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随着时代的发展,人们对信息的需求日益增加。因此,提高网络通信能力成为通信技术发展的重要方向之一。目前,网络通信能力提高的主要障碍是因为网络还处在用电的方法来实现交换。所以提高网络通信能力就需要打破电交换的瓶颈。由于现在的高速传输线路都是采用光纤传输,因此全光交换是打破电交换瓶颈,提高网络通信容量的发展趋势。而全光的帧时钟提取是实现全光分组交换的基础。本文提出了一种新型的全光帧时钟提取方案:“F-P+SOA”。本方案采用低精细度(低Q值)的法布里—珀罗滤波器(F-P)直接提取帧时钟,低精细度保证了帧时钟的快速建立和快速消失。但是由于低Q值的法布里—珀罗滤波器(F-P)不能滤除低频噪声,所以在F-P之后再接半导体光放大器(SOA),利用自增益调制效应(SGM)抑制帧时钟中的低频噪声。第二章介绍了F-P滤波器的一般结构和其提取时钟的工作原理,推导出F-P的传输函数、精细度和自由光谱区的数学表达式。从时域和频域两方面证明了用法布里—珀罗滤波器(F-P)可以进行时钟提取,并研究了各参数对帧时钟提取结果的影响。得出结论:低精细度保证了帧时钟的快速建立和快速消失,但是对帧时钟的时钟质量不利。第三章介绍了半导体光放大器(SOA)的载流子密度、增益和传输函数的数学模型,并进行了理论和数值分析。从中较深入的了解了SOA的自增益调制效应(SGM)对F-P提取的帧时钟进行整形的原理,以及SOA的参数、工作电流和输入光光强对抑制幅度抖动的影响。并得出结论:SOA对百兆量级的低频成分有很好地抑制作用。同时,从理论和仿真上分析了解了SOA的XGM和XPM效应,确定了输入光参数和SOA参数对各种非线性效应的影响,并在此基础上分析和仿真了波长变换和产生正码的原理,为本实验中40Gbps分组数据的产生奠定了基础。最后,在第四章中,用上述方案实现了对10Gbps和40Gbps的分组数据进行了全光帧时钟提取,并得到了时钟质量良好、建立时间和消失时间非常短的帧时钟信号。