光交换矩阵关键功能模块的研究

摘要

第三代光网络，光标签交换（Optical Label Switch）提供了真正的光网和数据网的综合解决方案，光交换矩阵关键功能模块作为OLS网络路由器的核心器件，基本功能是为光分组提供合理的路由，完成交换和控制功能，实现简单而极其高速的光分组处理，对路由器性能有很大的影响。
　　 本文主要论述了基于单端耦合半导体光放大器（SOA）交叉增益型波长转换和波导阵列光栅（AWGR）的光交换矩阵的关键功能模块，完成了模块的硬件设计及软件设计，印制电路板的设计和制作，在此基础上对模块的软硬件进行了调试，测试了模块波长转换子系统的性能。主要工作包括以下几个方面：
　　 (1) 简要介绍了OPS和OLS产生的背景，讨论了OLS网络的关键技术，包括光分组组装技术、光缓存技术和高速光交换矩阵等。详细介绍了基于可调谐波长转换器和AWGR的光交换矩阵的关键功能模块，分析了其结构及工作原理。
　　 (2) 详细阐述了光交换矩阵关键功能模块的硬件设计部分。首先给出模块设计的总体思想及其框架图，再从SOA控制模块、可调谐激光器模块和模块整体控制及显示电路三个方面分别作了详细的论述。
　　 (3) 详细阐述了单片机控制系统的软件设计，包括键盘输入识别，ADuC812与可调谐激光器Agility3205的通信协议以及人机交互界面设置等。
　　 (4) 讨论了并制作了光交换矩阵关键功能模块的印制电路板，测试了波长转换子系统的性能。实验表明，波长转换子系统可以实现10Gb/s的NRZ光信号在1528～1563nm范围的波长转换，合理的选择泵浦功率、探测功率和SOA的电流，可以实现消光比大于10dB，转换效率大于0dB。