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DWDM光交换节点低信道串扰技术的研究

作　者: 李凡龙
导　师: 孙军强
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 密集波分复用光交换节点光学串扰低串扰光交换矩阵 “开/关”门
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 96次
引　用: 1次
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内容摘要

光交换节点(OXC,Optical Cross-connect)是光网络中的关键节点,设计与开发OXC结构成了构建高速大容量光网络的核心。集成化与模块化的OXC具有成本低、体积小等优点已成为众多OXC结构中的最佳解决方案。但是,由大量波导器构成的集成化OXC中较大串扰却制约着OXC容量的扩展,进一步影响着OXC实用化,所以消除OXC中的串扰对提升OXC性能显得尤为重要。本文首先分析了决定串扰影响大小的系统因素,在此基础上从系统的角度出发,以目前波导器件普遍性能为基础来设计低信道串扰OXC的新方法。主要内容包括:(1)对密集波分复用(DWDM)光网络中的串扰作了详细的归纳与分类。重点分析了组成OXC中各种光器件产生串扰的种类及形成机理。(2)分析了同频非相干串扰对强度调制-直接检测系统的影响,得出了决定串扰影响大小的系统因素,为系统的设计提供指导。同时,对目前消除串扰的方法作了归纳与分析,分析表明设计低信道串扰的OXC关键是设计出低信道串扰的光交换矩阵。(3)扼要地归纳了评价光交换矩阵的性能指标,并对几种光交换矩阵的性能作了分析与比较,得出扩展Benes(DB,Dilated Benes)结构具有可重构无阻塞特性,所需器件数较少,目前较为实用。进而重点分析了DB结构中串扰的影响,结果表明,由波导器件构成的集成化DB结构串扰影响较大,有必要对该结构的串扰特性进行改善。(4)将“开/关”门(On/Off Gate)引入到DB结构递归的最后一级,利用On/Off Gate的“开/关”特性来阻断DB结构中串扰积累路径,能将DB结构中的串扰源个数减少一半,形成了一种新的低串扰光交换矩阵,称之为改善DB结构即IDB(Improved Dilated Benes)结构。为了进一步消除DB结构中串扰的影响,同时方便集成化与模块化,可在DB结构递归的每级之间都引入On/Off Gate,构成更一般的IDB结构即GIDB(Generally Improved Dilated Benes)结构。同其它的光交换结构相比,GIDB具有最优的信噪比。(5)实验研究了8×8 DB、IDB和GIDB结构中串扰的影响。结果表明,对目前波导器件普遍性能而言,8×8 GIDB可以完全消除串扰的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 引言  9-12
  1.2 全光网络中的关键设备:光交换节点(OXC)  12-13
  1.3 OXC研究概况  13-14
  1.4 本论文的研究方法与论文结构  14-16
2 DWDM光网络中的串扰  16-29
  2.1 光网络中的传输损伤  16
  2.2 DWDM光网络中串扰的分类  16-20
  2.3 DWDM光交换节点中的串扰  20-28
  2.4 本章小结  28-29
3 串扰对系统的影响  29-47
  3.1 串扰对系统影响的理论分析  29-32
  3.2 串扰对强度调制－直接检测系统性能的影响  32-37
  3.3 典型OXC结构中串扰影响分析  37-45
  3.4 本章小结  45-47
4 一种新型低串扰光交换矩阵  47-66
  4.1 消除串扰的方法  47-50
  4.2 光交换矩阵的性能指标  50-51
  4.3 一种新型低串扰光交换矩阵拓扑结构  51-63
  4.4 DB、IDB与GIDB三种结构组网时扩展性能分析  63-65
  4.5 本章小结  65-66
5 DB、IDB与GIDB结构中串扰影响实验研究  66-80
  5.1 实验平台的构建  66-68
  5.2 8×8 DB结构中同频串扰对信号影响实验研究  68-71
  5.3 8×8 IDB结构中同频串扰对信号影响实验研究  71-73
  5.4 8 ×8 GIDB结构中同频串扰对信号的影响实验研究  73-77
  5.5 异频串扰对信号影响实验研究  77-78
  5.6 本章小结  78-80
6 全文总结  80-82
致谢  82-83
参考文献  83-87
附录1 攻读学位期间发表论文目录及取得的科研成果  87

DWDM光交换节点低信道串扰技术的研究

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