一种基于SOA的XGM效应构成XOR光逻辑门实现光标记交

摘要：提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的交叉增益调制(XGM)效应构成异或(XOR)光逻辑门实现光标记交换的方法，并将该方法应用于载荷采用DPSK调制／光标记采用ASK调制的正交调制光标记交换系统中，以此来验证其可行性。通过仿真，在载荷信息速率为10Gbit／s，标记信息速率为2．5Gbit／s的非归零码DPSK／ASK正交调制光标记交换系统中实现了标记交换。
关键词：光标记交换；正交调制；光逻辑门；半导体光放大器

0 引言
光标记交换(OLS)是指通过提取和更换光标记，实现用户信息的路由选择与交换。近年来，国内外对OLS技术提出了许多新颖的方案，比如副载波光标记、时分复用光标记、多波长光标记、光码标记、正交调制光标记等。目前，光标记交换技术已经成为光交换领域的研究热点。
通常都是以光调制的方式产生光标记，以光或电的方法来处理光标记。关于标记处理，就目前所提出的方法来看，一种是利用法布里一珀罗滤波器(F-P Filter)、非线性光学环镜(NOLM)光滤波器、太赫兹光非对称解复用器(TOAD)和超高速非线性干涉仪(UNI)等先进行标记擦除，新的标记信息的插入通常是利用LiNbO3外调制器来实现。另一种则是利用SOA或光逻辑门器件实现标记擦除和再生。
本文将利用SOA的XGM效应构成的XOR光逻辑门应用于光标记交换，通过仿真，在载荷信息速率为10Gbit／s，标记信息速率为2．5Gbit／s的非归零码DPSK／ASK正交调制光标记交换系统中实现了标记交换。

1 工作原理
1．1 基于SOA的XGM实现XOR逻辑门的原理
基于SOA的XGM实现XOR门的结构如图1所示，用信号A作为探测光，信号B作为泵浦光，B的功率远大于A的功率，当A和B信号都为“1”时，对于SOA-1来说，因为右端有强泵浦光B入射，B将竞争到SOA-1中绝大部分的载流子，信号A则被饱和吸收，所以SOA-1右端可以视为输出为“0”；只有当右端无输入时，A才能够被SOA1放大，输出为“1”。亦即，SOA-1实现了逻辑运算。同理，SOA-2实现了逻辑运算。然后将这两路输出信号耦合，就实现了信号A和信号B之间的XOR运算，即。

1．2 基于XOR实现光标记交换的原理
假设输入信号的光标记脉冲序列为01001，需要交换的光标记设为第1、第4和第5位，控制进入XOR光逻辑门探测光的序列，经过XOR逻辑运算，就能实现所需要的标记交换，最后输出结果为11010， 同时在这个过程中也完成了旧标记信息的擦除。