光分組交換中的光標簽處理技術研究.pdf

1、光分組交換結合了光信號處理速度快和分組交換統計復用率高的特點，是實現高速光傳輸無縫連接的最有效方式和全光網絡的重要環(huán)節(jié)。光標簽處理技術是光分組交換中的一項關鍵技術，是實現光分組交換的前提。本文采用理論分析，仿真計算和實驗三種方法，圍繞光標簽處理技術進行新方法的探索和對已有方法進行改進。 光副載波標簽具有易于分離的特點，但是可傳輸的凈荷速率受限于副載波頻率。本文提出了一種標簽信號采用非歸零碼(NRZ)調制，凈荷信號采用雙二進制載波

2、抑制歸零碼(DCS-RZ)調制的光分組格式，既保持了標簽和凈荷的光功率譜分離的特點，又解除了對凈荷信號速率的限制。該分組格式還具有很好的抗色散和非線性效應的特點，適合于長距離傳輸。論文通過理論分析和仿真對采用光濾波器對標簽和凈荷進行分離的對比度和誤碼率進行了研究，為優(yōu)化光濾波器的設計提供了依據。在對殘留舊標簽對新標簽干擾的研究中，發(fā)現新舊標簽之間的同頻干擾非常嚴重，因此提出了一種雙頻標簽方案，很好地解決了新舊標簽之間的干擾問題高速光碼(

3、OC)標簽開銷小，但對光編解碼器的要求高。本文提出了一種采用低速OC標簽但不增加標簽開銷的相移鍵控光碼(PSK-OC)標簽和幅移鍵控(ASK)凈荷正交調制光分組格式。通過仿真和理論分析對該分組格式存在的凈荷對標簽信號的干擾進行了研究，得到了通過增加光碼的碼長和增大凈荷速率對標簽碼片速率的比值的方法來降低標簽誤碼率的結論。 OC標簽具有可以在光域進行標簽處理的優(yōu)點，但是又存在擦除標簽需要高速處理的要求。本文提出了一種將光碼調制到光

4、副載波上的方案，既保持了光碼在光域處理的優(yōu)點，又實現了采用光濾波器來分離標簽的功能。對產生單邊帶光副載波和進行光功率的分配問題進行了理論分析和仿真驗證，對采用光濾波器分離標簽的可行性進行了仿真驗證。 OC標簽的數目受限于可用碼字的數目。為了增加OC標簽的數目，本文提出了一種基于碼字和時隙的二維光碼(2D-OC)標簽，極大地增加了標簽數目。對2D-OC標簽的標簽誤判概率進行了研究，找到了其與單個OC標簽誤碼率的關系，并進行了相應的

5、光分組交換實驗研究。 對凈荷直接進行光碼編碼是一種隱式標簽的表示方式。本文提出了這類分組交換的基于兩級光丌關的交換結構。修正了Gold序列的誤碼率計算中的問題，在增加偏振影響的情況下得到了新的Gold序列誤碼率計算公式。對影響多跳誤碼率的因素進行了研究，提出了將誤碼率和標簽利用率作為節(jié)點權值的負載均衡算法。 為了解決比特序列標簽擦除難的問題，提出了一種將光碼嵌入到比特序列標簽的光分組中的方案，很好地解決了快速分離和插入標

6、簽的問題。 為了解決輸入光分組功率波動的問題，分別提出了采用基于半導體光放大器的馬赫-曾德干涉儀(SOA-MZI)結構和法布里-珀羅半導體光放大器(FP-SOA)進行全光功率均衡的方案，通過理論分析和仿真計算驗證了方案的可行性，并對影響光功率均衡性能的因素進行了分析。 為了解決比特序列標簽分離難的問題，提出了采用FP-SOA進行全光分離標簽和凈荷的方案，對其工作原理進行分析，對方案的可行性進行了仿真驗證，得到了影響分離性

7、能因素的關系。 為了實現脈沖數目表示的生存時間處理中的脈沖數目減一的功能，提出了采用非平衡馬赫-曾德干涉儀(AMZI)和FP-SOA的生存時間(TTL)處理方案，仿真計算驗證了方案的可行性，得到了影響對比度的因素的關系。 為了解決SOA和FP-SOA載流子恢復慢的問題，對量子點半導體光放大器(QD-SOA)的光信號處理進行了研究。建立了QD-SOA的分段模型，對基于量子點半導體光放大器的馬赫-曾德干涉儀(QDSOA-MZ