论文题目: 基于平行排列3x3耦合器的双环全光缓存器的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 刘爱明
导师: 吴重庆
关键词: 平行排列光纤耦合器,光开关,光缓存器,光存储器,环行谐振腔,全光包交换,全光包交换网络,全光网
文献来源: 北京交通大学
发表年度: 2005
论文摘要: 全光网是未来光纤通信网络的发展方向，全光包交换是全光网的一种优选技术，全光缓存器是全光包交换的重要基础元件。本文对基于平行排列3x3耦合器的各种缓存效应进行了研究，提出了两种基于平行排列3x3耦合器的全光缓存器方案，并对两种方案进行了理论和实验研究。研究结果表明横‘8’字型结构的双环全光缓存器(DLOB)具有更佳的稳定性，论文重点对两种不同非线性元件的DLOB进行了理论和实验研究，并就两种DLOB中的一些关键问题进行了深入的研究。论文取得的多项成果对于全光信息处理和全光包交换具有重要的理论价值和现实意义。 本文的主要创新工作包括下述几个方面： 1．分析了平行排列3x3耦合器不对称耦合情况下的输入输出特性，研究了它的偏振态演化和带宽特性，得出：不管从中间端口输入光的偏振态如何，经过这种耦合器后其演化比较小而且两侧输出端口的偏振态相同；分光比在40nm的波长范围内变化不超过5％。成功制作出了性能良好的国内首个平行排列3x3耦合器，测试结果验证了上述理论成果。 2．提出了～种基于平行排列3x3耦合器的正‘8’字型双环全光缓存器并对其稳定性进行了理论和实验研究，提出了一种反馈补偿方案来稳定正‘8’字型双环缓存器的输出。 3．提出了一种基于平行排列3x3耦合器的1x3三端口全光开关，它输出端口的其中两个具有相同的幅度和偏振态，可以用来构成DLOB。 4．提出了以SOA为非线性元件的DLOB，研究了它的缓存原理，设计和搭建了以SOA作为非线性元件的DLOB实验系统，首次得到了这种结构缓存器在信号速率为100Mb／s和2.5Gb／s下单个脉冲和16位数据帧的40m短环缓存实验结果。 5．提出了一种用来分析以SOA为非线性元件DLOB的噪声简化模型，在此模型的基础上研究了DLOB的背景噪声，首次得到了DLOB的背景噪声随着环路损耗的减小而急剧增大的公式与理论曲线以及实验结果。研究了DLOB输出信噪比随缓存圈数变化的关系，首次得到了不同条件下DLOB的输出信噪比随着缓存圈数变化的理论曲线，结果表明大信号输入和SOA处在低小信号增益时缓存器的噪声水平要低。提出了将控制光脉冲加上直流基座有效地抑制DLOB中噪声的技术方案。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
§1.1全光网的发展
§1.2 全光包交换网
§1.3 光缓存器
§1.4 论文主要研究内容与结构
参考文献
第二章 平行排列3x3光纤耦合器
§2.1 引言
§2.2 平行排列3x3光纤耦合器的基本理论
§2.2.1 传输特性
§2.2.2 不对称性对于平行排列3x3耦合器的影响
§2.3 熔锥型平行排列3x3耦合器的研制
§2.3.1 熔融拉锥系统
§2.3.2 平行排列3x3耦合器的制作
§2.3.3 平行排列3x3耦合器的测试
§2.4 平行排列3x3耦合器的特性研究
§2.4.1 偏振态的演化
§2.4.2 耦合器的带宽特性
§2.5 本章小结
参考文献
第三章 基于平行排列3x3耦合器的干涉和缓存效应
§3.1 引言
§3.2 基于平行排列3x3耦合器的光纤谐振腔
§3.2.1 单环光纤谐振腔
§3.2.2 单环加一个SAGNAC环构成的光纤谐振腔
§3.2.3 正‘8’字型双环光纤谐振腔
§3.3 缓存的必要条件
§3.4 基于平行排列3x3耦合器的正‘8’字型全光缓存器
§3.4.1 结构
§3.4.2 基本原理
§3.4.3 稳定补偿方案
§3.4.3.1 隔离外部环境法
§3.4.3.2 反馈补偿法
§3.5 基于平行排列3x3耦合器的横‘8’字型全光缓存器
§3.6 本章小结
参考文献
第四章 以SOA为非线性元件的双环全光缓存器
§4.1 引言
§4.2 以SOA为非线性元件的DLOB原理
§4.3 以SOA为非线性元件的三端口全光光开关
§4.4 以SOA为非线性元件的DLOB实验
§4.4.1 实验系统
§4.4.2 短环实验结果
§4.4.3 长环实验结果
§4.5 本章小结
参考文献
第五章 以SOA为非线性元件DLOB中的关键问题
§5.1 同步问题
§5.2 波长选择问题
§5.3 光纤长度分配和环周期测量
§5.4 噪声问题
§5.4.1 DLOB的简化噪声模型
§5.4.2 背景噪声
§5.4.3 有信号时的噪声
§5.4.4 控制光基座对于噪声的抑制
§5.5 不对称性的影响
§5.6 偏振控制问题
§5.7 本章小结
参考文献
第六章 以光纤为非线性元件的双环全光缓存器
§6.1 引言
§6.2 以光纤为非线性元件的DLOB原理
§6.3 以光纤为非线性元件的DLOB实验
§6.4 以光纤为非线性元件的DLOB中关键问题
§6.4.1 非线性相移的获得和非线性系数测量
§6.4.1.1 采用SPM致脉冲频谱展宽来测量光纤的非线性系数
§6.4.1.2 采用直流光SPM方法测量光纤的非线性系数
§6.4.2 EDFA中的一些问题
§6.4.2.1 EDFA的优化
§6.4.2.2 缓存器噪声
§6.5 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
§7.1 已取得的研究成果
§7.2 需要进一步研究的问题
缩写词索引
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
发布时间: 2007-04-28
参考文献
- [1].大动态延迟范围全光缓存器的研究[D]. 王拥军.北京交通大学2009
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- [4].全光触发器及其应用的研究[D]. 赵爽.北京交通大学2010
- [5].多路耦合器及其相关理论和技术研究[D]. 苏涛.西安电子科技大学2004
- [6].平面波导光耦合器及基于耦合器的光器件的研制[D]. 肖悦娱.浙江大学2005
- [7].光分组网关键技术的研究[D]. 张民.北京邮电大学2003
- [8].光分组网络中的若干关键技术研究[D]. 葛振斌.北京邮电大学2005
- [9].光分组交换网络中的若干关键技术研究[D]. 季伟.北京邮电大学2006
- [10].双环耦合全光缓存器中若干关键问题的研究[D]. 李亚捷.北京交通大学2007
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