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光分组交换(OPS)是一种以光分组为交换粒度的新型光交换技术。当光分组到达OPS核心节点时，要求核心节点在几百个纳秒内完成光分组的自同步、迅速准确的分组头处理等过程，以获取包含在其中的路由和控制信息。由于电子瓶颈的存在，大大限制了核心节点交换速率的提高，使其无法匹配传输带宽的增加。为了实现真正意义上的全光交换，全光信号处理技术的研究迫在眉睫。
半导体光放大器(SOA)具有体积小、功耗低、易集成等优势。近年，基于SOA的全光信号处理技术得到了广泛的研究。本文围绕基于SOA的全光自同步技术及分组头提取技术展开深入研究。论文的主要工作包括以下三个方面：
首先，第二章分析了SOA的结构及基本特性，并基于SOA的载流子速率方程及光脉冲的光场方程，建立了SOA在全光信号处理技术中的理论模型。
其次，第三章研究了OPS网络的关键技术--基于SOA的全光自同步技术。
1、根据SOA的相位调制原理，本文讨论了一种新的基于SOA-MZI单臂调制的自同步方案，并给出了光分组速率为80Gbit/s时的仿真及参数分析结果。论文分别从方案结构、原理及性能三个方面与非对称SOA-MZI方案进行对比分析，仿真表明，对比度有约7～8dB的提高，证明了理论分析与仿真的一致性。
2、针对基于SOA-DI的全光自同步方案，其对比度不理想、SOA的增益饱和特性没有得到充分利用等缺点，改进该方案并进行参数优化。论文给出光分组速率为40Gbit/、载流子恢复时间为400ps时的仿真结果，对比度高达20dB以上，较原方案有约7～8dB提高，通过参数分析得到使方案性能达到最佳的一组参数。
最后，论文第四章对基于SOA的全光分组头提取技术展开深入研究。
1、一种新颖的基于SOA嵌套DI的分组头提取方案的研究，解决了SOA-XGM提取方案对输入脉冲能量要求过高、对比度不理想、不适用于分组头速率较高的OPS网络等问题。论文给出分组速率为80Gbi/s时的仿真结果，对比度高达18dB以上。在相同参数下，当净荷速率为40Gbit/s时，改进方案的性能较SOA-XGM方案有约5dB的提高，优化参数可使方案性能达到最佳。
2、根据SOA-XGM原理，论文讨论了一种基于SOA串联MZI的分组头提取方案。与SOA-MZI方案相比，改进方案更适用于分组头速率较高的OPS网络且方案复杂度及成本较SOA-MZI提取方案也有一定程度的降低。