基于FPGA及Nios II嵌入式系统实现PMD动态补偿

发布时间：2021-03-07 09:57

　　随着光纤传输速率的提高,由偏振模色散（PMD）导致的脉冲展宽的问题将越来越严重。为了补偿传输线路中的PMD效应,本实验室已做了几年的理论研究。在前人理论研究的基础上,本课题采用了前向反馈的动态补偿方案,在实验室实现了PMD的动态补偿。其中本人主要负责电路控制补偿部分的研究、设计及实现,具体工作如下:1.提出以FPGA为控制核心的硬件电路设计方案,并进行芯片选型、电路原理图设计,六层PCB布局和布线,芯片和元器件的焊接。为整个电路控制系统提供了一个硬件平台;2.在FPGA中,通过Verilog语言,采用流水线设计技术,快速实现了PMD理论中相关物理量的计算;同时构建了Nios II嵌入式软核,提出了有效的动态补偿算法,并通过C语言实现;3.提出了三维坐标系旋转变换理论并进行相关公式的推导,实现了对偏振控制器的有效控制;4.进行了两个关键性实验的研究:偏振稳定实验和PMD动态补偿实验。偏振稳定实验的成功为PMD动态补偿实验提供了强有力的保障,其偏振稳定精度最高达可到0.5度,偏振稳定响应时间最快可达5ms。本系统的优点是:实现了PMD的动态补偿,补偿速率较快。并且提出的动态补偿方案是光速率... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

脉冲光源输出的偏振态分布图(a)和波形图(b)

图 2-2 脉冲光源输出的偏振态分布图(a)和波形图(b)当经过“扰偏器”后，光的偏振态将沿着邦加球随机运动并且遍历整个邦加球。如图 2-3 所示，图(a)中包含了 3500 个采样点的偏振态的分布情况，几乎遍历了整个邦加球，而图(b)中光的波形并没有发生太大变化：

(a) (b)图 2-4 经过 PMD 模拟器后光的偏振态分布图(a)和波形图(b)在接收端，当经过“PC-412 和偏振检测模块”后，由于 PC-412 的作用，光的偏振主轴的方向将发生改变。如图 2-5 所示：(a) (b)

【参考文献】：
期刊论文
[1]10Gbit/s光纤通信系统偏振模色散动态补偿技术[J]. 王剑,于晋龙,刘剑飞,胡浩,鲍振武,杨恩泽.  光电子·激光. 2003(07)

博士论文
[1]偏振模色散动态补偿技术研究[D]. 王剑.天津大学 2003



本文编号：3068866