交换技术--全光时分交换技术

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1、全光对分交换技术专业:学号:姓名:日期:在时分复用网络屮，由于在分配路由、端口争夺及减小阻塞等方而的积极作用，时隙交换是一种最实用的解决方案。作为光时分交换技术的关键器件，存储转发机制的实现必须依赖全光缓存器的调度来协助完成。因此，好的全光缓存结构和能够从一定程度上缓解全光交换节点处的压力小叫木文利用基于SOA的效应的全光缓存器单元组合，分析了全光时分交换过程中的影响因索，通过搭建不同结构的全光交换结构，实现了多数据包的光时分交换操作，并提出了一种新型的全光交换节点模型，对数字程控交换机的全光化进行了基础性的探索研究。1.基于光缓存器的光时分交换对于理想的壇益透明的环

2、形光缓存器來说，在存储容量与读写速度均满足要求的前提卜・，只耍把齐时隙中的信息依次写入光缓存器，然后按照预定的时隙交换顺序依次输出即可实现光时分交换的操作，如图1所示。OpticalBAsuichAbinputoutput图1理想的可循环式缓存器的时隙交换示意图对于不同缓存圈数的信号光，由于经历的增益变化不同，导致其输出的功率也不同，所以不能保证输出信号光的功率一致。另外，对于如图1所示的这种交换方式來说，对光纤坏的长度提出了更高的要求，随着环长的增加，缓存器的車位缓存时间必然延长，当需要读出某个缓存屮信号光时，它需要空传更长的时间才能被读出，在客观上降低缓存器的读取

3、速率。在实际的实验研究屮，本文提出了采用单一缓存单元处理单一数据包的工作方式。理论上，对于两吋隙之间的交换，只需要一个缓存单元就町以实现，如图2所示。Opticalswichnb图2基于缓存器单元的吋隙交换示意图如图2所示的｛A,B｝到｛B,A｝的时隙交换原理，首先两个数据包依次进入缓存器单元，控制缓存器单元令数据包A进入光纤延迟环中实现延迟操作，而后续的数据包B则直接通过缓存器直接输出，这样便在缓存单-元的输出端得到了一个经过时分交换后的结果｛B,A｝。4loopsHoop2loops3loops0t/time图3｛A,B｝到｛B,A｝转化过程屮数据包B的输入位置分

4、析为了避免时隙交换过程中的过路数据包与缓存数据包在SOA中相遇而造成交叉增益调制的影响，对输入数据包Z间的间隔有一定耍求，如图3所示。在数据包，｛A,B｝转化为｛B,A｝的时隙交换过程屮，为了避免数据包B与缓存过程中的A在SOA中相遇，数据包B要避免岀现在数拯包A的缓存整数圈位置，如图3(c)与3(e)所示。对于复杂结构的缓存器单元组合来说，要处理多光数据包的时隙交换问题，则需要对进行统一的调度，以提高光吋分交换网络的生存性。此外，对于光时分交换系统的控制中还应注意以下几个原则：尽量少的光缓存器单元；简单的控制方式与尽量少的缓存圈数；较低的功率损耗与串扰；不使用额外的

5、光放大器件；缓存器单元组合的时钟同步。1.基于两级串连结构的光时分交换实验研究基于SOA的NPR效应的缓存器单元可以实现多圈可变时延的延时操作，但由丁其缓存时间的变化粒度只有一个，为了同时处理多数据包的可变时延来完成时隙交换目的，增加光缓存器单元个数是唯一的解决方案。理论上，多个不同缓存粒度的缓存器串联使用吋，具有更好的灵活性。但对于未来的全光集成系统而言，基于不同缓存粒度的缓存器单元的大规模集成，对加工难度提出了较高要求。木节提出了使用相同缓存粒度的光缓存器的吊联结构，通过合理的调度与控制,来实现多信号光的时隙交换操作。使用的实验系统如图4所示。PZTFDLPack

6、ets1556nm缓存单元1PCPCModPBSSOAIFilterPBS”一1(fiPPGPZTi『FDLi:-rPCPCOSCFPGAPBSSOA2FilterPBS图4串联结构的光时分交换系统系统屮两个缓存单元的保偏光纤长度均为60m,单圈缓存吋间约为410ns。在实验中，采用lOGbps的数据包长为512bit,时域长度为51ns,输入的数据信号峰值功率为120uWoSOA的偏置电流设置为90mA,调制电流设置为100mA。每一级缓存单元均有PTZ调制模块对光纤环进行压力调制，来实现不同缓存圈数下的输出信号光的功率均衡。对数据包的吋隙进行缓存操作，首先要避免缓

7、存数据包和过路数据包在SOA中相遇，也要考虑到FPGA的控制精度的，另外也要尽量在尽短的缓存圈数下完成相应的功能操作。1.基于结构的光时分交换研究串并结构的全光缓存器可以将高速的光数据或光包解复用为低速的数据或光包，非常适合用于全光网屮的光信号处理屮，光信号的并串转换和串并转换是一个互逆的过程。这种技术可以避免在超高速率的条件下对光数据或光包进行操作，其中超快全光幵关和光缓存是实现这些系统的核心⑷习。基于串并转换结构的光缓存同样可以构成空分时分空分结构的时分交换系统，来实现光时分交换的由于两级串联结构的方式不能实现四数据包的完备的吋隙交换的操作，本文