基于光緩存器的全光時(shí)分交換技術(shù)研究.pdf

1、同步時(shí)分交換是大型交換機(jī)的主流交換技術(shù)，盡管目前基于分組的異步交換技術(shù)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(jī)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(shí)候，如何將已有的交換設(shè)備全光化，省去光電光轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)光數(shù)據(jù)包的時(shí)分交換操作，避免了光-電-光的轉(zhuǎn)換過程，有效克服了通信網(wǎng)絡(luò)中的電子速率瓶頸，是未來全光時(shí)分交換設(shè)備的關(guān)鍵部件。以半導(dǎo)體光放大器的非線性偏振旋

2、轉(zhuǎn)效應(yīng)為基礎(chǔ)的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、易于讀寫、可級(jí)聯(lián)性好等優(yōu)勢(shì)。
　　本論文在國家863項(xiàng)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(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)全光緩存器的研究”的支持下，針對(duì)半導(dǎo)體光放大器的非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)開展全光開關(guān)及全光緩存器的研究工作，并在此基礎(chǔ)上，瞄準(zhǔn)同步數(shù)字程控交換機(jī)全光化，開展了全光時(shí)分交換系統(tǒng)的探索。
　　本論文完成的主要?jiǎng)?chuàng)新性研究工作如下:
　　1.通

3、過對(duì)SOA控制電流與NPR效應(yīng)的研究，實(shí)現(xiàn)了一種具有高性能的基于SOA的偏振光開關(guān)，其分光比與消光比均可達(dá)到30dB，并提出了一種基于SOA的NPR效應(yīng)的2×2空分光開關(guān)。
　　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(hào)光緩存圈數(shù)與SOA控制電流的關(guān)系，首次實(shí)現(xiàn)了基于該緩存器單元的40圈緩存結(jié)果，延遲時(shí)間為16.4μs，緩存粒度為0.41μs。該緩存器單元只含有一個(gè)有源器件SOA，是

4、一種結(jié)構(gòu)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(duì)緩存器單元光纖延遲線進(jìn)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(hào)光緩存10圈的輸出功率均衡的結(jié)果。
　　3.首次實(shí)現(xiàn)了基于兩級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)緩存器系統(tǒng)的三數(shù)據(jù)包時(shí)隙壓縮與時(shí)隙交換實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)三數(shù)據(jù)包之間完備的時(shí)隙交換操作，可操作的最長時(shí)隙為124ns，時(shí)隙壓縮可獲得的最小安全時(shí)間間隔為13ns。并首次搭建了四級(jí)串聯(lián)式的光緩存器結(jié)構(gòu)

5、，對(duì)單一數(shù)據(jù)包的分段緩存進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，每個(gè)緩存單元的緩存深度達(dá)到90％。
　　4.首次實(shí)現(xiàn)了一種基于SOA的NPR效應(yīng)緩存器單元的空分-時(shí)分-空分(STS)結(jié)構(gòu)的全光時(shí)分交換系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包{A，B，C，D}到{D，C，B，A}的時(shí)隙交換操作。
　　5.首次提出一種4×4結(jié)構(gòu)的全光時(shí)分交換節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，采用并聯(lián)反饋式緩存單元的組合，昂貴器件較少，且信號(hào)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(diǎn)具備一定的自