基于塑料光纤传输链路物理层的研究

作     者：余翔 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李蔚

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：塑料光纤 物理层 64B/67B LDPC 帧同步 

摘      要：塑料光纤(Plastic Optical Fiber, POF)是一种新型的光纤传输介质,因芯径大、柔韧性强和安装简单,如今已成为短距离、中小容量通信系统的潜力传输介质。然而,与石英光纤(Glass Optical Fiber,GOF)相比,POF存在衰减大、传输带宽有限的不足,难以满足长距离、高容量通信的要求。伴随着“光进铜退和“三网融合的发展趋势,如何减少POF传输链路的损耗和增大POF传输系统的容量,以满足人们对宽带业务不断的需求,已经成为很多科研机构和企业的热点研究内容。基于上述背景,本文研究和设计了一种适合塑料光纤传输链路的吉比特以太网物理层(Physical layer, PHY),在改进物理编码子层(Physical Coding Sublayer, PCS)线性编码方式的同时,也将前向纠错(Forward Error Correction, FEC)码集成到PCS中,为系统提供纠错能力。 论文第一章首先给出了本文的研究背景,其次介绍了塑料光纤通信在国内外的研究现状和最新进展,最后给出了本文的主要内容。 论文第二章给出了通信系统和塑料光纤的概述,并介绍了吉比特以太网物理层的基础知识和本文关键技术的概述。 论文第三章研究和设计了POF传输链路PCS子层的编码方式,提出采用64B/67B编码技术,并嵌入加扰功能,不仅减小了PCS子层的输出线路速率,也实现了较高的传输密度和直流平衡。 论文第四章提出采用低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check code, LDPC)作为PCS子层的FEC码。利用SCG算法构造无四环的校验矩阵,有利于接收端的译码,并采用LU分解算法设计LDPC编码器,实现了线性编码,也减小了硬件资源的消耗。接收端采用门限比特翻转译码算法设计LDPC译码器,仿真验证了一次迭代译码多个比特。最后设计了LDPC码字的同步,并给出了仿真结果。 论文最后一章总结了目前已完成的研究内容,并给出下一步的研究计划以及未来POF的研究发展方向。