雙環(huán)耦合全光緩存器中若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究.pdf

1、全光緩存器能夠在光域內(nèi)直接完成數(shù)據(jù)包的存儲(chǔ)而不需要經(jīng)過(guò)光—電—光的變換，有效克服了現(xiàn)存通信網(wǎng)絡(luò)中的電子速率瓶頸，成為全光包交換網(wǎng)絡(luò)中交換節(jié)點(diǎn)處的關(guān)鍵器件。以半導(dǎo)體光放大器為非線性元件的雙環(huán)耦合全光緩存器是一種新型的全光緩存器，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、讀寫(xiě)易操作等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)雙環(huán)耦合全光緩存器在實(shí)際應(yīng)用中的若干關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入研究和探討，論文取得的成果對(duì)其它基于半導(dǎo)體光放大器的環(huán)路型全光緩存器同樣具有重要的參考價(jià)值。 本文的創(chuàng)新主要包

2、括以下幾點(diǎn)： 1.在考慮SOA噪聲特性的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了基于SOA的干涉儀中各端口輸出信噪比及噪聲指數(shù)的表達(dá)式，并提出了“附加噪聲因子”的概念。該附加噪聲因子和SOA線寬增強(qiáng)因子相關(guān)且始終大于1，說(shuō)明在考慮SOA的噪聲時(shí)干涉儀在兩種工作模式下輸出信號(hào)的信噪比是不同的，采用返回式工作模式能獲得更高的信噪比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析相吻合。 2.對(duì)雙環(huán)耦合全光緩存器中控制光的性能進(jìn)行了分析，分析了該緩存器中所需控制光功率同注入信號(hào)光

3、功率、SOA線寬增強(qiáng)因子及小信號(hào)增益數(shù)值之間的關(guān)系并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果；分析了控制光功率波動(dòng)所造成的相移及輸出信號(hào)光功率波動(dòng)。討論了由于控制光脈沖和信號(hào)數(shù)據(jù)包之間采用幀同步方式而導(dǎo)致的信號(hào)光脈沖啁啾及碼型惡化。 3.提出了采用反向控制光脈沖并配合電可調(diào)衰耗器來(lái)均衡DLOB的輸出光功率的新方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方法可以使緩存數(shù)據(jù)包與不緩存數(shù)據(jù)包之間輸出功率的差值由原來(lái)的4.83dB降到了0dB，DLOB的輸出光功率得到均衡。該方法極大地

4、改善了緩存器的性能，使得DLOB能夠成功地應(yīng)用于光彈性分組環(huán)網(wǎng)中。該方法適用于所有基于SOA的環(huán)路型全光緩存器。 4.通過(guò)在緩存器左環(huán)中添加一個(gè)SOA實(shí)現(xiàn)了雙環(huán)耦合全光緩存器的可擦除功能。分析了雙SOA環(huán)路中的噪聲特性，通過(guò)向SOA中引入輔助光的方法環(huán)路噪聲得到有效抑制，得到了622Mb/s數(shù)據(jù)包緩存13圈后擦除輸出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 5.從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面分析了DLOB中所能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包的最大長(zhǎng)度和光纖環(huán)長(zhǎng)之間的關(guān)系。為提高D

5、LOB的存儲(chǔ)深度提出了馬赫曾德型雙環(huán)耦合全光緩存器結(jié)構(gòu)，得到了漏光功率同信號(hào)光方向增益差之間的關(guān)系式，并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)研究，提出了利用調(diào)節(jié)“SOA偏振主態(tài)”來(lái)穩(wěn)定偏振態(tài)輸出的新方法。 6.提出了用于分析DLOB雙波長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)不同波長(zhǎng)信號(hào)光脈沖之間碼間干擾的理論模型，理論分析表明當(dāng)不同波長(zhǎng)的脈沖在時(shí)域的重疊區(qū)域小于二分之一的脈沖寬度時(shí)碼間干擾可以忽略，讀出信號(hào)光脈沖不會(huì)出現(xiàn)明顯的碼型惡化；當(dāng)兩個(gè)波長(zhǎng)的光脈沖在時(shí)域上完全重疊時(shí)碼