[发明专利]基于FPGA的可配置掺铒光纤放大器IP核

说明书

本发明提供一种基于FPGA的可配置掺铒光纤放大器IP核，包括配置及状态模块、档位控制模块、功率计算模块、自动增益控制模块、自动功率控制模块和泵浦输出控制模块。本发明的IP核以软核的形式给出，支持多参数配置、条件编译和配置寄存器来适应于多种不同需求，具有很高的集成度、兼容性和通用性，具有很快的响应速度和较好的瞬态抑制。使用该IP核能够缩短掺铒光纤放大器开发周期，兼容多种需求的掺铒光纤放大器，具有很高的可移植性，有利于我国在世界光通信领域占据有利地位，具有重要的市场价值。

技术领域

本发明属于光通信装置控制技术领域，特别涉及一种基于FPGA的可配置掺铒光纤放大器IP核。

背景技术

掺铒光纤放大器的研究及实用化，极大地促进了光通信技术的发展。EDFA在密集波分复用光通信系统有着广泛地应用。掺铒光纤放大器直接对光信号进行放大，无需进行光电光变换，且具有输功率大、增益高、工作频带宽、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率、数据格式无关等特点，已成为现代光通信系统的重要器件之一。目前实现掺铒光纤放大器的控制主要分为两类，一类是用模拟方案采用电路搭建整个控制系统，另一类为数字化方案采用高性能嵌入式芯片加数模转换芯片完成控制。其数字化的方法较模拟方案更加灵活、功能更丰富，其中采用FPGA搭建数字电路实现控制系统的实时性高、性能更优越且响应速度更快。目前对于不同项目需求，开发基于FPGA的掺铒光纤放大器，周期较长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，主要针对掺铒光纤放大器在不同需求或不同器件平台上控制逻辑可移植性差、功能相对单一且复用性较低的问题，发明了一种具有良好移植性、功能多样性、可复用性高的掺铒光纤放大器IP核。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供一种基于FPGA的可配置掺铒光纤放大器IP核，包括配置及状态模块、档位控制模块、功率计算模块、自动增益控制模块、自动功率控制模块和泵浦输出控制模块，

所述配置及状态模块，用于接收解析配置数据，采用控制状态机，根据输入数据信息及控制信息进行状态的跳转，对应功能及控制的变更，在控制过程中保证输出平滑的过度，避免产生过冲和欠冲；

所述档位控制模块，用于根据配置的参数进行档位的切换并且给出当前档位对应的功率定标因子和偏移；

所述功率计算模块，用于根据功率定标因子和偏移，查表或计算得出当前实际输入和输出的光功率，根据增益或配置的功率得出期望的输出功率；

所述自动增益控制模块，用于采用前馈加反馈的控制方式，根据实际输出的信号功率和期望输出的信号功率自动调节输出达到目标增益；

所述自动功率控制模块，用于采用反馈控制方式，根据实际输出的总功率和期望输出的总功率自动调节达到目标功率；

所述泵浦输出控制模块，用于根据当前不同的控制模式以及相关参数的限定输出对应的DAC数据。

而且，所述配置及状态模块支持AGC、APC、ACC模式的配置，各模式切换平滑过渡。

而且，所述档位控制模块支持档位、档位放大倍数及换挡门限配置。

而且，所述功率计算模块，支持查表和乘法器选择和计算小数位配置。

而且，自动增益控制模块，支持单泵浦双泵浦选择配置、前馈参数配置、pid参数配置等。

而且，自动功率控制模块，支持单泵浦双泵浦选择配置、pid参数配置。

而且，以软核的形式给出。

而且，所有模块支持Altera器件或Xilinx器件可配，支持时钟频率可配。