基于扩展Benes结构的光交叉连接节点中串扰积累特性分析

无论是光路交换还是光突发交换,都离不开有光开关矩阵组成的光交叉连接节点(OXC).OXC节点是组建波分复用光网络的基本单元,OXC节点引入的串扰成为限制其投入实用的主要原因.理论分析了基于扩展Benes(DB)结构和改进扩展Benes(GMDB)结构的三种典型OXC结构中的带内串扰,结果表明基于DB结构和GMDB结构的OXC节点可以完全消除低于二阶的各类串扰.数值模拟了基于两种结构的OXC节点中带内串扰的积累特性,发现基于GMDB结构的OXC节点能大大降低串扰引起的功率代价,实验测量了8×8DB结构和GMDB结构中串扰的影响,实验结果证实了GMDB结构的低串扰特点.同时与基于DB结构的OXC节点相比,基于GMDB结构的OXC节点对光开关串扰系数的要求放宽了5 dB,大大降低了对光开关隔离度的要求.     

密集波分复用条件下的光轨网络串扰分析与仿真

光轨网络是一种能够利用成熟的光学器件实现带宽灵活分配和信息交换的新型网络.串扰是限制光轨网络的物理层性能及其扩展性的重要因素.本文讨论了典型的光轨网络节点中异频串扰和同频串扰的产生原因,理论分析了两者对光轨网络的物理层传输性能的影响.给出了3种串扰性能的评价方法.以密集波分复用技术为应用背景,分别搭建了器件隔离度为20 dB和30 dB的、具有3个节点5个波长且单波长速率为2.5 Gbps的光轨网络,仿真了串扰在光轨网络中的传播过程,并计算了光轨网络的误码率、功率代价和相对串扰.理论分析和仿真结果表明:光滤波器、解复用器和复用器是光轨网络中串扰产生的关键器件,且提高器件的隔离度等性能对于提高光轨网络的传输性能会有较显著的效果;在密集波分复用条件下,串扰对单波长速率为2.5 Gbps的光轨网络的误码率和功率代价具有显著的影响,从而限制了光轨网络实际可用的节点数目.     

密集波分复用条件下的光轨网络串扰分析与仿真

光轨网络是一种能够利用成熟的光学器件实现带宽灵活分配和信息交换的新型网络.串扰是限制光轨网络的物理层性能及其扩展性的重要因素.本文讨论了典型的光轨网络节点中异频串扰和同频串扰的产生原因,理论分析了两者对光轨网络的物理层传输性能的影响.给出了3种串扰性能的评价方法.以密集波分复用技术为应用背景,分别搭建了器件隔离度为20dB和30dB的、具有3个节点5个波长且单波长速率为2.5Gbps的光轨网络,仿真了串扰在光轨网络中的传播过程,并计算了光轨网络的误码率、功率代价和相对串扰.理论分析和仿真结果表明:光滤波器、解复用器和复用器是光轨网络中串扰产生的关键器件,且提高器件的隔离度等性能对于提高光轨网络的传输性能会有较显著的效果;在密集波分复用条件下,串扰对单波长速率为2.5Gbps的光轨网络的误码率和功率代价具有显著的影响,从而限制了光轨网络实际可用的节点数目.     

OPS网络中SOA交换矩阵的串扰研究

通过对光开关和节点流量进行建模，利用新颖的等效串扰系数法，研究了基于XGM效应的SOA开关矩阵在OPS网络中的串扰问题.分析了SOA的各种参量以及节点流量特性对开关隔离度、节点中由串扰造成的误码率以及节点级联能力的影响.提出了优化SOA交换矩阵的具体措施，包括提高SOA的载流子寿命、控制脉冲能量和节点中流量的单播特性，以及降低SOA的饱和能量和有源区长度等.     

基于GMPLS的光突发交换网络传输性能分析

针对基于多协议标记交换的光突发交换网络在组网过程中存在传输性能劣化的问题,采用最坏值的方法,从典型光交叉节点的串扰特性入手,分析推导了网络中多个节点级联后同频串扰对传输性能的影响,并通过仿真进行验证.分析结果表明,核心节点级联产生的串扰累积是导致该网络传输性能劣化的重要因素.     

通过以太无源光网的射频电视传送技术

论述了1550 nm射频电视(CATV)通道与1490 nm数据通道的相互干扰问题。针对1490 nm光波通过光纤中受激拉曼效应对1550 nm光波的非线性串扰和1550 nm光波通过粗波分复用(CWDM)分波器对1490 nm光波的线性串扰提出了理论计算公式,进行了定量分析和计算。结果表明,数据非线性串扰可使射频电视系统低频端的载噪比下跌9 dB;而在常规融锥型粗波分复用分波器情况下,射频电视线性串扰可使数据光接收机的光功率代价达到2.5dB。最后指出了克服串扰的方法,如以太空闲字符扰码和高隔离度粗波分复用等。     

光交换芯片中串扰的相干特性研究

以马赫-曾德尔干涉仪光开关单元组成的4×4 Benes光交换芯片为例，研究了光交换芯片中的相干问题。理论推导了光交换芯片输出端口与输入端口之间光场的变换关系，揭示了信号和串扰的产生规律，分析了光开关状态对串扰相干强度的影响。仿真研究表明：相干串扰对信号插损的影响可以忽略；在不同光开关组合状态下，光交换芯片的串扰波动可达7 dB。根据相干光束之间的相位关系，提出一种等效去除光交换芯片中串扰相干性的方法。另外，对串扰大小对通信误码率的影响进行了实验评估。     

半导体光放大器引起的串扰及其抑制技术

由于半导体光放大器(SOA)的增益饱和效应,在波分复用系统中.每个信道的增益受到复用的其它信道的影响.SOA引起的各信道之间的串扰严重限制了其应用.理论研究了SOA增益饱和效应引起的信道间串扰.数值模拟了多路信道复用时系统的误码率随复用信道数和光功率的变化情况,发现随着复用信道数的增加SOA增益饱和引起的信道间串扰越来越严重.对SOA中串扰的抑制方法进行了理论和实验研究.数值模拟发现连续光注入可以抑制输出功率的波动,从而减小误码率,当复用10个信道时,连续光注入可以使功率代价减小2 dB;实验验证了两信道的40 Gb/s系统中,注入连续光可以减少SOA引起的信道间串扰.     

WDM光网络串扰特性分析与实验研究

提出了WDM光网络系统串扰分析统一的数学模型,分析比较了WDM光网络系统各种串扰的起源与特征,实验研究了不同的非相干串扰代价下,WDM光网络系统的功率代价.对应1dB功率代价下,得出WDM光网络系统对应非相干串扰代价容限小于-20dB的结果.     

WDM网中同频串扰的研究

串扰是波分复用(WDM)光网络中限制光交叉连接(OXC)节点容量的一个重要因素.本文分析了相干和非相干串扰对通过OXC节点的光信号的影响,给出了固定和最佳判决门限两种情况下的光功率恶化,并进行了仿真计算.结果表明相干串扰对系统的影响很大.与固定判决相比,采用最佳判决可以降低串扰影响.串扰引起的光功率恶化主要取决于复用波数M,而与输入光纤数N关系不大.为了减小串扰对网络的限制,可以在OXC节点内使用滤波器.     

OADM的设计

OADM节点是WDM光网络的关键节点之一。研究了OADM节点的实现方法,提出了一种设计方案,并讨论了光上下路开关阵列的驱动和监控的软硬件制作,完成了下路光功率监测的电路设计以及软件设计。分析了OADM节点保护倒换的原理和节点中的串扰问题。     

全光网中的同频串扰

本文分析了全光网中光分插复用节点和光交叉连接节点的同频串扰问题.同频串扰分为相干串扰和非相干串扰,他们对网络性能的影响不同.我们对节点的同频串扰进行了详细的分析和理论推导,并得到了其光功率代价和同频串扰之间的数学关系.     

多波长光交叉连接节点中的串扰研究

密集波分复用技术(DWDM)在提供传输能力的同时,还具有无可比拟的联网优势.光交叉连接(OXC)是其中的关键技术.由于OXC可对光波长进行全光的交叉连接,极大的提高了系统的容量.但由于在光链路上没有电的再生,使得噪音在光信道上积累起来,尤其是引入无法消除的同频串扰对系统造成了严重的影响.本文从全光通信网络(AON)的几种节点结构出发,讨论了信道的串扰机制,并对如何优化OXC节点结构进行了研究.     

光波导开关的最新进展

随着光纤通信技术的不断发展，作为光分插复用（OADM）和光交叉互联（OXC）核心器件的光开关作用日益突出。文章从开关单元结构、材料及调制机理三个角度对波导开关进行了划分，阐述了波导开关的基本原理以及当前的研究进展，对面临的一些技术挑战进行了分析，并提出了自己的观点。     

用于OADM的集成声光可调谐滤波器的性能分析

利用模式耦合理论分析了声光模式转换.并对声光可调谐滤波器的滤波带宽、调谐范围、驱动功率等性能参数进行了分析计算.设计制作滤波器时,首先在保证滤波带宽的前提下,考虑调谐范围、驱动功率以及加工工艺的要求.对其应用于OADM中存在的旁瓣和串扰问题进行了初步讨论.设计完成中心波长在1.55 μm,滤波带宽为1.2 nm左右,波长调谐范围大于150 nm,低驱动功率的IAOTF.     

串扰对密集波分复用网络扩展性的影响

串扰是限制密集波分复用网络扩展的一个重要因素。理论分析了三种典型光交叉连接中的串扰。结果表明基于扩展贝奈斯光交换结构的光交叉连接可以完全消除低于二阶的各类串扰,同时,若将可调谐的窄带滤波器引入到结构2中可以消除低于三阶的各类串扰。用数值模拟的方法分析了带内串扰对强度调制直接检测网络扩展性的影响。结果表明,基于扩展贝奈斯光交换结构的光交叉连接对器件串扰系数的要求得到了很大的放宽,用它来组建的密集波分复用网络具有很好的扩展性。串扰多是由构成光交换节点中各种器件的非理想性造成的,通过分析得出器件中产生的串扰可以从系统中得到很好的解决。     

可重构的多波长光分插复用节点研究

设计并研制出了一种可灵活重构的多波长OADM,建立了OADM级联光信噪比的理论计算模型并进行了分析计算,给出了OADM的内部功率预算.最后对OADM设备进行了测试,所有性能指标都达到设计要求,目前已经通过工程验收,并正式在“中国高速信息示范网(CAINOnet)”中运行.     

Efficient Design of Multi-stage Cascade Waveband Separator

We propose a cascade system of filters for realizing a non-uniform waveband separation for optical networks. The use of such separation is required at the DEMUX stage in a optical OXC switching wavebands. The design of the system is based on optimized balanced tree, which minimizes the overall optical loss.     

Design of a spectrum-expanded polymer Mach�CZehnder interferometer electro-optic switch using two-phase generating couplers

A novel structure, thorough analysis and design technique are presented for a kind of polymer Mach?CZehnder Interferometer (MZI) electro-optic (EO) switch consisting of two-phase generating couplers (PGCs). By optimizing the PGCs structure, the output spectrum of the two PGCs based MZI EO switch is greatly expanded to almost six times of that of the traditional MZI EO switch with two 3?dB directional couplers. Under a central wavelength of 1550 nm, the driving voltages of the designed switch are as low as about 0 (ON state) and ±0.925?V (OFF state) with an EO region length of 5000???m. A wide spectrum more than 350 nm (1380??1730?nm) is achieved, and within this wavelength range, the crosstalk is less than ?30?dB, and the insertion loss is less than 5.91?dB which is larger than that of the traditional MZI EO switch due to the longer waveguide length by introducing two PGCs. The design technique on the two PGCs based MZI EO switch is supported to be reasonable compared with the beam propagation method (BPM). The proposed structure shows potential wide applications especially in optical cross-connect (OXC) and optical add-drop multiplexing (OADM) systems.