全光分组交换网络节点信号性能提升技术研究

发布时间：2020-07-12 23:56

【摘要】：在全球通信带宽需求呈爆炸式增长,光网络承载的传输容量需求、业务量及复杂度急剧上升的背景下,光网络经历了从第一代基础光传输网络迈向第二代具有路由机制及智能控制功能的动态智能光网络的发展历程,肩负着在光网络节点处海量数据交换的巨大压力,因此,光交换网络技术成为了一项重要的研究内容。其中,全光分组交换技术以细小的颗粒度、灵活的路由交换方式等优势成为高速光交换网络的发展方向。本文从光分组交换网络的组成及核心节点结构出发,分析了光分组交换网络中的节点关键技术,针对其中的光交换矩阵中光开关技术进行了深入研究,提出了一种可有效应用于支持多跳路由的光分组交换网络中的基于四波混频效应的交换节点信号性能提升技术思路。通过对该技术方案的原理研究、仿真分析和实验研究,验证了该技术思路的可行性及可靠性。主要研究内容包括:1.绪论。介绍了光网络的历史背景,叙述了两代光网络的发展进程,阐述了第二代光网络中的三种光交换技术:光电路交换、光突发交换和光分组交换,重点介绍了光分组交换网络的技术特点和发展趋势。2.光分组交换网络及关键技术。首先介绍了光分组交换网络的组成。进而,通过分析网络架构和协议,阐述了将光分组交换技术与软件定义光网络技术相结合形成基于OpenFlow协议的软件定义光分组交换网络的优势。通过分析光分组交换网络中的核心节点结构,详细研究了光分组交换网络中的一项关键节点处理技术:光开关技术。针对光分组交换网络核心节点处光交换矩阵中的光开关插入损耗导致光数据信号在网络中交换跳数受限的问题,引出了本文第三章中提出的一种基于四波混频非线性效应的交换节点信号性能提升的技术思路。3.交换节点信号性能提升系统仿真研究。通过理论分析,提出了基于二级级联四波混频效应的交换节点信号性能提升技术方案。基于OptiSystem仿真平台,开展该技术方案的仿真分析和研究,通过参数优化,在泵浦光波长和泵浦光功率两个参量的较大调节范围内,得到了性能良好的光交换再生信号,该信号与不经性能提升的交换输出信号相比较,具有更高的品质因子和更低的误码率。4.交换节点信号性能提升系统实验研究。开展交换节点信号性能提升系统实验研究,分析交换输出光信号经性能提升系统后的再生信号质量,研究结果表明,信号光波长位于C波段(1535 nm~1565 nm)时,通过基于级联四波混频效应的信号性能提升技术可实现交换输出信号质量的提高和改善。实验结果与仿真结果基本一致,表明本方案在未来光分组交换网络应用中具有较强的可行性。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.1

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本文编号：2752660