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最近几年,光纤通信技术得到了极大的发展,不断有新的技术涌现出来。在光纤骨干网中,光突发交换(OBS)被认为是提高交换能力的最有效的技术之一;在光纤接入网中,无源光网络(PON)被认为是消除最后一公里瓶颈的最有效技术。在OBS和PON系统中,都会面对接收、发射突发信号的问题,突发信号与连续信号相比有很大不同,传统的光收发机无法做出适当的响应,这就需要特殊的技术—光突发模式收发技术。 首先研究了光突发模式接收机技术。总结了现有的技术放案,选择具有较大优势的前馈式接收机方案展开研究。针对现有光突发模式接收机的不足,进行了较大幅度的改进,包括自动产生一定宽度的复位脉冲电路;顶部探测电路(THC)中采用变容二极管以缩短前导码时间,减少检波误差;在跨阻抗前置放大器(TIA)后面使用延迟电路缩短前导码时间;在限幅放大器(LA)后面连接两个与门关断突发包信号。结合这些创新点,完成了接收机的完整设计,包括前端光电二极管的建模、可变增益跨阻抗前置放大器、自动阈值控制电路(ATC)以及限幅放大器的完整设计,并在1.25Gb/s速率下进行了仿真。接收机性能得到较大幅度的改进,接收机灵敏度为-28.2dBm,动态范围27.7dB,所需前导码时间和保护带时间分别为30ns和140ns,与现有的接收机技术相比,均得到了较大幅度的提高。 然后研究了光突发模式发射机技术,首先对光突发模式发射机存在的技术难点做出了总结,结合光突发模式接收机部分,采用模拟电路方案设计了完整的直接调制光突发模式发射机。在设计过程中,结合光突发模式接收机部分,对直接调制光突发模式发射机技术存在的技术难点提出了自己的解决方案,包括将突发包包络信号加在驱动电路一端,实现了在突发包间隙对驱动电路的有效关断;产生一定宽度的复位脉冲信号,减少了前导码时间和保护带时间;顶部探测电路中采用变容二极管缩短前导码时间,减少检波误差;用峰-峰值产生电路快速有效的控制驱动电流大小。在1.25Gb/s速率下仿真结果表明,激光器偏置电流变化范围可达7-78mA,驱动电流变化范围可达15mA-50mA,因此设计的直接调制光突发模式发射机可以容忍很大程度的温度和外微分量子效率的改变。同时对外调制光突发模式发射技术进行了研究,设计了良好的外调制器与驱动电路前向匹配方案,将驱动电路的设计与外调制器输出信号消光比、啁啾联系起来,在5Gb/s工作速率