全光分组交换网是光通信网络的未来发展方向,全光交换的实现,不仅可以克服电子瓶颈的限制,而且也使全光分组交换网具有灵活、高速、交换粒度多样化以及网络资源利用率高等优势。而全光信号处理是实现全光分组交换网的关键所在,全光帧头提取和全光信号比较器作为全光信号处理技术的重要组成部分,对未来的光分组交换、全光信号再生、全光波长变换、光计算等方面具有十分深远的影响。本文主要围绕全光信号处理中的这两个关键技术——帧头提取和光信号比较器进行了以下几方面的研究:1.对已有的帧头提取方案进行了分析,得出对于基于MZI的提取方法,易受外界因素的干扰,不易保持稳定,不易调节,使方案的实施和应用受到限制;对于基于TOAD的帧头提取方案,实现帧头的提取,需要满足条件:△t＜T_s,T＜T_s＜T_h。2.介绍了测量EDFA增益恢复时间的两种方法以及相关的原理,并采用其中一种方法测量了EDFA的增益恢复时间,本实验使用的EDFA,通过实验测量,其增益恢复时间为100μs左右。在此基础上,对基于TOAD结构的帧头提取方案进行了改进,用EDFA代替SOA,进行了全光数据包帧头和净荷分离的实验研究,验证了方案的可行性。3.介绍了目前几种基于SOA的逻辑异或门的实现方法,并以TOAD结构为实验方案,从理论上推导TOAD实现全光异或逻辑的条件。4.分析了输入探测脉冲功率、SOA线宽增强因子α及驱动电流I对基于TOAD全光异或结果的影响。分析表明透射端输出脉冲功率随输入探测脉冲功率、α及I的增大而提高;反射端口的漏光随α的增大而下降,但由于SOA对顺时针与逆时针方向探测脉冲增益不均衡,反射端口的漏光始终大于零。并通过实验获得数据作图,其结论与理论分析一致。