基于FPGA及NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PMD動(dòng)態(tài)補(bǔ)償.pdf

1、隨著光纖傳輸速率的提高，由偏振模色散(PMD)導(dǎo)致的脈沖展寬的問(wèn)題將越來(lái)越嚴(yán)重。為了補(bǔ)償傳輸線路中的PMD效應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)室已做了幾年的理論研究。在前人理論研究的基礎(chǔ)上，本課題采用了前向反饋的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方案，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了PMD的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。其中本人主要負(fù)責(zé)電路控制補(bǔ)償部分的研究、設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，具體工作如下： 1.提出以FPGA為控制核心的硬件電路設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行芯片選型、電路原理圖設(shè)計(jì)，六層PCB布局和布線，芯片和元器件的焊接。為整個(gè)電

2、路控制系統(tǒng)提供了一個(gè)硬件平臺(tái)； 2.在FPGA中，通過(guò)Verilog語(yǔ)言，采用流水線設(shè)計(jì)技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)了PMD理論中相關(guān)物理量的計(jì)算；同時(shí)構(gòu)建了Nios II嵌入式軟核，提出了有效的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法，并通過(guò)C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)： 3.提出了三維坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)變換理論并進(jìn)行相關(guān)公式的推導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)偏振控制器的有效控制； 4.進(jìn)行了兩個(gè)關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)的研究：偏振穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)和PMD動(dòng)態(tài)補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。偏振穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)的成功為PMD動(dòng)態(tài)補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)提供了強(qiáng)有

3、力的保障，其偏振穩(wěn)定精度最高達(dá)可到0.5度，偏振穩(wěn)定響應(yīng)時(shí)間最快可達(dá)5ms。 本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了PMD的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，補(bǔ)償速率較快。并且提出的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方案是光速率透明的，即無(wú)論光的速率是多少都能通過(guò)本方案進(jìn)行PMD的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。 本系統(tǒng)的不足是：對(duì)于判別傳輸線路中快慢軸的問(wèn)題，從理論上我們還沒(méi)有找到合適的方法。 針對(duì)本系統(tǒng)的不足，我們提出了一種將前向反饋系統(tǒng)和后向反饋系統(tǒng)相結(jié)合的改進(jìn)方案，即在本系統(tǒng)方案的基礎(chǔ)上增加