一種基于SOA的XGM效應(yīng)構(gòu)成XOR光邏輯門實現(xiàn)光標記交

摘要：提出了一種基于半導體光放大器(SOA)的交叉增益調(diào)制(XGM)效應(yīng)構(gòu)成異或(XOR)光邏輯門實現(xiàn)光標記交換的方法，并將該方法應(yīng)用于載荷采用DPSK調(diào)制／光標記采用ASK調(diào)制的正交調(diào)制光標記交換系統(tǒng)中，以此來驗證其可行性。通過仿真，在載荷信息速率為10Gbit／s，標記信息速率為2．5Gbit／s的非歸零碼DPSK／ASK正交調(diào)制光標記交換系統(tǒng)中實現(xiàn)了標記交換。
關(guān)鍵詞：光標記交換；正交調(diào)制；光邏輯門；半導體光放大器

0 引言
光標記交換(OLS)是指通過提取和更換光標記，實現(xiàn)用戶信息的路由選擇與交換。近年來，國內(nèi)外對OLS技術(shù)提出了許多新穎的方案，比如副載波光標記、時分復用光標記、多波長光標記、光碼標記、正交調(diào)制光標記等。目前，光標記交換技術(shù)已經(jīng)成為光交換領(lǐng)域的研究熱點。
通常都是以光調(diào)制的方式產(chǎn)生光標記，以光或電的方法來處理光標記。關(guān)于標記處理，就目前所提出的方法來看，一種是利用法布里一珀羅濾波器(F-P Filter)、非線性光學環(huán)鏡(NOLM)光濾波器、太赫茲光非對稱解復用器(TOAD)和超高速非線性干涉儀(UNI)等先進行標記擦除，新的標記信息的插入通常是利用LiNbO3外調(diào)制器來實現(xiàn)。另一種則是利用SOA或光邏輯門器件實現(xiàn)標記擦除和再生。
本文將利用SOA的XGM效應(yīng)構(gòu)成的XOR光邏輯門應(yīng)用于光標記交換，通過仿真，在載荷信息速率為10Gbit／s，標記信息速率為2．5Gbit／s的非歸零碼DPSK／ASK正交調(diào)制光標記交換系統(tǒng)中實現(xiàn)了標記交換。

1 工作原理
1．1 基于SOA的XGM實現(xiàn)XOR邏輯門的原理
基于SOA的XGM實現(xiàn)XOR門的結(jié)構(gòu)如圖1所示，用信號A作為探測光，信號B作為泵浦光，B的功率遠大于A的功率，當A和B信號都為“1”時，對于SOA-1來說，因為右端有強泵浦光B入射，B將競爭到SOA-1中絕大部分的載流子，信號A則被飽和吸收，所以SOA-1右端可以視為輸出為“0”；只有當右端無輸入時，A才能夠被SOA1放大，輸出為“1”。亦即，SOA-1實現(xiàn)了邏輯運算。同理，SOA-2實現(xiàn)了邏輯運算。然后將這兩路輸出信號耦合，就實現(xiàn)了信號A和信號B之間的XOR運算，即。

1．2 基于XOR實現(xiàn)光標記交換的原理
假設(shè)輸入信號的光標記脈沖序列為01001，需要交換的光標記設(shè)為第1、第4和第5位，控制進入XOR光邏輯門探測光的序列，經(jīng)過XOR邏輯運算，就能實現(xiàn)所需要的標記交換，最后輸出結(jié)果為11010， 同時在這個過程中也完成了舊標記信息的擦除。