一種基于SOA的XGM效應構成XOR光邏輯門實現光標記交

摘要：提出了一種基于半導體光放大器(SOA)的交叉增益調制(XGM)效應構成異或(XOR)光邏輯門實現光標記交換的方法，并將該方法應用于載荷采用DPSK調制／光標記采用ASK調制的正交調制光標記交換系統中，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正交調制光標記交換系統中實現了標記交換。
關鍵詞：光標記交換；正交調制；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，實現用戶信息的路由選擇與交換。近年來，國內外對OLS技術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、正交調制光標記等。目前，光標記交換技術已經成為光交換領域的研究熱點。
通常都是以光調制的方式產生光標記，以光或電的方法來處理光標記。關于標記處理，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外調制器來實現。另一種則是利用SOA或光邏輯門器件實現標記擦除和再生。
本文將利用SOA的XGM效應構成的XOR光邏輯門應用于光標記交換，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正交調制光標記交換系統中實現了標記交換。

1 工作原理
1．1 基于SOA的XGM實現XOR邏輯門的原理
基于SOA的XGM實現XOR門的結構如圖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實現了邏輯運算。同理，SOA-2實現了邏輯運算。然后將這兩路輸出信號耦合，就實現了信號A和信號B之間的XOR運算，即。

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