基于UNI开关的40 GHz注入锁模全光时钟提取实验

基于超快非线性干涉仪UNI开关具有超过40 Gbit/s的开关速度，提出一种在锁模环形腔内利用UNI开关进行时钟提取的新方案.按此方案进行实验，对40 Gbit/s伪随机信号进行时钟提取，得到了清晰稳定的时钟脉冲.与利用SOA的交叉增益调制注入锁模时钟提取方案相比，在此方案中注入到SOA的信号功率仅0.5 dBm，降低了7 dB左右，对SOA的运行更安全.     

面向LOFAR应用的160Gbit/s OTDM 试验平台

报告了一个用于低频射频天线网络LOFAR的160 Gbit/s 演示平台.文章介绍了LOFAR网络结构以及用于LOFAR长臂的OTDM/WDM系统结构，回顾并探讨了用于实现160 Gbit/s系统的关键技术，并介绍了实验室中实现该160 Gbit/s OTDM/WDM演示平台所采用的技术方案。出于经济性考虑，所有的关键系统功能都采用自己搭建方案.     

基于半导体光放大器进行光标签提取的性能分析

利用半导体光放大器增益饱和数学模型，第一次分析了基于单个半导体放大器进行光标签提取的节点性能.通过对半导体光放大器的参量分析和优化，仿真显示，对于标签速率2.5 Gb/ s 、净荷速率40 Gb/s 的光分组包，提取的标签消光比可达到13 dB.     

基于半导体光放大器和光学滤波器的同相波长转换理论研究

采用半导体光放大器(SOA)级联滤波器的方案可以实现高速全光波长转换,其中,滤波器实质上是对SOA输出信号的光谱进行优化操作.文中利用带通滤波器(BPF)和延时干涉仪(DI)组成的光谱优化器,不仅实现了80Gbit/s同相波长转换,而且基于遗传算法设计光谱优化器的参数,极大地提高了输出信号的质量.同时,也从理论上分析了SOA中超快带内效应对信号光谱的影响以及光谱优化器中BPF和DI的消光比对输出信号质量的影响.     

一种基于半导体光放大器马赫-曾德尔干涉仪的新型全光信头和净荷分离方案

提出一种新型的光分组信头净荷分离方案.利用一个非对称半导体光放大器马赫－曾德尔干涉仪提取出信头脉冲,然后再利用对称的SOA-MZIs构建异或门，完成信头脉冲和光分组脉冲在差分调制下的逻辑运算，提取出净荷脉冲.在50 Gb/s速率下，数值仿真表明提取出的信头和净荷信号的开关比均超过16 dB.此外通过更改参数设置.该方案还可以应用到不同速率，不同信头长度的信头净荷分离中.     

基于半导体光放大器结合延迟干涉仪的全光波长转换

研究了基于半导体光放大器(SOA)结合延迟干涉仪(DI)结构的伞光波长转换.分析了SOA-DI结构的工作原理和DI参数的作用,进行了10 Gb/s和40 Gb/s归零码全光波长转换实验研究.实验结果表明,基于SOA中交叉增益调制(XGM)效应实现的波长转换为反相转换,输出信号消光比较低.当工作速率较高时波长转换信号质量明显恶化.而SOA-DI结构可实现同相波长转换并可改善波长转换信号的消光比,从而改善单个SOA实现波长转换的性能并提高系统的工作速率,该结构还具有结构简单、可光子集成等优点.     

非等幅OTDM信号的全光时钟提取

理论上推导了非等幅均匀复用的OTDM信号中时钟分量与各路脉冲幅度的关系式,并分别从频域和时域的角度给出了利用以半导体光放大器（SOA）作为调制器的锁模光纤激光器进行时钟提取的物理机制,对时钟提取的物理过程给出了形象解释.实验上通过利用锁模光纤激光器成功地从非等幅均匀复用的8×2.5 GHz OTDM信号中提取了2.5 GHz单路时钟和20 GHz群路时钟光脉冲.利用该方案提取的时钟脉冲稳定性好,对偏振态不敏感,是较理想的时钟源.此技术可用于高速OTDM信号的时钟提取.     

基于半导体光放大器和受激布里渊散射的全光非归零码时钟提取

利用半导体光放大器(SOA)的增益饱和特性、自相位调制(SPM)效应和啁啾光纤光栅(CFBG)的滤波和啁啾特性共同作用实现了10 Gbit/s非归零码(NRZ)信号的时钟分量增强。经过该结构的非归零光谱的时钟分量增强后,其时钟数据抑制比提高了12.9 dB。时钟分量增强后的信号经基于受激布里渊效应(SBS)的时钟提取结构后实现了对非归零信号的全光时钟提取。这种新型非归零全光时钟提取结构具有对数据速率及数据格式透明,低抖动,不受码型效应的影响等优点。     

集成双波导半导体光放大器光开关实现波长转换的理论研究

建立了基于集成双波导半导体光放大器的光开关(ITG-SOA-Switch)的理论分析模型.与半导体光放大器(SOA)的特性相比较表明，由于ITG-SOA-Switch合并了多种物理效应，故其静态增益饱和曲线在饱和功率点附近具有大幅度陡峭下降的独特性质.理论分析和10 Gbit/s波长转换模拟结果显示，恰当地选择输入抽运光的功率范围，ITG-SOA-Switch波长转换器输出转换光的消光比特性较之输入抽运光会有显著的改善. 关键词： 波长转换 半导体光放大器 集成双波导半导体光放大器 光开关     

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.     

10 GHz全光帧时钟提取的理论和实验研究

提出了一种新型的10 GHz全光帧时钟提取的提取方案。采用低精细度的法布里-珀罗(F-P)滤波器直接提出帧时钟,保证帧时钟的快速建立和快速消失。利用半导体光放大器(SOA)的自增益调制效应(SGM)对法布里-珀罗滤波器提取的帧时钟进行整形,降低帧时钟的幅度噪声。并推导了法布里-珀罗滤波器的精细度和半导体光放大器的自增益调制效应对帧时钟建立时间、消失时间的影响。通过理论分析表明,利用半导体光放大器的自增益调制效应可以降低帧时钟的幅度噪声并加快帧时钟建立速度。实验中,用上述方案对10.075 GHz的帧信号进行了全光帧时钟提取,得到了建立时间为8个信号周期,消失时间为22个信号周期,抖动为2.35 ps的帧时钟信号。     

Photonic Packet Switching Based on Optical Label Processing

We express a photonic packet switch prototype based on optical label processing methods which dramatically increase the label processing capability. We experimentally demonstrate 40Gbit/s/port packet switching and optical buffering capabilities of the prototype.     

Optical Packet Routing Performance of an Optical Packet Switch Digital/ Analog-Conversion-Type With an Optical Header Processor (Wavelength Label Switch)

We demonstrate the routing operation of optical packets by an optical packet switch consisting of an optical digital-to-analog conversion-type header processor, a wavelength converter using an electrically-tunable laser, and an arrayed-waveguide grating router. A packet transfer by two -bit optical header was achieved for the first time.     

CORD: Optical packet-switched network testbed

We are implementing and investigating CORD, a 2.5 Gbit/s/λ WDM packet-switched network testbed. CORD features: (i) contention resolution optics (CRO), which consist of optical switches and delay lines to perform all-optical packet contention resolution; (ii) multichannel subcarrier multiplexed (MSCM) signaling to transmit an 80 Mbit/s control channel and 2.5 Gbit/s payload data on the same wavelength; (iii) networkwide distributed slot synchronization technique with maximum slot jitter of ± 6.5 ns; (iv) novel ultrafast signaling synchronization using delay-line phase alignment for data recovery within 4 bits; and (v) pilot-tone payload data synchronization for clock recovery within 16 ns.

In this article, we describe the CORD network testbed and discuss the performance and scaling potential of the technologies developed for CORD.     

半导体光放大器环镜的非归零信号时钟分量提取

对基于半导体光放大器非线性环镜的非归零信号时钟分量提取进行了数值模拟和实验研究。不仅采用半导体光放大器的分段模型分别对简化方案和抽运一探测方案进行了2．5Gbit／s下的数值模拟，而且实验上采用这两种方案分别将2．5Gbit／s的非归零信号转换为包含其时钟分量的相应的伪归零信号。模拟计算结果与实验结果吻合得很好。实验和模拟结果均表明：采用简化方案时转换输出的伪归零信号所包含的时钟分量的强度小于采用抽运一探测方案的情况。10Gbit／s下的模拟计算结果表明在码型效应尚能容忍的前提下简化方案工作速率的上限小于抽运一探测方案。     

Cutting-Edge Technologies on Broadband and Scalable Photonic-Network—Packet switched networks based on all-optical label processing—

Ultra-high speed all-optical label processing methods are proposed and experimentally demonstrated. These methods dramatically increase the label processing capability. Optical packet switch (OPS) systems and networks based on OPS nodes are expressed as an application of optical processing technologies. First, the 40 Gbit/s/port OPS prototype with all-optical label processor, optical switch, optical buffer, and electronic scheduler is described. The feasibility of OPS networks is verified by experimental demonstrations.     

High-Speed Optical Packet Switch with an Optical Digital-to-Analog Conversion-Type Header Processor

We describe a novel type of an optical packet switch with an optical header processor based on optical signal processing and wavelength routing architecture. It consists of an optical digital-to-analog conversion-type header processor, wavelength selection portion with an electrically tunable laser, a wavelength converter based on a semiconductor optical amplifier (SOA), and wavelength routing by use of an arrayed waveguide grating (AWG), which is called a wavelength label switch (WLS). Wavelength switching of an electrically tunable laser, and wavelength conversion were successfully achieved within a few nanoseconds after recognition of an optical header using a two-bit optical header processor and a FPGA-based wavelength table. High-speed transfer performance of less than a few tens of nanoseconds and BER of less than 10^-10 were verified in the wavelength routing operation among three assigned wavelengths.     

基于半导体光放大器和光滤波器的全光非归零码到归零码的转换

利用半导体光放大器模型和仿真软件对全光非归零码到归零码的变换进行了数值仿真.在仿真结果的基础上,实现了基于半导体光放大器和光滤波器的10 Gbps的全光非归零码到归零码的变换试验.试验结果显示在RZ码输入功率为－15 dBm时,该变换的误码率为1.0×10－9.