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在过去的三十多年中以太网以其低成本、高可靠性、简易的安装维护等优点而成为最主要的IP承载网络技术。随着互联网技术与电子商务的不断发展和用户数量的不断增加,企业和用户对数据传输和接入带宽的需求也越来越大。在过去的十几年中,Internet的流量以每12个月增长1倍的幅度快速增长,而且此趋势目前并没有减缓的迹象。此外以太网的电信化应用也导致汇聚带宽需求增速加剧。目前现有的10G Ethernet技术已不足以满足当前的需求。因此,更高速的100G Ethernet技术研究势在必行。本文首先介绍了100G以太网国际标准化进程的进展情况,并结合实际给出了相关100GE产品模块和实验发布情况,明确了本研究工作的背景和重要意义。接着详细介绍了影响高速光通信系统性能的光纤特性:损耗、色度色散、偏振模色散和非线性效应及各自相应的克服措施。然后结合本文所依托项目重点研究了100G以太网物理层的两种传输和调制码型技术:100G DQPSK调制串行传输和4X25G双二进制调制并行传输。接下来分析了三种实现100Gb/s DQPSK串行传输的方案,通过建立相应的仿真系统对其多项性能进行了分析比较。最后给出了完成的50Gb/s PRBS信号复用/解复用模块,调制发射模块和传输模块,并在此基础上进行了50Gb/s PRBS信号强度调制传输以及25Gb/s PRBS双二进制码型传输实验,为今后建立100GE光接口与传输技术的实验验证系统打下重要基础。论文的主要特色工作和创新点包括:1.分析三种实现RZ-DQPSK的方法,并进行了对应仿真系统模型的建立,分别对光信噪比(OSNR)、色散、偏振模色散(PMD)以及光纤非线性四个方面的容纳能力进行了对比和分析研究,分析了各种调制方式的优缺点及应用场合。2.实现了4路12.5Gb/s PRBS到50Gb/s PRBS信号复用,完成了各通信器件模块的设计和组装,为后续的100Gb/s实验系统提供了良好的基础。3.进行了50Gb/s PRBS信号强度调制传输实验和25Gb/s双二进制码型传输实验,得到相关数据和眼图。