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在光域内，基于全光缓存器实现光数据包的存储和转发操作，可有效地解决通信网中的电子瓶颈问题，是未来全光分组交换网络中的关键技术。 本论文对于基于SOA中NPR效应的单一光缓存环多数据包的全光TSI处理能力进行了理论和实验研究。在使用归纳法导出单一缓存环实现多数据包全光TSI必要条件的基础上，针对各种全光TSI操作要求得出了相应光数据包的调度方案。在实验上，基于SOA中NPR效应的单一光缓存环实验系统，开展了多数据包全光TSI操作的实验研究。根据上述光数据包理论调度方案进行相应系统参数设定，进行了速率为10 Gb/s的三个和四个数据包且环长分别为410ns和429ns的全光TSI实验。实验研究工作表明，基于SOA中NPR效应的单一光缓存环，在环长超过所处理光数据包首尾相接长度的条件下，具有对多个光数据包的全光时隙交换处理能力。实验一的输入光数据包队列的实际长度分别为413.6和867.8 ns，均超过实验装置中410 ns的光纤环延时长度。实验二的输入光数据包队列的实际长度分别为893.8和894ns，均超过实验装置中429ns的光纤环延时长度。实验结果与理论预期相符合。实验验证了本文理论归纳性结论的正确性。研究成果将有助于简化基于光缓存环的全光时隙交换系统的结构，提高系统的效率，推进全光时隙交换技术的发展。 本论文还基于SOA中NPR效应的单一光缓存环实验系统对光缓存环中的信息复制进行了研究。此系统可以实现数据包复制的操作，但是，当数据包复制的数目越大时，信号质量会变得越差，这也是以后工作需要解决的问题。 基于SOA中的非线性偏振旋转效应的全光缓存器作为新型的全光缓存器，具有其他全光缓存器所不具有的优势，如易于读写、结构紧凑、可级联性好等。研究成果为减少昂贵SOA元件的用量、简化基于光缓存环全光TSI系统的结构提供了可靠依据，对推进全光TSI技术的发展具有重要意义。