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近年来全光通信网(AON)成为光通信领域的一个研究热点,也是未来光网络发展的必然趋势。AON的关键技术主要包括光交换/光路由、光交叉连接、波长变换以及光缓存等。光交换/光路由实质是波长交换或波长路由,AON在干线网的交叉节点引入OXC和波长变换器,从而形成了端到端的“虚波长”通道,只要各段链路分别存在未被占用的空闲波长,就可以通过波长变换器建立通信路由,大大提高了波长利用率。尤其是对大容量、多节点的网状网,波长变换器的加入能大大降低网络的阻塞率。波长变换技术已经成为光通信基础研究的一个热点,并且已应用于一些全光试验网中。本论文主要包括以下内容:首先,采用半导体光放大器(SOA)的自发辐射(ASE)和延迟干涉仪实现了不用外加探测光、码字又同相的XGM全光波长变换。借助SOA的ASE作探测光,利用SOA的交叉增益调制效应实现全光波长变换,对变换后的ASE输出滤波,可选出所需要的一个或多个变换波长,再通过一个非对称的马赫-泽德尔干涉仪(AMZI)将系统变换后的反相码转换为同相码。该方案可取得较高的变换效率和较宽的变换带宽,使系统更加简单,提高了性价比。其次,提出一个用于HORNET接入控制的可变光延迟线及其改进型——十进制可编程光缓存器的设计方案。可变光延迟线的主要特点在于利用了四波混频波长变换技术,具有结构紧凑、性价比高、对信号透明以及延迟范围适合于IP包的实际长度等优点。可变光延迟线方案可以推广变成一个十进制、可编程的光缓存器,从而具有更加广阔的应用价值。不仅可用于光信号处理领域、光包交换网的交换系统和接入系统,还可用于军事领域中导弹的精确制导或微波雷达技术领域代替用电缆制作的延迟线。改进后的缓存器利用数学上常用的十进制的进位关系,采用级联结构,实现了可编程的大范围光延迟;利用两个四波混频波长变换器级联的结构实现了同一信道组内波长信道的逐级递减;可灵活用于不同速率的光信号与电信号的延迟;每级缓存器实现模块化,便于按需灵活接配使用。第三,把可变光延迟线用于HORNET网节点,提出两种新节点模型和两种