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甚短距离(VSR)光传输数据转换芯片设计

Designand Implementation of Very Short Reach Convertor IC

【作者】 李彧

【导师】 王志功;

【作者基本信息】 东南大学 , 电路与系统, 2005, 硕士

【摘要】 近几年来,随着INTERNET的迅猛发展,人们对带宽的需求呈指数增长,高速网络设备之间的光互连需要更高的带宽和更低的成本,而高性价比的甚短距离(Very Short Reach,VSR)光传输技术是解决短距离(300米)光互连的优选方案。在OC-192速率等级(10Gb/s)以及OC-768速率等级(40Gb/s)上,光互连论坛制定了一系列的VSR光传输应用协议,其中VSR4-01.0、VSR4-03.0和VSR5-01.0协议中的数据转换芯片是本文的主要研究对象。在对现有SDH帧对齐电路性能分析的基础上,提出了一种创新的基于二进制搜索(Binary Search)的帧对齐方法。仿真与测试结果均显示,该电路在相同数据位宽条件下,性能明显优于现有帧对齐电路,已申请国家发明专利。通过对系统纠错性能的分析,提出了一种字节纠错方法。分析指出,该方法可以充分利用系统结构,大幅提高系统纠错能力。在VSR4-01电路的基础上,设计了VSR4-03.0数据转换芯片,在对整个设计进行充分仿真验证的基础上,采用Stratix GX系列FPGA设计了系统测试与验证硬件平台,经SDH测试仪单板环回测试与点对点通信测试,VSR4-03接口系统采用多模光纤传输误码率小于10-13。为了全面掌握VSR技术,设计了针对OC-768速率等级的VSR5-01数据转换芯片数字部分,对全部电路做了仿真,并对关键模块进行了FPGA下载测试,仿真与测试结果证明,整个电路达到了设计要求。本课题受国家高技术研究发展计划(863计划)支持,属于光通信技术专题课题,课题编号2001AA122032。

【Abstract】 In the last few years there is an explosive growth in demand for bandwidth, leading to the rise of optical internetwork. The VSR (Very Short Reach) interface is a low-cost and high-performance solution suitable for the ultra high-speed data transmission between short distances.The Optical Internetworking Forum (OIF) has defined a set of implementation agreements for OC-192 and OC-768 applications. Among them, VSR4-01, VSR4-03 and VSR5-01 converter ICs are our research interest.Based on the analysis of the current SDH synchronization circuits, a novel parallel binary search word alignment circuit is proposed specifically for SDH systems. It has much higher performance than the current SDH synchronization circuits. Through the analysis of the error detect mechanism of the VSR4-01 agreement, a new bit error correction method is given and the associated circuit has been realized.The digital part of a VSR4-03 converter IC has been realized based on an FPGA, and an experiment system has been established for the 10Gb/s point–to-point transmission. The test results show that the bit error rate is lower than 10-13.Meanwhile, the digital part of a VSR5-01 converter IC has been realized. The simulation and test results show that the circuits can meet the high speed data transfer requirements for OC-768.

  • 【网络出版投稿人】 东南大学
  • 【网络出版年期】2009年 04期
  • 【分类号】TP335
  • 【被引频次】4
  • 【下载频次】163
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