基于雙環(huán)耦合全光緩存器和SBS慢光的多波長信號緩存研究.pdf

1、隨著光通信技術(shù)的飛速發(fā)展，目前傳輸容量已經(jīng)達(dá)到10Tb/s，然而頻繁的光/電/光轉(zhuǎn)換卻嚴(yán)重限制了交換速率的提高。全光交換是通信網(wǎng)的必然趨勢，作為交換網(wǎng)的關(guān)鍵部件——全光緩存器已開始成為國際上的一個研究熱點(diǎn)。全光緩存器能夠在光域內(nèi)直接完成高速數(shù)據(jù)包的緩存而不需要經(jīng)過光-電-光的變換，有效克服了光通信網(wǎng)絡(luò)中的電子速率瓶頸，是全光包交換網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。以半導(dǎo)體光放大器為非線性元件的雙環(huán)耦合全光緩存器（DLOB）是一種新型的全光緩存器，它具

2、有結(jié)構(gòu)緊湊、讀寫易操作，可調(diào)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。而基于受激布里淵散射慢光型緩存器則可以在比特量級對數(shù)據(jù)包實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)節(jié)，同時對于多波長信號有一定的選擇作用。以往無論是雙環(huán)全光緩存器還是慢光型緩存器主要都是針對單波長信號的，但是隨著密集波分復(fù)用技術(shù)的成熟，高速多波長信號的緩存已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。本文在國家“863”項目和國家自然基金項目的支持下，在雙環(huán)耦合全光緩存器和受激布里淵散慢光對多波長信號緩存應(yīng)用方面進(jìn)行了深入研究和探討，所得成果對

3、多波長信號的緩存具有重要的參考價值。本文取得的創(chuàng)新性成果主要包括以下幾點(diǎn)： 1．利用“曲線分割法”研究了多波長信號在SOA中的交叉增益調(diào)制特性，提出了采用大功率控制光引入SOA降低信道串?dāng)_的方法，對多波長信號在SOA中由于交叉相位調(diào)制引起的功率波動起到了很好的抑制作用，大大的提高了信號的信噪比，降低了誤碼率。提出了一個由多波長信號交叉增益調(diào)制引起的功率波動等同于噪聲的分析模型，利用該模型分析了信道串?dāng)_對信號誤碼率的影響。

4、 2．提出了利用DLOB實(shí)現(xiàn)雙波長高速信號緩存的方法。實(shí)現(xiàn)了2．5Gbit/s的雙波長信號多達(dá)10圈的緩存，緩存時間長達(dá)12．5us。針對2個波長的高速信號在DLOB中緩存時功率、相移不均衡問題，提出了優(yōu)化控制光工作點(diǎn)的方法，即選擇合適的控制光工作點(diǎn)，使比特“1”和“1+1”之間的相位差滿足｜△Φ1-△Φ1+1≤δ，其中δ是相位差的容忍度（本實(shí)驗(yàn)0．1弧度），并在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了這種方法的有效性。 3．提出了一種利用SOA的增益飽和

5、特性均衡多波長信號比特疊加所造成的比特功率不一致的方法，改善了雙波長及多波長信號緩存質(zhì)量。利用功率均衡，雙波長信號的比特功率波動明顯減小，緩存圈數(shù)由10圈提高到了16圈。通過功率均衡，對于8波長信號，比特功率波動范圍由原來的1：8倍降低到1：2倍，接近了雙波長比特功率波動的情況。 4．提出了利用DLOB緩存8個波長高速信號的方法，成功實(shí)現(xiàn)了8個波長10Gb/s高速信號在DLOB中緩存5圈的結(jié)果。分析了多波長信號在SOA中四波混頻

6、帶來的信號損傷，提出了采取非等信道間隔和調(diào)節(jié)各個信道的偏振態(tài)減小四波混頻影響的方法。 5．分析了雙波長信號對SBS慢光延遲時間的影響，得到了雙波長信號SBS慢光過程并非獨(dú)立發(fā)生的結(jié)論，指出當(dāng)雙波長間隔較小時，可以增大延遲時間，從而提出了一種增大延遲時間的方法。實(shí)驗(yàn)獲得了單模光纖，光敏光纖和光子晶體光纖中的受激布里淵散射譜及其增益特性。實(shí)現(xiàn)了在單模光纖中雙波長100ns的光信號，最多可以延遲25ns的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即獲得了比特級的緩存