文档介绍：论文中英文摘要作者姓名:义理林论文题目:光分组交换网中的光信号处理技术研究作者简介:义理林,男,1981年4月出生,2004年9月师从于上海交通大学大学胡卫生教授,于2008年6月获博士学位。中文摘要我国互联网国际出口总容量从2000年初的351Mbps增长到2006年初的136106Mbps,六年累计增加约430倍。网络带宽的增长,主要来源于数据业务的大幅度增长。未来的光网络将向融合分组化交换、支持多样性业务的、光电交换集成的、多颗粒带宽的、传送与交换融合的、安全高效的、灵活组网的方向发展。光分组交换网络(OPS)是光交换的理想模式,也是公认的光交换结构的终极发展目标。OPS的主要优点是带宽利用效率高,而且能提供各种服务,满足客户的需求。目的是把大量的交换业务转移到光域实现,从而实现交换容量与波分复用系统(WDM)的传输容量相匹配。OPS网络结构中的关键技术包括光开关、光逻辑、全光波长变换以及光缓存等多项技术。其中关开关是任何光交换网的核心功能器件,完成信号的交换和路由功能;光逻辑则完成信头检测处理重写等功能,用以实现未来的光控光交换;波长变换用于解决网络中的波长冲突,提高网络灵活性。光缓存是OPS网络必需的器件,用以实现数据包的存储功能,解决信号时间上的冲突;而以上所有的光信号处理都会导致信号的损耗,因此在OPS网络中,光放大器也必不可少,工作于OPS网络中的放大器还需具有宽带,以及增益控制的功能。只有上述各项技术全面成熟发展,才能推动OPS网络的快速发展,实现真正的全光交换网络。本论文围绕全光分组交换网络中的关键技术研究开展了如下工作:基于SOA/相位调制器的超快光开关光开光是OPS网络的核心功能设备,一个大型的OPS网络需要大规模的超快光开关阵列。因此,超快(<1ns)以及易于扩展是设计光开关需要考虑的重要因素,同时成本也是不可忽略的另一个重要因素。SOA和铌酸锂晶体可以支持快速的光开关操作,将SOA或者铌酸锂相位调制器(PM)放置于Sagnac干涉环中可以形成一个2×2的超快光开关,通过比较两者性能,我们最终选择PM-Sagnac干涉光开关。基于此PM-Sagnac干涉光开关首次实现了带组播功能的偏振无关2×2超快(<1ns)光开关操作,并在此基础上构建大型低成本超快光开关矩阵。基于半导体光放大器(SOA)的可重构全光逻辑门以及波长变换全光逻辑以及波长变换也是OPS网络的关键技术。波长变换用于解决网络拥塞造成的波长冲突,全光逻辑用以实现包头识别处理等功能。为了提高网络的灵活性,通常要求一个全光逻辑器件能实现多种逻辑功能,并且各逻辑操作结果的波长可根据需要进行调节以避免网络拥塞。我们利用SOA的非线性偏振旋转效应(NPR)以及交叉增益调制效应(XGM)相结合实现了可重构全光逻辑门及波长变换,避免了以往基于干涉结构可重构逻辑门的高成本,以及基于四波混频效应(FWM)的可重构逻辑门对操作波长的限制。理论上基于单个SOA的NRR效应可实现所有逻辑操作(NOT,XOR,XNOR,OR,NOR,AND,NAND)。实验中,受器件的限制,我们实现了10-Gb/s数据的NOT,OR,NOR,AND,NAND逻辑操作以及同相波长变换(即变换后的信号和初始信号具有相同的极性)。自动增益控制掺铒光纤放大器(AGC -EDFA)的设计光开关以及逻辑操作都会造成信号