高速相干探测光码标记交换关键技术的研究

A novel scheme on recognition of optical spectral amplitude code (SAC) labels by applying coherent detection is proposed; 112 Gb/s coherently detected polarization muxed (PolMux) QPSK payload is carried by SAC labels, in order to demontrate the received qualities and transmission characteristics of label/payload in high speed coherently detected SAC labeling system; to obtain better spectrum efficiency, the concept of implicit label is applied in our proposed system, and its transmission performance and practicability will be demonstrated; based on current label routing scenarios, label stacking routing scheme is studied, the correnponding SAC label switching core node is built up to demonstrate the switching performance of our proposal; at last, the experimental demonstration of above proposed schemes will be accomplished..The results and achievements of this project will establish the theoretical and experimental foundation on domestic high speed all optical label switching system, and also promote the development of optical switching technology in our country.

基于光码（OC）标记交换技术中的光谱幅度码（SAC）标记，提出一种利用扫频本振光源，对SAC标记进行相干识别与解调的新方法；将112 Gb/s相干接收偏振复用（PolMux）QPSK净荷引入SAC标记交换系统，对高速相干探测SAC标记交换系统的标记/净荷接收质量与传输特性进行验证；引入隐式标记概念，提出扫频相干探测隐式SAC标记交换系统，验证该系统的传输性能并探索其实用性问题；研究标记交换系统中的标记栈路由技术，建立SAC标记交换系统的核心节点单元，对112 Gb/s扫频相干探测双节点SAC标记系统的交换传输性能进行研究；建立高速扫频相干探测SAC标记交换实验系统。.本项目取得的研究成果将为高速全光标记交换系统在我国的早日实施奠定理论与实验基础，并将推动光标记交换技术在我国的进一步发展。

随着互联网数据量与业务量的爆炸式增长，光通信已成为现代通信中的重要组成部分，其发展方向是大容量、高带宽的全光网（AON）。近年来，随着密集波分复用 （DWDM）技术的广泛使用，光通信主干网络的传输速度已可达到Tb/s量级。但作为光通信网络中不可缺少的一个部分——交换节点，仍需对数据进行光/电/光（O/E/O）转换和电域处理。由于电子交换与电信息处理速度已达到极限，这大大制约了现有通信网络的传输速度，造成数据处理和传输的“电子瓶颈”。为解决这一问题，采用光电混合结构的光标记交换（OLS）技术，成为下一代光传输网（OTN）与光交换网（OSN）的发展方向。. 本项目对目前最具发展潜力的光标记交换技术——光码（OC）标记交换中的光谱幅度码（SAC）标记交换技术的工作原理进行了理论与仿真实验研究。1）利用光相干探测技术，对现有SAC标记识别单元进行了创造性改进，并有较大创新：利用对激光器频率调制时产生的啁啾效应，构建发射功率恒定，工作频率随时间线性变化的扫频本地振荡器（LO）。使用该LO对156 Mb/s，4波长SAC标记进行相干探测，并通过平衡检测法实现对标记的识别。利用该方法，可大大简化传统SAC标记识别单元，降低系统复杂度与成本，并可消除原有系统中过大的分光损耗；2）提出了112 Gb/s，PolMux QPSK净荷下的SAC标记交换系统，并利用仿真对其传输性能进行了验证；3）提出了相干探测隐式SAC标记系统，利用仿真，对625 Mb/s与1.25 Gb/s隐式SAC标记交换系统的性能进行了比较分析。结果表明，在该系统中，净荷速率不宜超过1.25 Gb/s，否则扫频LO将无法正确解出标记信号；4）利用标记栈原理，提出了相干探测双节点SAC标记交换系统。通过搭建标记交换节点、标记处理单元与电控1×N光开关交换阵列，完成了对数据包的转发，从而实现了完整的、可进行双节点交换与传输的SAC标记交换网络；5）对相干探测SAC标记交换系统进行了探索性的实验研究。本项目取得的研究成果将为高速全光标记交换系统在我国的早日实施奠定理论与实验基础，并将推动光标记交换技术在我国的进一步发展。