探析基于toad结构的全光帧头提取的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文基于TOAD结构的全光帧头提取的研究姓名：张煦申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：吴重庆20080501中文摘要摘要：光分组交换网是光通信网络的未来发展方向，而全光信号处理是实现全光分组交换网的关键所在。要想真正突破电子瓶颈，实现全光信号处理，必须实现全光逻辑门，它可以实现全光头信号提取、全光地址识别、全光解复用以及全光开关等等。全光逻辑器件的成熟程度直接决定未来全光网络的发展程度。为完成高吞吐量的交换功能，要求能够对分组包的信头进行快速提取和处理。本文主要围绕全光分组交换的关键技术之一——全光帧头提取进行了以

2、下几方面的研究：(1)完成了半导体光放大器SOA的直流驱动电路、温控电路等的焊接和调试工作。(2)设计搭建实验系统，利用TOAD结构实现了NRZ码全光异或门，对实验结果进行了分析；实验过程中改进了实验室PC(偏振控制器)的设计，对结构优化的同时采用了更为适合的材料进行加工，从而提高了器件性能。(3)介绍了几种帧头提取技术，对现有的帧头提取方案进行了比较，指出：基于马赫．曾德尔干涉仪MZI的帧提取方案具有易受外界干扰、不易保持稳定与调节的缺点，因而此方案的实施和应用受到限制；基于TOAD的帧头提取方案，需要使帧头的比特间隔要大于SOA的增益恢复时间，而

3、净荷的比特间隔应远小于SOA的载流子寿命时间，而SOA的增益恢复时间不能精确控制，因此，此方案也不宜采用。(4)在帧头提取实验之前，介绍了测量EDFA增益恢复时间的两种方法以及相关的原理，并采用其中一种方法测量了EDFA的增益恢复时间，在此基础上，验证了实验方案的可行性，即对基于TOAD结构的帧头提取方案进行了改进，用EDFA代替SOA，进行了全光数据包帧头和净荷分离的实验研究，并对系统的噪声特性进行了分析。使用的EDFA的增益恢复时间较长，通过实验测量，达到80---100us。通过在环路中加滤波器以及尽量减小输入信号的直流光基座，可以明显降低输出

4、的帧头序列的噪声。关键词：半导体光放大器；帧头提取；增益恢复时间；太赫兹非对称光解复用器(TOAD)：异或门分类号：TN91ABSTRACTABSTRACT：Opticalpacketswitchednetworkisthefuturedevelopingdirectionofopticalcommunicationnetwork．All-opticalsignalprocessingisthekeypointofrealizingall-opticalpacketswitchednetwork．Inordertobreakthroughelectr

5、icalneckandtorealizeall--opticalsignalprocessing,all··opticlogicalgateisnecessary．ItCallachieveall-opticalsignalextracting,addressrecognition，dernultiplexerandopticalswitchandSOOILThedegreeofmaturationaboutall—opticlogicaldevicedecidesthedevelopmentofall-opticalnetworkinthefutu

6、redirectly．Toachieveswitchingfunctionwithhighthroughput，headerofpacketshouldbeextractedandtreatedswiftly．Thisdissertationmainlyfocusedonodeofthekeytechnologiesofall—opticalpacketswitchingwhichiscalledall-opticalheaderextractionandthemainresearchareasfollows：1．Sealinganddebuggin

7、gcircuitsofSOA．2．AschemebasedonTOADtoimplementNRZopticalXORgateisproposedandconstructed．Andthen,theresultsareanalyzed．Duringtheprocessoftheexperiment,improvementsofthepolarizaioncontrollerfromstructureandmaterialarecompleted．OptimizethestructureandmaterialofPC，sothatitsperforma

8、nceCallbeimproved．3．Introducesomekindsoftechnologyonex