基于光緩存器的全光時分交換技術研究.pdf

1、同步時分交換是大型交換機的主流交換技術，盡管目前基于分組的異步交換技術得到了較快發(fā)展，但是在大型的交換局中，同步數(shù)字程控交換機以其巨大的交換容量，仍然占有一定的規(guī)模。在開發(fā)高速全光網(wǎng)的時候，如何將已有的交換設備全光化，省去光電光轉換，仍然是一件非常有意義的工作。全光緩存器可以在光域內(nèi)實現(xiàn)光數(shù)據(jù)包的時分交換操作，避免了光-電-光的轉換過程，有效克服了通信網(wǎng)絡中的電子速率瓶頸，是未來全光時分交換設備的關鍵部件。以半導體光放大器的非線性偏振旋

2、轉效應為基礎的全光緩存器是一種新型的全光緩存器，它具有結構緊湊、易于讀寫、可級聯(lián)性好等優(yōu)勢。
　　本論文在國家863項目“基于全光緩存器的彈性光分組交換環(huán)”以及國家自然基金“并行數(shù)字式級聯(lián)結構全光緩存器的研究”的支持下，針對半導體光放大器的非線性偏振旋轉效應開展全光開關及全光緩存器的研究工作，并在此基礎上，瞄準同步數(shù)字程控交換機全光化，開展了全光時分交換系統(tǒng)的探索。
　　本論文完成的主要創(chuàng)新性研究工作如下:
　　1.通

3、過對SOA控制電流與NPR效應的研究，實現(xiàn)了一種具有高性能的基于SOA的偏振光開關，其分光比與消光比均可達到30dB，并提出了一種基于SOA的NPR效應的2×2空分光開關。
　　2.首次提出使用保偏光纖作為全光緩存器的延遲器件，可使系統(tǒng)獲得更好的偏振穩(wěn)定性，分析了信號光緩存圈數(shù)與SOA控制電流的關系，首次實現(xiàn)了基于該緩存器單元的40圈緩存結果，延遲時間為16.4μs，緩存粒度為0.41μs。該緩存器單元只含有一個有源器件SOA，是

4、一種結構緊湊易于集成的可循環(huán)式全光緩存器。首次提出使用壓電陶瓷對緩存器單元光纖延遲線進行壓力調(diào)制的方法，改變緩存過程中的傳輸損耗，得到了10Gbit/s信號光緩存10圈的輸出功率均衡的結果。
　　3.首次實現(xiàn)了基于兩級串聯(lián)結構緩存器系統(tǒng)的三數(shù)據(jù)包時隙壓縮與時隙交換實驗。結果表明，該系統(tǒng)可實現(xiàn)三數(shù)據(jù)包之間完備的時隙交換操作，可操作的最長時隙為124ns，時隙壓縮可獲得的最小安全時間間隔為13ns。并首次搭建了四級串聯(lián)式的光緩存器結構

5、，對單一數(shù)據(jù)包的分段緩存進行了實驗研究，每個緩存單元的緩存深度達到90％。
　　4.首次實現(xiàn)了一種基于SOA的NPR效應緩存器單元的空分-時分-空分(STS)結構的全光時分交換系統(tǒng)，并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包{A，B，C，D}到{D，C，B，A}的時隙交換操作。
　　5.首次提出一種4×4結構的全光時分交換節(jié)點結構，采用并聯(lián)反饋式緩存單元的組合，昂貴器件較少，且信號通過后完整性及一致性保持較好，由于SOA的增益作用，這種節(jié)點具備一定的自