基于双SOA的新型全光缓存器的研究

发布时间：2020-06-05 07:21

【摘要】： 全光缓存器能够在光域内对数据包进行缓存,解决数据包在节点的冲突问题,将会成为全光网的重要组成部分。本文提出了一种新型可擦写的全光缓存器,该缓存器在原有双环结构缓存器(Dual-loop optical buffer,DLOB)结构的基础上,引入了双-SOA(半导体光放大器,semiconductor optical amplifier)结构。此种结构的优点是: 1、可以利用不同的控制光来完成信号的“写入/读出”控制。由于信号光在缓存器中环行时会发生功率的变化,将会导致其对“读出”控制光的功率的要求发生变化,而此种结构的缓存器可以单独地调节“写入/读出”控制光的功率,很好地解决了这个问题。 2、双SOA结构的引入,使得信号从耦合器的不同端口“写入/读出”缓存器。解决了采用同一端口“写入/读出”信号光时存在的串扰问题;同时,有效地克服了由于数据包的”写入”动作而造成的信号光的“泄露”问题。 3、在注入信号峰值功率相同的条件下,双SOA结构的采用还可以对信号光实现功率补偿,比利用单个SOA进行“写入/读出”控制延长了缓存时间。本文的主要工作有: 1、在电路设计方面,提出了一种针对半导体器件的温度控制电路的设计方案。进行了详细的原理分析,并调试了实验电路。通过拟和方式得到了温控控制电路中采样电路中匹配电阻的确定。在温度误差仅为±0.03℃的同时,极大地简化了运算复杂度。 2、提出了一种新型的可擦写结构的全光缓存器,针对其结构特性分析了控制光功率的确定;可缓存包长的限制;最后,理论上分析了此结构缓存器的缓存原理,“漏光”消除原理。 3、搭建了全光缓存系统结构,成功进行了2.5Gb/s速率信号的多圈缓存实验,同时证明了理论的正确性。
【图文】：

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全光缓存器首先是一个无需进行光/电/光变换且具有光输入与光输出数据流的器件。输入的光在一定的色散和失真范围可以在其中存储一定的时间t，且读出时间可以通过外部光/电信号控制，满足抓z，O=mp(0，0)。如图1.1所示。现今研究的缓存器中，要求数据流必须是全光的，但是，允许数据的帧头在节点处经过光/电/光的变换。图1.2为缓存器在全光包交换中如何解决数据包冲突的示意图。当来自A、B两个不同信道的数据包同时到达交换节点且需要被路由到相同目的地址时，缓存器可以让其中一个数据包在其中暂存的同时允许优先级高的数据包通过，当线路空闲时再释放其中的数据包。除了全光通信系统，全光缓存器还在全光信号处理、射频光子学(如相位振列天线)及非线性光学中有着广泛的应用[2]。二=O二二Lp厂a卜力咬咬一一 ---图1.1全光缓存器的示意图图1.2全光缓存器在网络一}y点中的应用2全光缓存器的研究进展光子是玻色子，如果不把光子转变为其它形式的能量，理论上光子是不可能停下来的，唯一的办法是使光信号延迟一段时间，以便对高速光信号进行处理。光信号的传输时间可表示为‘一习v。，其中L为光传输路径长度，v、是群速度

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时间可以通过外部光/电信号控制，满足抓z，O=mp(0，0)。如图1.1所示。现今研究的缓存器中，要求数据流必须是全光的，但是，允许数据的帧头在节点处经过光/电/光的变换。图1.2为缓存器在全光包交换中如何解决数据包冲突的示意图。当来自A、B两个不同信道的数据包同时到达交换节点且需要被路由到相同目的地址时，缓存器可以让其中一个数据包在其中暂存的同时允许优先级高的数据包通过，当线路空闲时再释放其中的数据包。除了全光通信系统，，全光缓存器还在全光信号处理、射频光子学(如相位振列天线)及非线性光学中有着广泛的应用[2]。二=O二二Lp厂a卜力咬咬一一 ---图1.1全光缓存器的示意图图1.2全光缓存器在网络一}y点中的应用2全光缓存器的研究进展光子是玻色子，如果不把光子转变为其它形式的能量，理论上光子是不可能停下来的，唯一的办法是使光信号延迟一段时间，以便对高速光信号进行处理。光信号的传输时间可表示为‘一习v。，其中L为光传输路径长度，v、是群速度，所以“光缓存”可以从两方面着手:一是减慢光的?
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP333

【引证文献】