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财经 胡舒立
掺铒光纤放大器可用于实现不同波长光波的放大，但是对于不同波长的信号光产生的增益差异较大，本文基于optisystem 软件搭建了掺铒光纤放大器WDM 系统的模型，通过设置铒光纤长度，泵浦功率两个参数使得EDFA 的增益平坦度小于0.5dB 。 1 引言
EDFA 具有增益高，光谱宽，输出功率高，插入损耗低和对偏振不敏感等优点，所以它是目前应用最广泛的光放大器之一。饵稀土元素可以实现不同波长光波的放大，这些波长覆盖了很宽的光谱范围，所以它适用于多信道信号的同时放大。但是EDFA 在其工作波段内会存在增益起伏，尤其在WDM 系统中，当多个EDFA 级联时，这种差值会呈现线性累积的状态，从而噪声的累积也会越来越严重，光信噪比会大大下降，甚至使整个系统无法工作。本文通过优化，使每个信道增益的差距在允许的范围之内。
掺铒光纤放大器主要由饵光纤，泵浦光源和光耦合器等组成。如图1所示，在optisystem 软件中搭建一个掺铒光纤放大器的波分复用系统，输入为16信道WDM 光信号，波长范围为1546nm-1558nm ，波长间隔为0.8nm ，输入光功率为-20dBm ，饵光纤长度为4m 。采用反向泵浦结构，泵浦功率为100mW ，泵浦波长为980nm 。在系统中使用双端口WDM 分析仪来测量增益平坦度，使用光功率计测量输出功率。
的增益快速增加和下降的数值。实际在应用掺铒光纤放大器时，它的增益谱会有起伏变化，增益平坦度越小，那么在一定光谱范围内增益谱起伏越小，越趋于平缓。
如图2所示，经光谱仪和双端口WDM 分析仪检测得到
马延春
EDFA 输出信号和噪声频谱，发现系统的增益平坦度为1.85dB ，远远高于0.5dB 。在泵浦功率为100
mW 和饵光纤长度为4m 的条件下得到的增益平坦度不能达到系统的要求，所以要对EDFA 的泵浦光功率和光纤长度进行优化，以达到16信道增益谱的平坦。
3 EDFA增益平坦度的优化任楼论坛
通过改变EDFA 的结构参数的方法来进行优化。EDFA 的结构参数包括泵浦功率，泵浦方式，饵光纤长度和饵光纤长度掺杂浓度等，在这些参数中选择泵浦功率和饵光纤长度两个参数来进行优化设计。其中泵浦功率在0-160mW 的范围内进行优化，饵光纤长度在1-40m 的范围内进行优化，在optisystem 软件中进行优化循环来确定泵浦功率和饵光纤长度的值以减小增益平坦度。优
图1 掺铒光纤放大器的WDM系统模型
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化完成后泵浦功率为23.77mW，饵光纤长度为5.11m 。在优化后的参数条件下，观察EDFA 输出信号和噪声频谱（见图3），系统输出信号功率为7.193mW ，增益平坦度为0.28dB ，满足了系统的要求。
表1 优化前后系统的输出信号功率和增益平坦度
泵浦功率100mW 23.77mW 饵光纤长度4m 5.11m 输出信号功率 3.172mW 7.193mW 增益平坦度
1.85dB
0.28dB
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4 结论
本文讨论了改变掺铒光纤放大器泵浦功率和饵光纤长度两个结构参数来优化设计增益平坦度，优化前后的参数设置以及得到的输出信号功率和增益平坦度见表1。在不考虑其他结构参数和损耗的情况下泵浦功率为23.77mW ，饵光纤长度为5.11m 时可以明显提高了输出信号功率，降低了增益平坦度。
参考：曹毅，魏淮，雷飞鹏，吕济根，光网络中掺铒光纤放大器增益平坦性研究：中文核心期刊，2011
。
图2 未优化的EDFA输出信号和噪声频谱
分税制改革图3 优化后的EDFA输出信号和噪声频谱
引言：在通信系统中，常常有对收发信道、射频前端、频率合成器、射频交换等射频模块进行逻辑控制和总线接口、模块工作状态上报等功能的需求，此类数字板卡功能重复性很高，多次开发不利于项目进度和成本控制。随着中美贸易战的升级，更加深了我们对基础核心芯片自主可控的认识，随着国家对自主可控的重视和芯片厂商前期的研发与投入，目前FPGA 、DSP 、CPU 、总线协议芯片等大规模核心芯片国产化近年来取得了一定的突破。据此，本文提出一种全国产化通用接口板硬件设计。
1.系统框架
通用化控制接口板主要可以完成通信收发信道、射频前端、频率合成器、射频交换等射频模块的控制、频率置入、总线接口、模块工作状态上报等功能。为了实现所要求的功能，接口板的基本电路结构框图如图1所示。
其中FPGA 作为系统接口处理的核心完成控制接口驱动功能，可通过FPGA 解析协议灵活扩展RS232、RS422、RS485、LVDS 、SPI 、I2C 等多种总线，该芯片选用中电科58所的JXCLX25型可编程逻辑器件，其最高频率可达到
基于FPGA和DSP架构的全国产化通用
菲涅尔双棱镜控制接口板硬件设计
中国电子科技集团公司第二十研究所 邓 肯
200MHz ；DSP 选用中电科58所的某型号32位浮点型数字信号处理器，完成完成初始化配置和模块健康管理功能，工作主频150MHz ；SRAM 作为FPGA 和DSP 程序在线更新时的临时存储器， FLASH 作为健康管理相关数据的存储器。
2.硬件设计
以下主要针对此硬件开发，进行电源设计、通用性设计、主要接口及其外设方面设计的介绍。
1）电源设计
可靠的电源设计是系统正常工作的保证。本接口板输入电源为5-12V 宽幅输入，使用1片北方华创生产的DC-DC 开关电源模块HCE4644MB 作为电源控制芯片。共输出3.3V 、2.5V 、1.8V 、1.2V 给FPGA 、DSP 等器件提供电源，并通过该芯片RUN 和PG 管脚控制整板上电顺序。
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