双星结构及特殊的点对多点多址协议使得多个光网络单元共享一个光线路终端，实现资源的共享。其核心是在PON上采用TDMA方式传输ATM信元。APON的这种点到多点的网络结构和时分多址的工作方式决定了其上行信号是以“突发”方式工作的。由于不同的光网络单元ONU与光线路终端OLT的距离不同，实际工作时到达接收端的信号的幅度，相位都相差很大。APON系统中所用的突发式光收发模块就是应用于对系统上行通道的突发光信号发射和接收。要想成功地实现对突发信号的收发，收发端都要采用特殊的技术，因此，突发模式的光电收发技术是APON系统的关键技术之一。 由于突发信号的上述特征，目前常规的信号产生仪器均无法产生这样的突发式光信号，对其研究和相关测试极为不便。因此在研究突发光模块的过程中，就需要建立一套测试系统来产生突发光信号，模拟出突发信号幅度和相位不均衡的特点，同时还要能够根据需要改变相关的数据，通过突发光信号模拟产生系统来仿真PON上行信号的实际发送和接收过程，以检测发射模块和接收模块的性能，只有这样测出的模块指标才能满足实际系统的要求。由于突发式光信号的特殊性，其性能的测试与常规模块的指标测试有一些不同之处。本文就是根据课题组承担的湖北省科技攻关重大项目“宽带接入网武汉理工大学硕士学位论文的突发式光发射和接收模块研究”的技术方案，对突发光模块的相关指标测试问题进行深入地分析和研究，并提出了具体有效的测试方法。 论文主要内容包括8章。第1章对国内外宽带接入技术及APON系统的发展动态进行了分析，明确了课题研究的目的和意义，介绍了研究的主要内容。第2章深入研究了APON系统的原理及关键技术。第3章分析了1 55Mb/s突发式光收发模块的技术特点，并提出了设计与实现方法。第4章对突发式光测试系统的功能、原理，总体测试设置及方法进行了论述。第5章详细介绍了为实现对突发式光收发模块的测试而设计的突发信号模拟产生器的基本原理与各部分功能电路的实现。第6章和第7章分别对具体指标的测试过程和测试结果进行了分析和论述。第8章是对全文的总结。
李军[2]2003年在《APON系统中突发式光发射模块的研究》文中研究指明国内外正在进行大规模的宽带通信网络的建设，其中接入网被看作是“信息高速公路的最后一公里”，目前主干网基本上已经实现了光纤化、数字化和宽带化，而处于网络边缘的用户接入网却一直发展缓慢、技术落后，已经成为制约全网宽带化的瓶颈。传统的铜线接入方式尽管在技术上进行了大量改进和完善，如先后出现了DDN、ISDN、ASDL，但由于其技术方案本身的缺陷，仍然无法满足不同通信业务增长的需要。因此，迫切需要接入网的建设实现数字化、宽带化、智能化。由于光纤具有传输频带宽、容量大、损耗低、抗干扰能力强等优点，非常适合作为高速、宽带业务的传输媒体。在光纤接入网中，无源光网络(PON)由于不采用有源节点、敷设和运行维护成本低且成本共享、对业务透明、易于升级等优点而备受世界各国的关注，特别是以ATM为基础的无源光网络(ATM-PON)，由于结合了ATM多业务、多比特率的支持能力和PON的透明宽带传送能力，将成为实现未来宽带接入乃至最终实现FTTH的重要方式。 突发式光模块是应用于APON系统上行线路完成上行信号回传的光电转换核心器件。在上行信号回传时，由于从各ONU端发出的光信号是经过长短不一的光缆到达局端，所以接收到的各路帧包信号的幅度和相位都不相同，各帧包信号之间的时间间隔很小，仅30bits左右，即192ns(155.52Mbps时)，且两路光功率之差可达15dB(G.983建议)，因此上行回传需采用特殊的“突发模式光发射和接收”器件。 本次论文主要工作是完成APON系统中155Mb／s突发模式光发射模块的研制，通过采用峰值检测的自动功率控制技术，成功的实现了半导体激光器(LD)做光源发出突发光信号。 论文主要内容包括7章。第1章对宽带接入技术及APON系统的国内外发展动态进行了分析，明确了课题研究的目的和意义，介绍了研究的主要任务。第2章对各种接入技术的优劣势进行分析，其中重点介绍了APON系统的工作原理及关键技术。第3章介绍了突发式光收发模块，对突发式发射模块的组成及功能、技术指标以及技术特点进行了详细的分析。第4章对突发式发射模块的设计方案选择进行了论述，包括光源和驱动芯片的选择。第5章详细介绍了突发式发射模块的电路设计以及技术难点的解决方案。第6章对突发武汉理工大学硕士学位论文式发射模块的测试过程和测试结果进行了分析和论述。第7章是对全文的总结。
蒋翠玲[3]2003年在《APON系统中突发式接收模块的研究》文中进行了进一步梳理近年来，人们对异步转移模式(ATM)和无源光网络(PON)进行了广泛研究。由于ATM对语音、数据和图像等多种业务的支持，并能适应多种传输速率的要求，而PON技术能够提供经济、灵活的接入方式，因此将ATM与PON技术相结合可构成一种颇具吸引力的ATM-PON(简称为APON)的宽带接入网方式。PON系统在90年代得到快速发展，现在人们更多的把目光投向APON系统的研究和开发。 本论文主要探讨研究开发适于155Mb／s速率的突发式光接收模块。Bell实验室在90年代初提出了突发式接收模块的方案，其方案是采用自适应门限判决但会丢失若干帧引导比特。在研制155Mb／s突发式接收模块中本论文采用“基线非线性和线性恢复”法，后者采用逐次比特快速恢复，原则上不丢失信号，因而响应极快。 突发式接收模块的设计应考虑APON系统中的若干技术问题而设计。第一，快速比特同步。常规的方案有相关同步法和多相位时钟采样法等。第二，突发式上行信号接收。常见的有固定阈值判决和动态阈值判决。针对155Mb／s突发式收发模块的工作特点和技术难点，我们提出了注入锁相环法的快速同步技术；对于突发式信号的接收，我们采用了直流耦合和动态阈值判决的技术方案。设计的突发式接收模块经过测试其相应的指标均达到预期要求，技术参数达到国外90年代末期同类产品的先进水平。 本课题的研究得到项目“宽带接入网突发式光发射和接收模块”(项目编号：2002AA101A04)的资助。155Mb／s突发式光接收模块的研制成功为光纤进入普通家庭创造了基本的条件，也为以后开发155Mb／s以上速率的突发式光收发模块奠定了坚实的理论和技术基础。 本论文共包含七章的内容：第一章为绪论部分，介绍了宽带接入网的相关知识和APON引入的原因；第二章总结了APON系统的特点和技术难点；第叁章针对突发式接收模块所需要解决的关键技术和传统方案，提出了155Mb／s突发式接收模块的理论方案；第四章探讨了实现突发式接收模块的技术路线，并详细介绍了可实现设计的芯片功能和特点；第五章分析了具体 武汉理工大学硕士学位论文的电路设计和高频电路设计需要注意的问题；第六章对突发式接收模块进行了测试并分析了结果，表明所设计的突发式接收模块能够达到预期的相关指标；第七章对整个论文进行总结并对 155MbitlS突发式接收模块的前景提出了展望。
黄秋元, 刘炜霞, 陈伟, 周鹏[4]2003年在《APON系统中突发式光收发模块的测试系统设计》文中提出分析了突发式光信号的特点及突发式光模块在实际APON系统应用环境中的要求;研制了突发模块的技术方案,建立了突发式光测试系统;对突发光模块的相关指标测试问题进行分析和研究,并提出了具体有效的测试方法。
刘会衡[5]2005年在《EPON突发式光收发模块测试系统的研究与开发》文中提出突发模式的数据传输方式正在越来越多地应用于数字通信系统中,这些系统通过光纤、无线和同轴电缆等媒质实现点到多点的连接。而以太网无源光网络(Ethernet over PON, EPON)作为一种宽带光纤接入方式,将成熟的以太网技术和PON(Passive Optical Networks)技术相结合,很好的解决了瓶颈问题,能给终端用户带来高速率、宽带宽的解决方案,因而成为了宽带接入方式的最佳选择之一。 EPON系统采用的是星型连接方式,各个光网络单元(Optical Network Unit,ONU)通过时分复用(Time Division Multiplexed Access, TDMA)方式进行数据的上行传输,因此,对终端用户来说,必须工作于突发发射方式。而光线路终端(Optical Line Terminal, OLT)则通过广播方式发送下行数据,但其接收数据也是突发的。在实际的EPON系统中,由于各个ONU与OLT的距离不同,而且信号在传输过程中的衰减也不同,最终到达OLT的信号幅度、相位均存在很大的差异,因此,突发式接收模块必须动态地建立判决电平,以适应光信号的快速变化。 要检测所设计的突发式光收发模块的性能,就需要一套专用的测试设备或系统。但由于突发信号的特殊性,以及1.25Gbps的高速率,因而其与常规模块的测试系统有很大的区别,而且目前常规的误码仪也根本无法进行突发信号的测试,为此,本文针对突发式EPON信号的特点,设计了一套用专用的测试系统,并提出了具体的测试方法。该测试系统主要由突发光信号模拟产生系统和同步控制电路两部分组成。模拟产生系统可以产生两路突发包信号,用来模拟实际EPON系统中的上行TDMA信号;同步控制电路主要由帧头提取电路、计数器电路和误码检测电路等组成,通过这些电路可以将复用后的突发包分离,从而完成各项指标的测试。 对于突发式光发射模块,其主要测试指标包括发射光功率和消光比;而对于突发式接收模块,则主要包括灵敏度、饱和光功率和动态范围等。通过测试,该系统消光比为6dB,在1.25Gbps速率下,饱和光功率为—8dBm,灵敏度可达—30dBm。为了提高接收模块的饱和光功率,采用了带有直流消除电路的前置放大器后,饱和光功率可达到—1dBm。
杨孝平[6]2005年在《突发模式光发射和时钟技术研究》文中认为在光突发交换(OBS)中,从边缘节点到核心节点的数据传输中,其中一个关键性技术就是突发数据传输。在无源光网络(PON)中,在上行方向从各网络用户单元(ONU)到光线路终端(OLT)的数据传输采用时分多址(TDMA)的方式,也是突发数据包的传输。因此,突发模式光发射机的设计就显得很有必要。突发模式光信号与常规的通信系统的光信号不同点主要是:信号幅度不均衡;数据流中相位也不均衡;有长的连”0”和连”1”。无源光网络(PON)系统是一个粗波分复用(CWDM)系统,对突发模式光发射机而言,频率的啁啾不是系统的主要限制因素,消光比和关断光功率是其主要考虑的设计影响因素,光发射机一般采用光源直接调制的方式。对于PON 系统,针对上行传输速率为155Mb/s 时,对突发模式光发射机作了电路设计,在电路设计中采用锁相环频率合成器产生155MHz 时钟源系统。通过驱动光发射模块NTR-2632,产生光信号,测定出突发发射机的输出参数:消光比为10dB,发射光功率为-10.5dBm。在突发模式光发射机的基础上,我们通过突发信号产生系统,得到了两路大小幅度不一的突发信号,两路信号大小相差5dB。对于光突发交换(OBS)网络而言,主要是基于密集波分复用(DWDM)系统,频率的啁啾将是系统的主要限制因素。对于1.25Gb/s 及以上速率的系统而言,由于直接调制存在较严重的啁啾,较大的发射延迟及峰值光功率控制困难等缺点,因此,外调制成了高速突发发射尤其是密集波分复用(DWDM)系统中的最佳选择。本文针对多量子阱电吸收调制器(MQW-EAM)进行了研究,对消光比和频率啁啾进行了详细的研究和计算,对阻抗匹配进行了说明,针对电吸收调制器(EAM)的仿真模型,对多量子阱电吸收调制器(MQW-EAM)的驱动电路和整体电路进行了仿真。仿真结果表明:传输速率在5Gb/s 能得到较好的结果。最后对时钟的主要性能参数、影响时钟性能的因素等问题进行了简要的分析说明。
刘常利[7]2006年在《GPON ONU 1.25/2.5G光收发一体模块的研究》文中进行了进一步梳理随着接入网高带宽需求的发展,GPON系统作为实现FTTH最实用的解决方案得到大量研究。而GPON ONU模块作为GPON系统核心子模块一直是国内外研究的热点;特别是主流速率为1.25/2.5G的光收发一体模块,目前系统设备商存在着巨大需求。但现阶段模块供给商却无法提供高稳定性的ONU模块。由于ONU是GPON接入系统用户端光电信号的转换模块,最终决定着普通用户获得的各项性能,如上下行速率,服务类型,带宽利用率等,因此对ONU模块的研究具有非常重要的意义。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)在对各种接入网技术进行综合比较后,明确FTTH技术是接入网发展的未来方向,同时在对比各种FTTH技术的基础上,明确开发GPON系统的现实意义。(2)通过介绍GPON系统及帧结构,明确OLT与ONU实现通信的主要机理,清晰GPON系统开发的关键技术。(3)在模块详细设计方案保证下,通过投板并测试,验证了模块开发方案的优良性。新方案能简化生产过程过程,提高光模块批量生产效率。(4)在模块接收部分通过两种温度补偿方案对比出采用8051单片机才能更好的驱动APD升压电路,提高了电压调节的精度,简化模块现场实时调试环节,节省调试时间。(5)成功开发全温度范围(-40℃～+85℃)ONU光模块,能满足用户具体环境应用,并提交阿尔卡特上GPON设备调试。本文通过详细设计方案确保了光模块的开发成功,并在汲取已有模块开发经验基础上,结合GPON系统本身的特点,对ONU模块开发方案中发射和接收电路做了改进和创新,通过多次投板测试验证了开发方案的可行性。在开发模块的过程中,给出了光模块更高效率,更好继承性的开发方法。模块满足了内控指标要求,上设备后耐力测试性能稳定,为GPON系统的商用奠定了基础。
黄秋元[8]2010年在《高速TDMA光信号收发理论研究与误码测试系统设计》文中研究指明在吉比特无源光网络(Giga-bit Passive Optical Network简称GPON)中,上行信号为速率达到1.25 Gbit/s的突发光信号,且随着日益增长的带宽需求系统将提供更高的上行速率。因此,3.125Gbit/s有可能成为下一代GPON(NGPON)的上行速率,这给适用于NGPON的突发模式光接收机的设计增加了难度。同时,衡量突发光信号接收机的一个重要指标是在一定光功率下的误码测试。GPON上行信道高速突发信号误码测试是突发光信号接收机研制和生产以及工程调试的一个瓶颈。因为GPON与之前的以太无源光网络(Ethernet PON, EPON)不同,EPON的TDMA信号包间隔约为0.3-1us,可采取连续信号进行等效的方式实现误码测试。GPON的包间隔很小,即在1.25Gbps只有32bit,采用类似EPON的等效测试方法,完全不适用,必须研究能适用于突发光信号的误码测试。本文以交流耦合突发模式接收机为研究对象,在大耦合时间常数的交流耦合和小耦合时间常数的交流耦合两种情况下,分别提出了两种针对GPON及3.125Gbit/s速率的高速突发模式接收机设计方案,利用SIMULIK仿真平台对方案进行可行性分析。本论文针对上述高速环境下突发信号的接收理论及其误码测试方法开展研究,并完成了基于本文理论与方法的系统设计与实现,实验验证了其正确性和有效性。论文主要工作如下：1、针对GPON系统上行突发信号的数据包结构和码型特点,理论分析了高速突发交流耦合接收机的耦合时间常数大小对接收机幅值恢复部分的影响,提出了两种适用于高速突发信号接收的交流耦合突发模式接收机方案。第一种采用大耦合时间常数,保证信号在接收中小的低频损耗,且在耦合电路之后采用高速复位开关的方式来加快耦合电容的充放电速度,避免信号接收过程中大数据包吞没小数据包;第二种采用小的耦合时间常数,并用频率补偿等技术通过对接收机的主放大器进行改进来实现突发接收。2、结合PON系统的TDMA信号特点,提出了TDMA光信号产生系统的理论模型。该模型在本文中有两点应用：一是为突发光信号接收机方案的实现提供仿真分析的源信号；二是依据该模型,设计与实现了突发信号误码测试系统的发射码产生模块和接收部分的本地码产生模块。3、设计了基于FPGA的高速突发误码测试系统的总体方案。针对TDMA信号误码测试的特点,提出了突发信号数据包的定位比对方法。该方法采用设置特殊序列码作为定界符,设计一种类似帧同步的字节边界检测与字节边界对齐模块,检测数据包有效数据的起始点,实现定位误码比对。在此基础上,完成了突发模式误码测试仪的逻辑平台设计和基于嵌入式软核微处理器的系统控制部分的实现。4、研究了信号完整性理论及其在高速突发误码测试仪设计中的实践方法。利用本文所提出的高速电路仿真分析与设计方法,仿真和设计了基于FPGA的电源分配系统和时钟分配系统,以及系统高速PCB设计中的端接、串扰、时序、EMC、阻抗匹配等硬件电路设计,最终设计实现了高速突发误码测试的硬件电路系统。最后,对上述所完成的理论分析与设计实现工作,进行了系统的应用测试。测试结果以及对结果数据的分析表明：系统突发接收的误码性能、噪声性能以及抖动性能都达到和超过了GPON标准的性能要求,具有较好的实际应用参考价值。
杨媛媛[9]2005年在《EPON突发式光发射模块的研究与开发》文中研究表明近几年来通信网络得到了很大的发展,主干网大都实现了光纤化、数字化和宽带化,但在接入网方面发展却十分缓慢。互联网中通信流量的大幅增长和严重不足的接入网容量间存在着矛盾,在高容量的局域网与主干网间仍存在着“最后一公里”的瓶颈问题,传统的接入方式已经不能满足诸如视频点播、互动游戏、视频会议这些新业务对带宽的要求。由于EPON融和了低成本的以太网设备和低成本的光纤基础设施,因此成为下一代宽带接入网的首选方案。 在EPON系统中采用的是点到多点(P2MP)的结构,上行信道的数据传输是突发模式的,下行信道的传输是广播式的连续传输。由于EPON系统特殊的结构及传输性质,要采用一些关键性技术来保证传输的性能,如测距技术及快速同步技术等。EPON系统中传输的数据为突发信号,它区别于连续信号的独特之处就在于它的幅度和相位是变化的,且其中有长连“0”和长连“1”出现,这是由EPON的特殊结构所决定的。由于现在市场上并没有一种设备可以直接产生突发信号,而在突发模式光发射模块的研发工作中又必须用到突发信号作为调试和测量之用,所以必须能够在实验室里模拟地产生突发信号。 突发模式光收发机是EPON系统中的核心器件,其中突发模式光发射机的作用是实现在EPON系统上行信道中突发模式光信号的发射工作。由于突发光信号的特殊性质,要求突发式光发射模块具有自动功率控制、延时补偿、上升/下降时间控制、光脉宽控制等特殊功能。现在市场中有很多具有这些功能的光驱动模块,考虑成本、性能等诸多因素,选择MAX3656芯片为主芯片,并结合1.25Gbps EPON发射机的特殊性,对其进行外部电路的设计,并绘出了PCB板。同时对其进行了各项指标的测试,给出了测试方法和测试结果。通过用可编程信号发生器模拟EPON中实际传输的数据,经发射模块驱动转化为光信号发射后,观察信号失真小,包头包尾信号准确而清晰。同时通过对输出眼图的观察,反映该发射模块的各方面均表现良好,性能稳定。
杨浩[10]2004年在《APON系统ONT原理样机功能检测系统设计》文中指出近年来，随着电信宽带业务的出现，现在的接入网难以满足业务发展的要求。基于异步传输模式无源光接入网(APON)不仅能够解决接入网目前面临的问题而且能够适应未来对网络带宽的要求。 南京理工大学于2001年承担了江苏省高技术研究项目“基于异步传输模式无源光接入网(APON)终端设备ONT的研制”。本文以研制ONT原理样机为背景，以研究检验、判断ONT主要功能实现状况的检测系统为目的，对系统方案、技术设计与实现、系统调试作了全面研究分析。论文主要内容包括： 论文首先在简要介绍ONT总体方案的基础上，分析研究了ONT功能检测的内涵，明确了检测项目的具体内容和技术实现方法，进而提出了检测系统的总体方案与系统组成。检测系统采用前后台方式：前台设计一块检测板，用于收发ONT信号；后台利用计算机编制软件，用于信号的生成、分析处理。 尔后分析了检测系统的主要关键技术：突发接收、突发同步、扰码、以及前后台之间的并行口通信，并讨论了技术实现方案，为系统设计工作奠定良好的理论基础。 然后阐述了以FPGA为核心的检测板设计思想，分析了硬件电路设计原理，并给出了各部分具体电路的设计结果；特别对检测板上FPGA的逻辑电路设计进行了深入分析，并给出了功能仿真结果。 最后，论文分析了后台软件设计原理以及检测系统的调试方法、步骤和结果。 试验结果表明所设计的ONT检测系统能满足ONT原理样机的实验室检测，为ONT研制提供了必备的有效检测工具。 本课题得到江苏省高技术研究项目资助，项目名称为“基于异步传输模式的无源光接入网(APON)终端设备ONT的研制”，项目代号：BG2001046。
参考文献：
[1]. APON系统中突发式光发射和接收模块的测试系统设计[D]. 刘炜霞. 武汉理工大学. 2003
[2]. APON系统中突发式光发射模块的研究[D]. 李军. 武汉理工大学. 2003
[3]. APON系统中突发式接收模块的研究[D]. 蒋翠玲. 武汉理工大学. 2003
[4]. APON系统中突发式光收发模块的测试系统设计[J]. 黄秋元, 刘炜霞, 陈伟, 周鹏. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2003
[5]. EPON突发式光收发模块测试系统的研究与开发[D]. 刘会衡. 武汉理工大学. 2005
[6]. 突发模式光发射和时钟技术研究[D]. 杨孝平. 电子科技大学. 2005
[7]. GPON ONU 1.25/2.5G光收发一体模块的研究[D]. 刘常利. 哈尔滨工业大学. 2006
[8]. 高速TDMA光信号收发理论研究与误码测试系统设计[D]. 黄秋元. 武汉理工大学. 2010
[9]. EPON突发式光发射模块的研究与开发[D]. 杨媛媛. 武汉理工大学. 2005
[10]. APON系统ONT原理样机功能检测系统设计[D]. 杨浩. 南京理工大学. 2004
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