全光缓存器的研究进展

作为全光包交换网络的重要元件,全光缓存器正成为当前的研究热点。文章介绍了近年来全光缓存器的研究进展,包括慢光型全光缓存器、光纤延迟线型全光缓存器和光纤环型全光缓存器,系统总结了各种缓存器的工作原理和优缺点,并创新性地提出了一种基于复合调制长周期光栅的新型缓存器,该缓存器具有结构简单、成本低廉等优点。

基于全光缓存器的光纤传感甲烷多点监测系统

当前的光纤甲烷传感器通常使用长距离准直器，导致探头体积大、安装对准不易等问题．本文提出一种基于全光缓存器的光纤甲烷检测系统，利用全光缓存器多波长多圈缓存的特性，可将探测长度缩短为5cm，是国内外现有方案的1／6～1／10．本方案能有效缩小探头体积，同时保证检测精度．

基于层次队列的全光缓存技术

为了解决全光分组交换机中的分组缓存问题,提出了一种基于层次队列的全光缓存技术.该技术利用了分组缓存以队列为基本数据结构的特点,将长度逐层翻倍的若干层光纤环存储器用交叉开关组织起来,并将每一层队列的中间部分存储在下一层存储器中,从而实现了一种高效、灵活的缓存机制.这种技术可以用于构造交换设备中各种用途的缓存器.器件复杂度与存储容量呈对数关系,能够提供对服务质量的支持,并可通过使用波分复用(WDM)技术成倍减少光纤使用量.

全光缓存器研究的新进展

光数字分组交换是全光网的最终选择,全光缓存器是全光数字分组交换网的关键部件,在全光路由器、全光信号处理、射频光子学应用(相阵天线)等领域有广泛的应用前景。随着慢光技术的发展,全光缓存器的研究正成为当前研究热点。阐述了基于电诱导透明原理的慢光缓存器、以啁啾光栅为存储体的光栅型缓存器,以及以光纤为存储体的光纤环路型缓存器的原理、研究进展和存在问题,讨论了设计原则和改进措施。

基于光栅的全光缓存器的研究

作为全光交换网的关键技术,全光缓存器技术正成为当前的研究热点.在介绍全光缓存器研究进展的基础上,提出了一种利用阵列波导光栅和光纤光栅实现全光缓存器的方案,具有成本低、器件集成化等优点.

阵列波导光栅和光纤光栅在全光缓存器中应用的研究

全光缓存器是全光交换网的关键部件,正成为当前的研究热点。介绍了全光缓存器的研究进展,阐述了各种方案的原理。提出了一种基于阵列波导光栅和光纤光栅的全光缓存器方案,具有低成本、器件集成化等优点。

偏振旋转效应在全光缓存器中的应用与实现

本文建立了在调制器中TM模与TE模对应折射率分布函数的数学模型。研究了光生载流子浓度与泵浦光强的函数关系,并通过仿真量化分析其数据变化规律。研究探讨了在不同光强下,TE模与TM模对应的相位分布特性,从而提出了一种新式的全光缓存器的设计思路,并通过仿真分析进行了验证。结果显示,系统具有稳定的数据输出能力,方法可行。

基于波导阵列的全光缓存器的设计

概述了现有主要的全光缓存器的种类、技术方法,并在此基础上,提出了一种基于波导阵列与光纤光栅的全光缓存器。该系统具有低成本、集成度高等优点。同时,给出了对于不同条件下信号处理的分析以及相应的控制策略。对不同波长的信号缓存与多个信号的缓存工作机理及逻辑关系给出了分析与讨论,佐证了系统构思的可行性。

一种全光缓存器的设计与研究

本文在介绍了全光缓存器主要种类和特点的基础上,分析了现有全光缓存器存在的主要问题,给出了解决该问题的一些方法 ,最终提出了一种全光缓存器并完成了其结构设计与控制策略分析。

用于全光缓存的光阈值门理论和实验研究

提出了一种基于光阈值门的全光缓存方案,采用两个非对称的SOA环形腔激光器耦合构成光阈值门,其输出光可以在两种波长上切换,可控制波长转换器实现光包路由,从而将需缓存的数据包路由到缓存端口,避免了复杂的包头处理.建立了光阈值门的理论模型,对10 Gbit/s的光阈值门的动态特性进行了数值模拟和实验研究,实验结果和理论计算结果相符合,实验也表明光阈值门两种输出状态的消光比可达30dB.

基于GT-SOA的全光缓存系统分析

本文针对增益透明半导体光放大器(GT-SOA)的偏振旋转效应进行了研究,并将其利用于光纤环型全光缓存器中作为偏振旋转光开关,作为全光缓存器的关键器件。本文根据增益透明半导体光放大器(GT-SOA)的偏振旋转效应理论模型编制仿真软件。建立了基于GT-SOA偏振旋转效应的全光缓存器仿真系统,将GT-SOA的仿真模块嵌入系统仿真软件中进行仿真,并对其单波长缓存系统中信号速率、传输码型、缓存时间等对系统性能的影响进行了仿真和分析。仿真分析结果表明,在该缓存系统中GT-SOA可以很好的完成光开关的作用。

基于对称SEED的全光缓存器工作速率特性分析

介绍了对称自电光效应器件(S-SEED)的基本结构及工作原理。基于S-SEED的纯电容模型,利用理论分析,得出S-SEED全光缓存器工作速率与外加偏置电压、入射光功率、入射光波长等参数之间的关系。为优化器件性能,利用数值分析,对不同偏压、不同光功率与不同光波长入射下的S-SEED全光缓存器的工作速率特性进行了比较。结果表明,减小外置偏压与增大入射光功率均可提高S-SEED全光缓存器的工作速率;不同光波长入射时,该缓存器工作速率基本不变。

全光缓存器研究进展

在未来的全光网络中,光缓存技术是实现信息处理功能的关键技术之一。本文综述了几种全光缓存器的实现方案、全光缓存器的发展状况及其在未来全光网络中的应用。

光纤延迟线型全光缓存器的研究

概括了本课题组在近十年中进行的光纤延迟线型全光缓存器的研究工作,介绍了基本的基于3×3平行排列耦合器的基本缓存单元——双环耦合全光缓存器(DLOB),并以此为基础,构建出缓存时间为1～9999 T(时间单位)的大动态范围、多波长等全光缓存器,速率都在2.5 Gb/s以上,并研制出基于偏振的全光缓存器。对这些缓存器的原理、关键技术以及实验结果进行了介绍。最后,对于这一类光纤缓存器的优点及未来发展方向进行了讨论。

大范围可调的双环全光缓存器的控制技术的研究

分析了基于平行排列3×3耦合器的双环结构全光缓存器的原理,提出了4种全光缓存器的读写方法:正相光脉冲控制法,反相光脉冲控制法,正相电脉冲控制法和反相电脉冲控制法,介绍了0.89π相移的调节方法,构建了一个环长63 m的光缓存器的实验系统,实验不仅验证了4种读写方法,而且结果表明,当缓存圈数超过20圈时,反相光脉冲控制法是唯一可行的方法,实验还发现使用光脉冲控制法时,为了抑制噪声需要提高控制激光器的偏置电流,使控制光的直流分量在500μW^1 mW之间,或者注入不同于信号光和控制光的直流光。使用电脉冲控制法时,也必须注入直流光来抑制噪声。

基于半导体光放大器偏振旋转的全光缓存器

全光缓存器可实现数据包在光域内的缓存,是全光路由、全光计算以及全光交换的关键部件之一。提出了一种基于半导体光放大器(SOA)中非线性偏振旋转(PR)的光纤环型全光缓存器结构;提出了一种利用偏振主态(PSP)寻找两个正交线偏振态以及在线实时测量光纤中偏振态的方法。通过改变SOA的注入电流,实现了对两个正交偏振态转化的控制,利用这两个正交的线偏振态,实现了信号的"写"入和"读"出。利用该结构的缓存器,实现了2.5 Gb/s的1024 bits数据包6圈的缓存,缓存后的信号波形良好。

基于半导体光放大器的环路型全光缓存器中功率均衡的新方法

全光缓存器能够在光域内对数据包进行存储而不需经过光电光的变换,成为全光网的重要组成部分,其性能的优劣将直接影响到网络的丢包率等。但在半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制效应并存,导致基于半导体光放大器的环路型全光缓存器中缓存后输出的数据包与未缓存数据包的输出功率间存在不均衡,使得网络误码率增加。在详细分析全光缓存器工作原理的基础上,利用半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制并存的现象,巧妙地提出了将控制脉冲反相并配合电可调衰减器的新方法。该方法简单易行,有效解决了此类全光缓存器中数据包输出功率不均衡的难题,缓存器性能得到了极大改善。此方法适用于所有基于半导体光放大器的环路型全光缓存器。

基于双环耦合全光缓存器的大动态延迟范围的研究

全光交换网的高吞吐量和信道利用率要求全光缓存器具有大的动态延迟范围。建立了基于平行排列3×3光纤耦合器的双环耦合全光缓存器(DLOB)的分析模型。分析了限制DLOB延迟范围的各个因素。分析发现,通过级联DLOB,可以实现大动态延迟范围。实验验证级联型DLOB的可变延迟范围达到1～9999T,延迟粒度为25ns,输出信号的误码率低于10-9。得到理论模型与分析方法对其他基于半导体光放大器(SOA)光开关的反馈式光学处理结构同样具有借鉴作用。

基于双半导体光放大器的读/写分别控制的新型全光缓存器

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。提出了一种新型可擦写的全光缓存器,该缓存器以半导体光放大器(SOA)为非线性相移器件,利用信号光和控制光在半导体光放大器中的交叉相位调制实现信号在光域内的"写入"和"读出"。在注入信号峰值功率相同的条件下,双半导体光放大器结构的采用还可以对信号光实现功率补偿,比利用单个半导体光放大器进行"写入/读出"控制延长了缓存时间,并能有效克服在数据包"写入"缓存器时造成的输出端口处信号光的泄漏。该缓存器顺利实现了2.5 Gb/s数据包的多圈缓存。