光分組交換中的光標(biāo)簽處理技術(shù)研究.pdf

1、光分組交換結(jié)合了光信號(hào)處理速度快和分組交換統(tǒng)計(jì)復(fù)用率高的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)高速光傳輸無(wú)縫連接的最有效方式和全光網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)。光標(biāo)簽處理技術(shù)是光分組交換中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)光分組交換的前提。本文采用理論分析，仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)三種方法，圍繞光標(biāo)簽處理技術(shù)進(jìn)行新方法的探索和對(duì)已有方法進(jìn)行改進(jìn)。 光副載波標(biāo)簽具有易于分離的特點(diǎn)，但是可傳輸?shù)膬艉伤俾适芟抻诟陛d波頻率。本文提出了一種標(biāo)簽信號(hào)采用非歸零碼(NRZ)調(diào)制，凈荷信號(hào)采用雙二進(jìn)制載波

2、抑制歸零碼(DCS-RZ)調(diào)制的光分組格式，既保持了標(biāo)簽和凈荷的光功率譜分離的特點(diǎn)，又解除了對(duì)凈荷信號(hào)速率的限制。該分組格式還具有很好的抗色散和非線性效應(yīng)的特點(diǎn)，適合于長(zhǎng)距離傳輸。論文通過理論分析和仿真對(duì)采用光濾波器對(duì)標(biāo)簽和凈荷進(jìn)行分離的對(duì)比度和誤碼率進(jìn)行了研究，為優(yōu)化光濾波器的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。在對(duì)殘留舊標(biāo)簽對(duì)新標(biāo)簽干擾的研究中，發(fā)現(xiàn)新舊標(biāo)簽之間的同頻干擾非常嚴(yán)重，因此提出了一種雙頻標(biāo)簽方案，很好地解決了新舊標(biāo)簽之間的干擾問題高速光碼(

3、OC)標(biāo)簽開銷小，但對(duì)光編解碼器的要求高。本文提出了一種采用低速OC標(biāo)簽但不增加標(biāo)簽開銷的相移鍵控光碼(PSK-OC)標(biāo)簽和幅移鍵控(ASK)凈荷正交調(diào)制光分組格式。通過仿真和理論分析對(duì)該分組格式存在的凈荷對(duì)標(biāo)簽信號(hào)的干擾進(jìn)行了研究，得到了通過增加光碼的碼長(zhǎng)和增大凈荷速率對(duì)標(biāo)簽碼片速率的比值的方法來(lái)降低標(biāo)簽誤碼率的結(jié)論。 OC標(biāo)簽具有可以在光域進(jìn)行標(biāo)簽處理的優(yōu)點(diǎn)，但是又存在擦除標(biāo)簽需要高速處理的要求。本文提出了一種將光碼調(diào)制到光

4、副載波上的方案，既保持了光碼在光域處理的優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了采用光濾波器來(lái)分離標(biāo)簽的功能。對(duì)產(chǎn)生單邊帶光副載波和進(jìn)行光功率的分配問題進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證，對(duì)采用光濾波器分離標(biāo)簽的可行性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 OC標(biāo)簽的數(shù)目受限于可用碼字的數(shù)目。為了增加OC標(biāo)簽的數(shù)目，本文提出了一種基于碼字和時(shí)隙的二維光碼(2D-OC)標(biāo)簽，極大地增加了標(biāo)簽數(shù)目。對(duì)2D-OC標(biāo)簽的標(biāo)簽誤判概率進(jìn)行了研究，找到了其與單個(gè)OC標(biāo)簽誤碼率的關(guān)系，并進(jìn)行了相應(yīng)的

5、光分組交換實(shí)驗(yàn)研究。 對(duì)凈荷直接進(jìn)行光碼編碼是一種隱式標(biāo)簽的表示方式。本文提出了這類分組交換的基于兩級(jí)光丌關(guān)的交換結(jié)構(gòu)。修正了Gold序列的誤碼率計(jì)算中的問題，在增加偏振影響的情況下得到了新的Gold序列誤碼率計(jì)算公式。對(duì)影響多跳誤碼率的因素進(jìn)行了研究，提出了將誤碼率和標(biāo)簽利用率作為節(jié)點(diǎn)權(quán)值的負(fù)載均衡算法。 為了解決比特序列標(biāo)簽擦除難的問題，提出了一種將光碼嵌入到比特序列標(biāo)簽的光分組中的方案，很好地解決了快速分離和插入標(biāo)

6、簽的問題。 為了解決輸入光分組功率波動(dòng)的問題，分別提出了采用基于半導(dǎo)體光放大器的馬赫-曾德干涉儀(SOA-MZI)結(jié)構(gòu)和法布里-珀羅半導(dǎo)體光放大器(FP-SOA)進(jìn)行全光功率均衡的方案，通過理論分析和仿真計(jì)算驗(yàn)證了方案的可行性，并對(duì)影響光功率均衡性能的因素進(jìn)行了分析。 為了解決比特序列標(biāo)簽分離難的問題，提出了采用FP-SOA進(jìn)行全光分離標(biāo)簽和凈荷的方案，對(duì)其工作原理進(jìn)行分析，對(duì)方案的可行性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，得到了影響分離性

7、能因素的關(guān)系。 為了實(shí)現(xiàn)脈沖數(shù)目表示的生存時(shí)間處理中的脈沖數(shù)目減一的功能，提出了采用非平衡馬赫-曾德干涉儀(AMZI)和FP-SOA的生存時(shí)間(TTL)處理方案，仿真計(jì)算驗(yàn)證了方案的可行性，得到了影響對(duì)比度的因素的關(guān)系。 為了解決SOA和FP-SOA載流子恢復(fù)慢的問題，對(duì)量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器(QD-SOA)的光信號(hào)處理進(jìn)行了研究。建立了QD-SOA的分段模型，對(duì)基于量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器的馬赫-曾德干涉儀(QDSOA-MZ