双环耦合全光缓存器的研究

论文摘要

基于光分组交换（OPS）的全光网是未来通信网的发展趋势,光分组交换中的全光缓存器能够有效地解决分组交换的竞争问题,因此受到广泛的重视。基于平行排列3×3耦合器的双环耦合全光缓存器（Dual-loop opticalbuffer,简称DLOB）利用半导体光放大器（SOA）或光纤的交叉相位调制来完成信号的读写操作,它和常规的基于光纤环的缓存器相比,具有简单紧凑的结构,读写控制也相对简单,所以可能成为未来光分组交换网的一种重要的全光缓存器方案。本文主要从以下方面进行研究:1.在以SOA为非线性元件的DLOB噪声简化模型的基础上研究了其背景噪声及有信号时的噪声,研究了DLOB输出信噪比随缓存圈数变化的关系,数值模拟结果表明信号在缓存器中缓存一定圈数后信噪比下降很多。控制光使得在全光缓存器中正反方向传输的信号产生相移差,它由波分复用器（WDM）引入和引出,因此我们对控制光所需要的功率进行了分析,通过理论和数值模拟分析了在不同的小信号增益及线宽增强因子下所需控制光功率的理论曲线,得到了缓存信号时选取的最佳控制光功率,并得到了输入高斯脉冲信号在DLOB中缓存不同圈数输出时的理论曲线。结果证明信号在DLOB中缓存圈数达到一定圈数后漏光现象会很严重。2.研究了以光纤为非线性元件的DLOB的缓存原理,在数值模拟结果下,与以SOA为非线性元件的DLOB的输出信噪比进行了对比分析,得出了以光纤为非线性元件的DLOB能降低噪声水平,这也说明,在同样的输出信噪比条件下,使用以光纤为非线性元件的DLOB比使用以SOA为非线性元件的DLOB缓存的圈数更多。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 目前已有的光缓存器方案
• 1.2.1 基于延迟线加光开关的方案
• 1.2.2 基于反射光纤（FP腔）加光开关的方案
• 1.2.3 基于光纤环的光缓存方案
• 1.3 全光缓存器的研究现状
• 1.3.1 光纤延迟线利用率的研究
• 1.3.2 可变包长的光缓存器的研究
• 1.4 本文的研究工作
• 第2章 理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 主要器件介绍
• 2.2.1 平行排列3×3耦合器
• 2.2.2 光环行器
• 2.2.3 光波分复用器
• 2.2.4 半导体光放大器
• 2.2.5 基于SOA的双端口全光光开关
• 第3章 以SOA为非线性元件的双环全光缓存器
• 3.1 引言
• 3.2 以SOA为非线性元件的DLOB原理
• 3.3 DLOB噪声问题
• 3.3.1 DLOB噪声的简化模型
• 3.3.2 背景噪声
• 3.3.3 有信号时的噪声
• 3.4 控制光功率分析
• 3.4.1 控制光所需功率
• 3.4.2 控制光与信号光功率比引起的信号啁啾
• 3.4.3 控制光功率波动对信号光的影响
• 3.5 输出结果分析
• 3.6 小结
• 第4章 以光纤为非线性元件的双环全光缓存器
• 4.1 引言
• 4.2 以光纤为非线性元件的DLOB原理
• 4.3 信号在光纤环中的传输
• 4.4 数值模拟结果分析
• 4.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文