基于FPGA的高速擾偏器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著單通道光傳輸速率的不斷提高,偏振特性引起的偏振相關(guān)損耗阻礙光傳輸系統(tǒng)速率和容量的提升凸顯而出。抑制偏振相關(guān)損耗的一個(gè)有效方法就是使用偏振擾偏器,偏振擾偏器的主要性能指標(biāo)有:擾偏速率、擾偏均勻性、插入損耗、工作波長(zhǎng)及體積等。隨著光通信系統(tǒng)速率的提高,對(duì)擾偏器也提出了更高的要求。
　　 以偏振光的相關(guān)理論及偏振態(tài)控制為基礎(chǔ),結(jié)合項(xiàng)目組承擔(dān)的863研究課題——“160Gbit/s-泵多纖光傳輸技術(shù)的研究(2007AA012258)

2、”,基于FPGA設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種可用于單波160Gb/s光時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的高速擾偏器,主要工作如下:(1)基于偏振光的相關(guān)理論及偏振態(tài)控制原理,分析對(duì)比了多種偏振控制器的實(shí)現(xiàn)方法、主要性能及優(yōu)缺點(diǎn),最后選擇電控鈮酸鋰偏振控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于160Gb/s光傳輸系統(tǒng)的高速偏振擾偏器。
　　 (2)分析了160Gbit/s系統(tǒng)對(duì)擾偏器性能的要求,主要研究在160Gbit/s傳輸系統(tǒng)中擾偏速度對(duì)于擾偏效果的影響。按照系統(tǒng)的要求進(jìn)行器件選型

3、,完成偏振擾偏器原理圖設(shè)計(jì)和PCB板的繪制。
　　 (3)研究基于FPGA的偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法,主要研究線性反饋移位寄存器(LFSR)算法和元胞自動(dòng)機(jī)(CA)算法。用verilog編碼實(shí)現(xiàn)LFSR算法、CA90算法和CA150算法,并對(duì)各種算法進(jìn)行仿真,對(duì)各自的統(tǒng)計(jì)特性和隨機(jī)特性進(jìn)行比較,選擇統(tǒng)計(jì)特性和隨機(jī)特性較好的CA算法為擾偏器產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。
　　 (4)研究Maxwell分布函數(shù),并用Matlab編寫(xiě)能產(chǎn)生符合Maxw

4、ell分布數(shù)據(jù)的函數(shù)。量化符合Maxwell分布的數(shù)據(jù),并將量化后的結(jié)果與Maxwell分布函數(shù)進(jìn)行比較。用verilog編碼實(shí)現(xiàn)擾偏器的控制器部分的功能,主要是迅速產(chǎn)生符合Maxwell分布的隨機(jī)數(shù),并利用Modelsim進(jìn)行仿真驗(yàn)證。最終用Quartus綜合verilog代碼并下載到FPGA,上板調(diào)試實(shí)現(xiàn)高速擾偏的功能。
　　 (5)實(shí)驗(yàn)研究了自制擾偏器的擾偏效果和對(duì)10GHz超短脈沖時(shí)間抖動(dòng)的影響,并與國(guó)外某商用擠壓光纖型