高速光突发模式接收机技术研究

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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。而在本地接入方式中,设计人员往往采用时分多址(TDMA)的接入方式。这种点到多点的网络结构和时分复用的工作方式决定了上行信号是以突发的方式传输的。在这种光纤接入网中,信号的幅度和相位相差很大,传统的光接收机不能快速作出反应,要想成功的对突发信号进行恢复,就需要特殊的技术-突发模式接收机技术。光突发模式接收机技术主要包括两方面:信号幅度的恢复和突发同步,本论文着重对突发信号幅度恢复进行了研究。针对1.25Gb/s 的突发信号,对两种主要的突发接收技术-前馈式和反馈式接收机进行了详细的仿真和分析,包括光电二极管的建模、直流耦合前置放大器、峰值检波电路以及限幅放大器的设计和仿真,最终给出了接收机的完整电路。电路完全采用双极晶体管构成,便于集成。在两种结构的接收机前端的设计和仿真中,首先建立了光电二极管模型,为了提高动态范围,确定了跨阻抗放大器作为本接收机的前置放大器。峰值检波采用自适应检波电路,限幅放大器采用两级差分放大器构成。对两种接收机仿真结果表明:在1.25Gb/s 的传输速率下,前馈式接收机灵敏度为-21dBm,接收动态范围20dB,分组信号间隔20ns。而反馈式接收灵敏度-20dBm,动态范围18dB,分组信号保护间隔12ns,脉宽基本没有失真。最后,我们在155Mb/s 传输速率下,对前馈式接收机的单元电路进行了初步的实验。首先我们制作了一个155Mb/s 突发信号源。测试结果表明:直流耦合前放在155Mb/s 速率时,接收灵敏度为-24dBm,峰值检波电路效率大约70%。
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