基于双通构型的和频、差频可变波长路由方案及其应用

提出了双通构型的基于“和频”和“差频”级联二阶非线性效应的可变波长路由方案,通过调节两个抽运源的频率,可以从一个WDM(wavelength division multiplexing)链路中取出任意一个信道,然后将其转换为任意一个波长并插入到另一个WDM链路中去.实现了可调谐波长转换和光波长路由的结合.通过小信号分析,给出了相位匹配情况下,输入信号光在波导中功率变化的表达式和输出转换光功率变化的表达式,并给出了提高系统效率的对两个抽运光功率的优化方案.数值计算表明,只要信道间隔大于02nm(25GHz 关键词： 光波长路由 光波长转换 光交换 PPLN     

OBS网络中一种基于优先级和门限的偏射路由算法

为了解决偏射算法在偏射控制上的问题,提出了一种基于优先级和门限的偏射路由算法.该算法采用丢弃少量偏射的高优先级分割突发数据包来保证偏射路由上低优先级非偏射突发数据包的QoS.当冲突发生时,分割偏射优先级低的突发数据包,从而保护高优先级突发数据包;在偏射路由上,通过启用偏射检测函数来判断是允许偏射的分割突发数据包抢占资源或是丢弃偏射的分割突发数据包.仿真结果表明,虽然该算法增加了少量的端到端的传输时延,但这种算法可以很好地控制偏射突发对网络偏射路由上正常流量的影响,并且能够有效地降低整个网络的丢包率,很好地保护高优先级突发数据包的完整性.故这种方法能够有效地提高OBS网络的性能.     

基于PPLN光波导和频与差频级联型全光波长转换的研究

介绍了基于准相位匹配周期极化反转铌酸锂光波导的和频与差频(SFG DFG)级联型全光波长转换技术的基本原理.计算了SFG DFG级联型波长转换的转换效率,分析了抽运光功率以及两个抽运光之间的间距对转换效率的影响,抽运光功率越大,转换效率越高;转换效率随着间距的增大先增大后减小.单抽运调节时的抽运带宽为0.5 nm,同时对信号光脉冲还有压缩作用,压缩比是0.68.     

用于解决大规模波长路由光网中路由和波长分配问题的新启发式算法

本文提出了一种新的启发式算法,它将路由和波长分配问题分解为两个子问题分别进行优化求解,并以最小化波长需求作为目标函数。在不同通信负荷的情况下,我们以NSF网为例,分析了波长通道(WP)和虚波长通道(VWP)路由方案之间在波长需求方面的差别。同时还研究了网络波长重用度的问题。数值结果表明所提出的算法可有效地应用于大规模波长路由光网。     

考虑非线性效应的路由与波长分配算法

本文研究了在波长路由的智能光网络中选择路由与波长分配(RWA)过程中如何考虑非线性效应的影响.在简要分析了考虑非线性效应影响的必要性后,以交叉相位调制为例推导出了一种简单的计算非线性效应引起的光功率代价计算公式,并讨论了如何将其引入路由与波长分配算法中.仿真结果表明非线性效应确实对RWA的优化结果产生一定的影响,其程度与物理拓扑、业务需求和具体的网络传输参量有关.     

一种新颖的偏振不敏感的基于半导体光放大器的四波混频光波长转换方法

提出和论述了一种新颖的偏振不敏感的基于半导体光放大器的四波混频光波长转换方法。基本思想是设计和采用一种全光学偏振态转换器 ,理论上能将随机偏振态的输入信号光转换为固定偏振方向且功率基本不变的线偏振光 ,利用它控制信号光的偏振态能够克服四波混频过程所固有的偏振敏感性。将这种方法与正交偏振双抽运方法结合起来 ,能较简单地实现偏振不敏感且具有近似常数转换效率的宽带四波混频光波长转换     

OBS网络中一种基于优先级和门限的偏射路由算法

为了解决偏射算法在偏射控制上的问题,提出了一种基于优先级和门限的偏射路由算法.该算法采用丢弃少量偏射的高优先级分割突发数据包来保证偏射路由上低优先级非偏射突发数据包的QoS.当冲突发生时,分割偏射优先级低的突发数据包,从而保护高优先级突发数据包|在偏射路由上,通过启用偏射检测函数来判断是允许偏射的分割突发数据包抢占资源或是丢弃偏射的分割突发数据包.仿真结果表明,虽然该算法增加了少量的端到端的传输时延,但这种算法可以很好地控制偏射突发对网络偏射路由上正常流量的影响,并且能够有效地降低整个网络的丢包率,很好地保护高优先级突发数据包的完整性.故这种方法能够有效地提高OBS网络的性能.     

基于PPLN波导中倍频与差频效应的全光波长转换

对准相位匹配的铌酸锂光波导中基于倍频与差频级联二阶非线性效应的全光波长转换进行了研究.在建立理论模型的基础上,分别对单脉冲以及序列光脉冲的波长转换过程进行了数值模拟,并对转换过程中的走离现象以及脉冲延迟进行了分析.模拟结果表明信号光与抽运光脉冲非同步输入的情况下可以克服走离效应的影响,得到更好的转换效率.另外,在抽运时钟脉冲的驱动下,输入的40 Gb/s的NRZ信号光可以转换为RZ转换光,且波形较好.     

基于和频与差频级联的全光单光子波长变换

基于周期极化铌酸锂波导,提出了一种采用和频产生与差频产生级联的全光单光子波长变换方案.在海森堡绘景下,通过非线性变换过程的哈密顿量求解了目标单光子信号的湮灭算子,进而根据变换前后的光子数算符之比得到了单光子波长变换的效率.分析了和频产生过程以及差频产生过程中单光子的转换效率与泵浦功率之间的关系,证明了存在最佳泵浦功率使得量子态能够完全转移.数值分析结果表明,当上变换(和频产生)泵浦光功率为65 mW、下变换(差频产生)泵浦光功率为150 mW时,由1550 nm到1530 nm的单光子波长变换可达到61％的转换效率.给出了级联单光子波长变换的实验装置,包括周期极化铌酸锂波导、泵浦激光、准单光子信号源、滤波等光学元器件、单光子探测器和同步线路.     

Rapidly tunable all-optical wavelength converter based on single semiconductor optical amplifier delay interferometer

We demonstrate a rapidly tunable 10 Gb/s all-optical wavelength converter based on a semiconductor optical amplifier delay interferometer and a tunable laser. It uses a 16-channel 100 GHz-spacing digitally tunable multifrequency laser based on a novel external-cavity laser design. The bit sequence on the incoming wavelength is converted alternatively to different wavelengths. Power penalties are 1.1 dB for 30 ns guard-time spacing between wavelength packets.     

新型结构可调谐全光波长转换器的理论与实验研究

可调谐波长转换器是智能化光网络中的关键光电子器件. 提出了一种基于半导体光放大器的环形激光器实现连续可调全光波长转换的方案，建立了该方案的理论模型. 理论计算和实际测定了不同条件下波长转换的输出特性，实验结果与理论计算基本符合. 实验中实现了40nm范围内连续可调、转换速率为2.5Gb/s的交叉增益调制型波长转换. 关键词： 可调谐波长转换 半导体光放大器 环形腔     

基于光纤光栅波长路由的光纤自愈网

介绍了一种基于光纤光栅波长路由的全光双纤单向自愈环网,环内四节点具有16×10Gbit/s的传输能力。利用啁啾光纤光栅(CFBG)的波长可选择特性,实现了分布式的上下话路和波长选择功能,同时有效地补偿了传输色散。网络管理参照了网络管理协议(SNMP)的网络管理模型,通过对网络的重要参数进行实时监测来控制网络运行。实验结果表明,当环上任一处光缆发生故障时,通信业务能够自动恢复,恢复时间小于50ms,可实现网络的快速自愈,符合ITU-T G.841的建议规定。     

Optical filtering and switching using counter-propagating wavelength converter

A high-efficiency optical filter, based on a counter-propagating wavelength converter in ZnTe, is theoretically demonstrated. The filter has extremely narrow bandwidth of 0.5 Å corresponding to pump 0.3 W power and 1 cm length of quasi-phase-matching (QPM) grating, tunable over several nanometers of bandwidth by combination of the grating length and pump power variation. The presented scheme is also a candidate for a wavelength-dependant switch.     

基于环行腔激光器四波混频型可调谐波长转换的理论研究

建立了完整的基于半导体环行腔激光器四波混频型可调谐波长转换器的宽带理论模型.模型中考虑了半导体光放大器的材料增益谱、载流子的空间分布、光场的纵向空间分布和宽带放大自发发射等关键因素，并通过数值模拟，从理论上研究了这种波长转换器的各种性能与输入信号光功率、注入电流、输出耦合器的耦合比和环行腔激光器激射光波长的关系.理论上所得结论与文献中实验结果符合得很好. 关键词： 半导体环行腔激光器 四波混频 波长转换 放大自发发射     

WDM全光网络中一种分布式路由及波长分配协议

在全光网络中,光信号在全光域内传输,避免了光-电转换带来的延迟,因此全光网支持高数据率传输并提供巨大的网络容量。WDM(波分多路复用)技术的采用使得高速光传输线路与低速终端处理设备之间能够相互兼容。探讨了WDM全光网中的路由及波长分配问题,提出了一种用于WDM网络中的分布式路由及波长分配协议,具有开销小、阻塞率低以及良好的可扩展性,是一种比较实用的RWA协议。     

A novel approach to all-optical wavelength conversion by utilizing a reflective semiconductor optical amplifier in a co-propagation scheme

Nonlinear optical gain modulation in an InGaAsP/InP bulk reflective semiconductor optical amplifier (RSOA) is studied. The differences of the optical properties between RSOAs and conventional SOAs are initially investigated. All-optical wavelength conversion based on nonlinear gain modulation in RSOAs is demonstrated at a bit rate of 2.488 Gbit/s. It is shown that a bit-error-rate of <10⁻⁹ can be achieved and an extinction ratio of >9 dB can be obtained at a bit rate of 2.488 Gbit/s with a 2³¹-1 non-return-to-zero (NRZ) pseudorandom bit sequence (PRBS). In comparison with conventional SOAs, wavelength conversion by RSOAs shows much improved performances in high-speed all-optical wavelength conversions.     

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     

基于半导体光放大器瞬态交叉相位调制效应的高速反相和同相波长转换的研究

采用半导体光放大器(SOA)中的瞬态交叉相位调制效应是实现高速全光信号处理的有效途径.利用SOA和带宽为0.4 nm的窄带滤波器同时实现了重复频率为10 GHz、脉冲宽度为10 ps的同相和反相全光波长转换.当滤波器的中心波长相对于探测光载波波长蓝移0.25 nm或者红移0.05 nm时，得到反相波长转换；当滤波器的中心波长相对于探测光波长蓝移0.29 nm或者红移0.25 nm时，得到同相的波长转换.同时用数值模拟了从同相到反相波长转换的极性演化过程，理论分析和实验结果基本相符. 关键词： 半导体光放大器 波长转换 瞬态交叉相位调制