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.     

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。     

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。     

光分组交换节点中缓存器对串扰相干特性的影响

研究了光分组交换中光输出缓存器引起的排队延迟对节点串扰特性的影响，建立了节点串扰特性与缓存器长度之间关系的数学模型，结果表明，对光分组交换节点，由于缓存器的存在，串扰源数目随缓存器的长度增加而增加；串扰中，非相干串扰占多数，数目随机的相干串扰的影响较小，且当缓存器较长时，相干串扰的影响可以忽略，即可将所有串扰视为非相干。     

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.     

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.     

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.     

光交换芯片的串扰分析与DQPSK信号传输实验

串扰和插入损耗是表征光交换芯片传输性能的重要参数。将串扰与插入损耗特性结合起来,提出一种分析光交换集成芯片串扰的理论模型,考虑了串扰对开关路由的依赖性。实验测量了基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的4×4拜尼兹结构的光交换集成芯片的串扰和插入损耗系数,以及不同开关路由状态下40 Gb/s差分四相相移键控(DQPSK)信号的传输性能,实验结果与理论分析基本一致。根据测得的串扰和插入损耗系数,计算了16×16光交换芯片串扰范围。     

光电子技术与器件 光放大、控制与器件

TM564∥TN29 2004053761 通用改进扩展Benes型光开关的控制模块设计=Design on control module for generally modified dilated Benes switch network[刊,中]/石鑫(华中科技大学光电子工程系,湖北,武汉(430074)),孙军强∥光电子·激光,—2003,14(12)。—1263-1267 分析了通用改进扩展Benes型(GMDB)光开关结构的特性,提出了路由算法设计思路,并详细阐述了4×4GMDB光开关的控制和驱动电路设计。测试结果表明,     

Performance analysis of optical wavelength switching network using multiple output light source

In this paper a 32×32 optical wavelength switching network using the multi-channel and multi-wavelength spectrum-sliced light source is presented where the 2×2 optical-switching elements are utilized in dilated Benes and modified dilated Benes configurations, respectively. The system performances in bit-error rate, especially for the effects of intraband crosstalk, are analyzed in details for the two type networks. Through the simulation studies, the dilated Benes shows better performances than the modified dilated Benes configuration.     

Application of WDM holographic devices in access and metro networks

In this paper, a design of a generic multipurpose device is described. It can operate, in its basic structure, as a tunable wavelength filter, wavelength multiplexer or λ router; by using a more complex structure, the device works as an optical add drop multiplexer (OADM) or/and optical switch (OS). It can be used in both coarse and dense wavelength division multiplexing technology (CWDM/DWDM) according to the network application. Performance parameters of the device, like switching time, losses, crosstalk or polarization insensitivity are analyzed and compared with other switching technologies. Some applications of the holographic WDM multifunction device in METRO networks are described, such as the utilization of OADMs in optical path protection/reconfiguration between nodes (1 + 1 configuration) and the use of optical switches to interconnect nodes of the METRO–access network with the METRO-Core or long haul networks in a reconfigurable topology. Other applications in Access networks are possible, like the use of the OADMs in optical path protection between the optical line termination (OLT) at the central office (CO) and the remote node (RN) in a fiber to the office passive-optical network (FTTO-PON) or, in some specific cases, the utilization as tuneable holographic filters in a FTTO application, at the Business ONT (BONT), to select the assigned optical wavelength according to the services provided to the customer.     

Performance Evaluation of Optical Cross-Connects by Improved Saddlepoint Approximation

Based on the wave theory of light and taken the random polarizations of signal and crosstalk into consideration, bit error rate (BER) and power penalties (PP) of optical cross-connects are calculated using the so-called saddlepoint approximation which is improved. The calculated results agree well with the results of experiment and Gauss approximation, shown highly calculated precision of the improved saddlepoint approximation. We also show that BER and PP for systems with random-polarizations are much smaller than that for systems with matched-polarizations when the number N of crosstalk is large, and the conclusion of near-worst-case operation is true only for N<3, so the impact of random signal and crosstalk polarizations on optical cross-connects must be considered in the design for lightwave networks.     

推扫型高光谱数据光串扰校正方法研究

串扰是成像光谱仪非理想成像特性中的一种,分为电串扰和光串扰,它广泛存在于现有的成像光谱仪之中。推扫型高光谱数据的光串扰使目标像元受到临近像元的影响,目标像元光谱曲线发生变化,图像的清晰度降低。基于推扫型成像光谱仪的成像原理,提出一种针对推扫型高光谱数据的光串扰校正方法。从高光谱数据中选取包含白色定标布地物的区域作为参考数据,通过行间差值方法得到所有白色定标布像元产生的总光串扰量;对总光串扰量进行拟合以抑制噪声,并通过递归方法计算单个白色定标布像元所产生的光串扰量;使用该串扰量对整景数据进行光串扰校正。选用三景不同地物类型的PHI数据进行光串扰校正,结果显示,校正后数据的光串扰现象得到明显的抑制,数据质量在光谱维和空间维均得到有效提升。在光谱维,由光串扰引起的光谱曲线变化得到校正;在空间维,图像清晰度提高50%以上的波段数占总波段数的83%。校正方法直接从高光谱数据本身提取光串扰量,并对数据光串扰现象进行校正,不依赖于其他外部数据,且适用于不同的地物类型。该光串扰校正方法亦对实验室测定成像光谱仪的光串扰量具有借鉴意义。     

Polymer-silica hybrid 1 × 2 thermooptic switch with low crosstalk

A new polymer-silica hybrid 1 × 2 thermooptic switch with significantly low crosstalk is demonstrated. The top cladding and the core layers are composed of polymer, while the bottom cladding layer is made of silica. Since polymer and silica have algebraic signs of their thermooptic coefficients that are opposite to each other, the refractive index of the core changes in the opposite direction to that of the bottom cladding as the temperature is increased. Thus, switching operation is initially done through adiabatic mode evolution in the Y-branch, and then a heated waveguide arm in the Y-branch can enter into the optical cut-off region if the temperature is sufficiently high. Using this phenomenon, low crosstalk performance is achieved. The proposed device has a crosstalk of −35 dB, while most integrated-optic switches with a single stage have a relatively high crosstalk in the region of −20 dB. The switching power of the proposed device is about 70 mW.     

Design of short length and C+L-band mismatched optical coupler with waveguide weighted by the Blackman function

A mismatched optical coupler with waveguide weighted by the Blackman function is numerically investigated in the demand of short length, C+L-band, and low crosstalk. Utilizing the full factorial design, the structure parameters of coupling waveguide are obtained by beam propagation method. In the condition of crosstalk of −35 dB, the mismatched optical coupler with proper selected waveguide structure parameters is found to have a coupling length of 3.60 mm in the transmission wavelength ranges of C+L-band (1.53-1.61 μm). Obviously, the selection and design of waveguide structure are very important to satisfy the qualities of a mismatched optical coupler for the demand of short length, broad bandwidth, and low crosstalk.     

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.     

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.