适用于差分相移键控信号的全光逻辑运算
发布时间：2021-12-31 00:53
研究新型调制格式的高速全光逻辑操作对未来的智能高速全光网络的建设有着重要的意义。半导体光放大器以其尺寸小、功耗低及响应时间短等优点,成为研究全光逻辑的首选器件。本文在国家自然科学基金资助项目（60877056）和国家重点基础研究发展计划（973）资助项目（2011CB301704）的支持下,依托实验室现有的40Gb/s高速光通信平台和超快半导体光放大器（SOA）对RZ-DPSK信号的逻辑最小项及其复杂逻辑的产生进行了理论和实验研究,取得了一定的研究成果。主要内容及研究成果如下:（1）在广泛阅读国内外学术文献的基础上,介绍了全光逻辑运算的研究背景及意义,以及研究新型调制格式全光信号处理的意义,总结概括了基于半导体光放大器的全光逻辑操作的国内外研究进展情况,在其中从优选出针对DPSK信号基于SOA的交叉增益调制和瞬态交叉相位调制两种效应实现全光逻辑操作作为本文的工作重点。（2）介绍了DPSK信号调制及解调的原理及理论模型,对DPSK信号的调制和解调进行了简化模拟;着重介绍了SOA超快响应模型及其级联失谐滤波器的理论模型,模拟了两路输入、三路输入RZ-DPSK信号的调制、解调及基于交叉增益调...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1两种复用方式的示意图
的不匹配问题，从而大大地降低能源消耗，增大网络容量，提高网络的灵活性和可靠性。图1-2给出了一个分组交换光网络节点的功能示意图。光分组信号包括帧头和净荷两部分。网络节点首先对输入的光分组信号进行光再生和时钟恢复，然后利用全光逻辑操作对帧头进行识别和处理，控制光开关单元的路由或交换，如果在波长域出现阻塞或者冲突就进行波长转换，如果在时域中出现竞争冲突就需要进行光缓存。由此可见，全光逻辑是光网络节点中的智能单元，在控制整个交换过程中起关键作用。全光“与门”可以用于载荷分离[2]、全光三极管[3]和全光解复用[4]等；“非门”和“或非门”可以用作比特误码监控[5]；“异或门”可以用作奇偶校验[6]、地址识别[7]、伪随机码产生[8]、包头处理[9]、包头修改[10]和标签交换[11]等等。图1-2 分组交换光网络节点的功能示意图此外，全光逻辑器件还是实现光子计算机的基础。光子计算机是以光子作为信息载体，用光信号进行数学运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。其运算速度高，可以至少比电子计算机快一千倍；具有很宽的空间域带宽，并行处理信息能力强；具有极高的信息存储能力；抗干扰能力强、容错性好[12]。全光“异或门”和“与门”可以组成一个半加器或半减器
NPR)。1.3.1 交叉增益调制图1-3 基于SOA交叉增益调制的逻辑门当一束弱信号光注入SOA中时，可以获得较大的增益，弱信号光被放大输出；当一束强信号光和弱信号光同时注入SOA中时，在强信号光的作用下，SOA有源区的载
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单个半导体光放大器的高速多功能逻辑门[J]. 董建绩,张新亮,王阳,黄德修. 物理学报. 2008(04)
[2]基于SOA交叉增益调制效应的全光组合逻辑[J]. 张金磊,王智,疏达. 光学与光电技术. 2008(02)
[3]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[J]. 董建绩,张新亮,付松年,沈平,黄德修. 物理学报. 2007(04)
[4]可调马赫-曾德尔干涉仪型差分相移键控解调器[J]. 齐鸣,张新亮,黄德修. 中国激光. 2006(12)
[5]一种全光逻辑或非门的理论和实验研究[J]. 叶俊卿,赵婵,张新亮. 光学与光电技术. 2006(05)
[6]基于同一结构实现全光逻辑“与门”和“或非门”的研究[J]. 赵婵,张新亮,董建绩,黄德修. 物理学报. 2006(08)
[7]利用TOAD实现全光逻辑操作的实验研究[J]. 周云峰,伍剑,林金桐. 通信学报. 2004(12)
[8]光计算机——光子学进展之四[J]. 陈慰宗,何志锋,刘军. 物理通报. 2001(03)
博士论文
[1]基于半导体光放大器和光学滤波器的高速全光信号处理[D]. 董建绩.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]先进光相移调制格式的产生、解调及特性研究[D]. 魏伦.华中科技大学 2008
本文编号：3559308
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1两种复用方式的示意图
的不匹配问题，从而大大地降低能源消耗，增大网络容量，提高网络的灵活性和可靠性。图1-2给出了一个分组交换光网络节点的功能示意图。光分组信号包括帧头和净荷两部分。网络节点首先对输入的光分组信号进行光再生和时钟恢复，然后利用全光逻辑操作对帧头进行识别和处理，控制光开关单元的路由或交换，如果在波长域出现阻塞或者冲突就进行波长转换，如果在时域中出现竞争冲突就需要进行光缓存。由此可见，全光逻辑是光网络节点中的智能单元，在控制整个交换过程中起关键作用。全光“与门”可以用于载荷分离[2]、全光三极管[3]和全光解复用[4]等；“非门”和“或非门”可以用作比特误码监控[5]；“异或门”可以用作奇偶校验[6]、地址识别[7]、伪随机码产生[8]、包头处理[9]、包头修改[10]和标签交换[11]等等。图1-2 分组交换光网络节点的功能示意图此外，全光逻辑器件还是实现光子计算机的基础。光子计算机是以光子作为信息载体，用光信号进行数学运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。其运算速度高，可以至少比电子计算机快一千倍；具有很宽的空间域带宽，并行处理信息能力强；具有极高的信息存储能力；抗干扰能力强、容错性好[12]。全光“异或门”和“与门”可以组成一个半加器或半减器
NPR)。1.3.1 交叉增益调制图1-3 基于SOA交叉增益调制的逻辑门当一束弱信号光注入SOA中时，可以获得较大的增益，弱信号光被放大输出；当一束强信号光和弱信号光同时注入SOA中时，在强信号光的作用下，SOA有源区的载
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单个半导体光放大器的高速多功能逻辑门[J]. 董建绩,张新亮,王阳,黄德修. 物理学报. 2008(04)
[2]基于SOA交叉增益调制效应的全光组合逻辑[J]. 张金磊,王智,疏达. 光学与光电技术. 2008(02)
[3]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[J]. 董建绩,张新亮,付松年,沈平,黄德修. 物理学报. 2007(04)
[4]可调马赫-曾德尔干涉仪型差分相移键控解调器[J]. 齐鸣,张新亮,黄德修. 中国激光. 2006(12)
[5]一种全光逻辑或非门的理论和实验研究[J]. 叶俊卿,赵婵,张新亮. 光学与光电技术. 2006(05)
[6]基于同一结构实现全光逻辑“与门”和“或非门”的研究[J]. 赵婵,张新亮,董建绩,黄德修. 物理学报. 2006(08)
[7]利用TOAD实现全光逻辑操作的实验研究[J]. 周云峰,伍剑,林金桐. 通信学报. 2004(12)
[8]光计算机——光子学进展之四[J]. 陈慰宗,何志锋,刘军. 物理通报. 2001(03)
博士论文
[1]基于半导体光放大器和光学滤波器的高速全光信号处理[D]. 董建绩.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]先进光相移调制格式的产生、解调及特性研究[D]. 魏伦.华中科技大学 2008
本文编号：3559308
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