基于FPGA及NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)PMD動態(tài)補償.pdf

1、隨著光纖傳輸速率的提高，由偏振模色散(PMD)導致的脈沖展寬的問題將越來越嚴重。為了補償傳輸線路中的PMD效應，本實驗室已做了幾年的理論研究。在前人理論研究的基礎上，本課題采用了前向反饋的動態(tài)補償方案，在實驗室實現(xiàn)了PMD的動態(tài)補償。其中本人主要負責電路控制補償部分的研究、設計及實現(xiàn)，具體工作如下： 1.提出以FPGA為控制核心的硬件電路設計方案，并進行芯片選型、電路原理圖設計，六層PCB布局和布線，芯片和元器件的焊接。為整個電

2、路控制系統(tǒng)提供了一個硬件平臺； 2.在FPGA中，通過Verilog語言，采用流水線設計技術，快速實現(xiàn)了PMD理論中相關物理量的計算；同時構建了Nios II嵌入式軟核，提出了有效的動態(tài)補償算法，并通過C語言實現(xiàn)： 3.提出了三維坐標系旋轉(zhuǎn)變換理論并進行相關公式的推導，實現(xiàn)了對偏振控制器的有效控制； 4.進行了兩個關鍵性實驗的研究：偏振穩(wěn)定實驗和PMD動態(tài)補償實驗。偏振穩(wěn)定實驗的成功為PMD動態(tài)補償實驗提供了強有

3、力的保障，其偏振穩(wěn)定精度最高達可到0.5度，偏振穩(wěn)定響應時間最快可達5ms。 本系統(tǒng)的優(yōu)點是：實現(xiàn)了PMD的動態(tài)補償，補償速率較快。并且提出的動態(tài)補償方案是光速率透明的，即無論光的速率是多少都能通過本方案進行PMD的動態(tài)補償。 本系統(tǒng)的不足是：對于判別傳輸線路中快慢軸的問題，從理論上我們還沒有找到合適的方法。 針對本系統(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)合的改進方案，即在本系統(tǒng)方案的基礎上增加