光分組交換中全光路由控制的若干關鍵技術研究.pdf

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

2、分組交換的發(fā)展有重要的參考價值。
　　 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)對復制結果的影響,推導出輸入消光比(RE)不高導致環(huán)形腔內光場產生的諧振項和輸出復制數(shù)據(jù)包消光比惡化的公式。建立簡化的有源環(huán)形腔復制器模型,分析了半導體光放大器(SOA)的自發(fā)輻射(ASE)噪聲在環(huán)內累積導致輸出信噪比(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。實現(xiàn)了復制次數(shù)可控的光復制器,

3、并利用SOA的增益飽和特性實現(xiàn)復制數(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次以上復制結果。
　　 2、提出了一種基于有源環(huán)形腔的兩級級聯(lián)結構光復制器,復制次數(shù)成倍增長,而ASE噪聲卻以算術級數(shù)增長。成功實現(xiàn)了速率為2.5Gb/s光數(shù)據(jù)包100次復制,且復制光包的功率幾乎一致、光包間隔嚴格相等,有效地減小了相位抖動。
　　 3、實現(xiàn)了兩種適用于NRZ碼的、基于太赫茲光學非對稱解復用器(TOAD)

4、的全光異或邏輯結構,大大降低了同步要求。方案一采用雙向注入異或邏輯信號作為控制信號,利用該方案實現(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,通過注入適當?shù)闹绷鬏o助光避免了兩路同步控制信號在SOA中競爭,利用調節(jié)直流輔助光光功率到最佳值減小相位差波動的方法,擴大了輸入控制信號功率的容差。
　　 4、提出了光比較器功能模型以及應該具有的技術指標,利用異或邏輯實現(xiàn)了用于幀頭識別的光比較器。利用同

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