面向40Gb/s以上新型编码格式的全光缓存、慢光与净负荷提取研究

基本信息
批准号:61275075
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:吴重庆
学科分类:
依托单位:北京交通大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘岚岚,余贶琭,刘国栋,张荣芝,李贤子,刘小华,王一旭,刘贺
关键词:
光净负荷提取慢光缓存新型编码格式全光缓存全光交换
结项摘要

All-optical buffer is the key element of all-optical switching, all-optical routing and all-optical computing, the buffering for the DPSK, QPSK and QAM new encoding format with the bit-rate above 40 Gb/s (high-speed PSK signals) is the current urgent requirement. This project researches on the slow light buffers, the optical fiber ring buffers, the cascade systems, and the header and payload separation technique for high-speed PSK signals. The aim of this project is to find the evolution of the signal constellation in SBS and EDF slow light, the mechanism of slow light in EDF, the influence of the SOA polarization rotation on the evolution of constellation of high-speed PSK signals, and effect of new structure buffers and buffering systems. A new method for analyzing the PSK signals through SBS and EDF slow light was proposed, and the mechanism of producing slow light in EDF was explained, was proposed. A new structure of fiber ring buffer based on polarization rotation and the two cascaded systems were proposed. A new polarization switch integrating SOA and polarization beam splitter, and a photonic crystal fibers based polarization switch were proposed. A header and payload separation method based on the SOA polarization rotation was proposed. The research results have put forward comprehensive solutions to resolve the problems in the high-speed PSK signal payload separation and directly buffering without demodulation and modulation. The theoretical results have important academic values for research of the high-speed PSK signal pass slow light and the SOA nonlinear effects.

全光缓存是全光交换、全光路由及全光计算的关键,40Gbps以上速率的DPSK,QPSK, QAM等新型编码格式(统称高速PSK信号)的全光缓存是当前的迫切需要。本课题研究高速PSK信号的慢光、光纤环型缓存器与级联系统、及帧头与净负荷分离技术;解决上述光信号SBS慢光和EDF慢光星座图的演化,EDF慢光机理,SOA偏振旋转后星座图的演化,新结构缓存器的缓存效果等关键问题;提出一种分析PSK信号通过SBS慢光与EDF慢光的方法、解释EDF慢光机理,提出一种基于偏振的PSK信号的光纤环缓存器新结构及两种级联系统,提出SOA与偏振分束器集成的新型偏振开关和基于光子晶体光纤的偏振开关,提出基于SOA偏振旋转的帧头与净负荷分离的方案。研究成果对于从高速PSK信号中分离出净负荷、不经过解调/缓存/调制而直接缓存提出了全面解决方案;理论成果对于研究高速PSK信号受慢光与SOA非线性效应的影响有重要学术价值

项目摘要

研究目标为.提交各类新型编码格式(DPSK,QPSK, QAM等)经过SBS慢光和EDF慢光后星座图演化及仿真结果;提交EDF慢光形成机理的物理解释;.实现要缓存数据帧的净负荷与帧头的分离,同时不改变原有的帧格式;提交上述功能演示系统;.实现对分离出来的新型编码格式(DPSK,QPSK以及QAM等)的数据帧净负荷不经过解调而直接缓存,在缓存前后均不改变原有的编码格式;提交上述功能的演示系统;..经过4年努力,本项目完成了DPSK和QPSK信号经过SOA以及慢光系统后的星座图与仿真,提出了四元数偏振光学理论;完成了净负荷与帧头的分离演示系统;完成了基于偏振缓存的缓存演示系统,同时完成了全光编码格式转换等研究,基本实现了研究目标。.具体成果与进展如下:.①理论成果:建立了四元数偏振光学新理论;.②在有源器件(包括EDF和SOA)的慢光研究上,研究了基于相干布居振荡的机理的慢光,首次采用SOA和带通滤波器(BPF)串联结构实现了100ps以上的高速信号的慢光(突破了有源器件慢光的带宽限制);.③构建了产生QPSK信号的信号源,实现了22.5G波特的符号速率,通过IQ调制,达到40Gb/s的速率;.④研制了用于相位调制的强度型M-Z调制器和用于偏振调制的相位调制器,速率11.7Gb/s;. ⑤提出并研制出一种新型的基于斐索干涉原理的40Gb/s的DPSK解调器,并成功实现了2.5Gb/s到40Gb/s速率大动态范围的解调;. ⑥提出并研制出面向QPSK编码格式的基于SOA偏振效应的全光缓存器,实现了10Gb/s 10圈的全光缓存,总缓存时间达到3000ns;并提出了一种测量SOA线宽增强因子和一种测量SOA本征吸收损耗的新方法;. ⑦实现了基于偏振编码的622Mb/s帧头与基于DPSK的10Gb/s净负荷之间的加载与分离;. ⑧研制出面向DPSK信号的时钟提取,速率10Gb/s;. ⑨研制出面向NRZ码的速率倍增器,速率从2.5Gb/s倍增到10Gb/s. ⑩研制出面向DPSK信号的波长变换器,速率10Gb/s..基于以上成果,本项目共发表署名本自然基金号的论文45篇,其中论文期刊论文32篇,会议论文13篇;SCI检索论文16篇,EI检索论文13篇(不重复计算SCI检索论文)。共申请国家发明专利8项,获得授权6项。基本完成了本项目合同目标

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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