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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。