光分組交換中全光路由控制的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、全光分組交換(OPS)作為下一代光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),使傳輸與交換完全在光域中完成,徹底克服光—電—光轉(zhuǎn)換的瓶頸。其中,全光路由控制是全光分組交換的關(guān)鍵技術(shù)之一。全光路由控制是在光域中實(shí)現(xiàn)對(duì)光數(shù)據(jù)包的路由進(jìn)行控制,包括幀頭同步信息提取、幀頭與凈荷的分離、幀頭識(shí)別、幀頭周期性復(fù)制,以及控制光脈沖信號(hào)的同步展寬、光數(shù)據(jù)包的緩存等技術(shù)。本文針對(duì)全光路由控制的幀頭復(fù)制、識(shí)別,以及光緩存技術(shù)進(jìn)行了深入研究和探討,取得的成果對(duì)于全光路由控制的實(shí)現(xiàn)和全光

2、分組交換的發(fā)展有重要的參考價(jià)值。
　　 本文的創(chuàng)新主要包括:
　　 1、首次分析了輸入數(shù)據(jù)包消光比(ER)對(duì)復(fù)制結(jié)果的影響,推導(dǎo)出輸入消光比(RE)不高導(dǎo)致環(huán)形腔內(nèi)光場(chǎng)產(chǎn)生的諧振項(xiàng)和輸出復(fù)制數(shù)據(jù)包消光比惡化的公式。建立簡(jiǎn)化的有源環(huán)形腔復(fù)制器模型,分析了半導(dǎo)體光放大器(SOA)的自發(fā)輻射(ASE)噪聲在環(huán)內(nèi)累積導(dǎo)致輸出信噪比(SNR)的下降問題,通過注入非循環(huán)直流(DC)輔助光抑制信噪比下降。實(shí)現(xiàn)了復(fù)制次數(shù)可控的光復(fù)制器,

3、并利用SOA的增益飽和特性實(shí)現(xiàn)復(fù)制數(shù)據(jù)包功率均衡,獲得數(shù)據(jù)包信噪比下降小于3dB且光功率幾乎一致的20次以上復(fù)制結(jié)果。
　　 2、提出了一種基于有源環(huán)形腔的兩級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)光復(fù)制器,復(fù)制次數(shù)成倍增長(zhǎng),而ASE噪聲卻以算術(shù)級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。成功實(shí)現(xiàn)了速率為2.5Gb/s光數(shù)據(jù)包100次復(fù)制,且復(fù)制光包的功率幾乎一致、光包間隔嚴(yán)格相等,有效地減小了相位抖動(dòng)。
　　 3、實(shí)現(xiàn)了兩種適用于NRZ碼的、基于太赫茲光學(xué)非對(duì)稱解復(fù)用器(TOAD)

4、的全光異或邏輯結(jié)構(gòu),大大降低了同步要求。方案一采用雙向注入異或邏輯信號(hào)作為控制信號(hào),利用該方案實(shí)現(xiàn)了2.5Gb/s NRZ碼數(shù)據(jù)包的加密與解密。方案二采用同一端口注入異或邏輯信號(hào),通過注入適當(dāng)?shù)闹绷鬏o助光避免了兩路同步控制信號(hào)在SOA中競(jìng)爭(zhēng),利用調(diào)節(jié)直流輔助光光功率到最佳值減小相位差波動(dòng)的方法,擴(kuò)大了輸入控制信號(hào)功率的容差。
　　 4、提出了光比較器功能模型以及應(yīng)該具有的技術(shù)指標(biāo),利用異或邏輯實(shí)現(xiàn)了用于幀頭識(shí)別的光比較器。利用同

5、一端口注入控制信號(hào)的異或邏輯方案,實(shí)現(xiàn)了2.5Gb/s速率、8比特NRZ碼幀頭識(shí)別,輸出多個(gè)判決脈沖。提出了基于平行排列3×3耦合器的、用于RZ碼幀頭識(shí)別的反饋式光比較器。
　　 5、針對(duì)立“8”型雙環(huán)耦合干涉儀的相位及偏振不穩(wěn)的問題,進(jìn)行理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并利用偏振時(shí)變矢量定量描述偏振穩(wěn)定性,結(jié)果表明:3×3耦合器的對(duì)稱性、光纖環(huán)傳輸矩陣中的角θ(主軸與坐標(biāo)軸的夾角)、光纖的雙折射和兩光纖環(huán)長(zhǎng)度差是引起干涉信號(hào)偏振不穩(wěn)的主要