准光存储光学数据包

在电信网络中的数据传输是光学的，因为只有光纤提供满足当今世界上传输的数据流量的能力。然而，在网络的每个节点的光信号已被转移到电域中，以便对其进行处理。处理后的信号被转换回用于进一步传输的光域。域之间的这种双转移是时间和功率消耗。为了使用数据的全光处理，使中间存储的问题已被解决。因此，大量的用于光信号的存储或缓冲的方法已被提出。最简单的方法是将信号发送到波导具有不同长度²的矩阵。然而，这些矩阵是笨重和存储时间不能被调谐，因为它是由波导长度预定义。

在“慢光”的方法依赖于一个tunab一个介质减慢光信号脉冲²的传播速度的群折射率乐变化。可用于这一目的^3-6一些物理效应和材料的系统。然而，在这些方法中，信号可以通过很少的位长，这是迄今为止没有足够的用于光网络节点^7,8减慢。

另一种方法是使用波长转换和色散可调谐延迟的产生。从而，输入信号的中心波长是通过非线性光学转换移位。此后，该信号被送入一个高度分散的纤维。在色散光纤群速度的差导致的延迟正比于在光纤中的波长偏移和群速度色散（GVD）的产物。与第二转换波长被移回原来的值。对于象四波混频或自相位莫波长偏移的技术dulation都可以使用。与转换和分散方法的储存时间长达243可调延迟，这对应于2400位的纳秒，据报道^10。然而，在一般的波长转换和色散的方法需要用于产生一个大的波长偏移和/或大GVD特殊的组件和设置。此外，他们是最复杂的，耗电的延时方法^2。

其他方法的光信号存储到一个材料系统的激励。甲探测光束，然后用来读出的信息。通常，这些系统不能在电信领域使用，因为它们需要超高或低温下^11，不会与电信的带宽工作，或者需要比较复杂的设置和高功率^12-14。

这里，我们显示如何的信号（时间 – 频率相干性）基本属性可被利用光学数据包的存储空间。正弦Ë无励磁材料体系的使用，我们已经调用的方法准光存储^{（QLS）15-17。}该QLS是独立的调制，数据格式和数据包的数据传输速率，并可以为几千比特存储的光学数据包长度^18。

的基本思想可以在图1中可以看出，这里矩形脉冲，如图所示。然而，本方法适用于每个脉冲形状和脉冲的包。唯一的限制是，该信号必须是有时限的。

图1。时频相干为强度调制信号^23。在时域中的单个矩形信号（a）是由一个正弦函数在频率DOMA表示在（b）所示 。这里的归一化强度示出，因为它不可能测量用光学设备的字段。为矩形的信号序列的时域表示法表示在（c）所示 。这个序列仍具有相同的频谱形状。不过，它由正弦-信封（d）根据等距单一频率。时间轴被归到一个单一信号的一半，持续时间和频率轴的第一过零点，分别点击这里查看大图。

一个矩形脉冲在时域（ 图1a）具有“窦瓢虫”或正弦函数sin（PX）/ PX状的频谱（ 图1b），其中所述包络线下的所有频率都存在。矩形脉冲在时域（ 图1c）一列火车仍有一个SINC函数状的频谱（ 图1d）与带宽Δf。但由于周期性，而不是所有的频率都存在了。相反，该频谱由等距离的频率和频率间隔的倒数定义的脉冲ΔT = 1 /ΔV之间的时间间隔。

该QLS的基本思路是现在简单地提取等距离的频率对输入数据包的频谱。由于时间 – 频率相干性这导致分组的拷贝在时域中。与所需的延迟的复制可以通过时域开关被提取。

本实验的原理示于图2。有时间限制的输入信号乘以在频域中的频率梳。为乘法用于受激布里渊散射（SBS）的非线性效应。其结果是输入信号的等距离副本在日E时间域。之一的信号中提取与由矩形函数式开关。因此，在存储器的原理的输出输入脉冲的无失真的拷贝可以预期。

图2的准光存储¹⁵的基本概念。甲时间有限的输入信号（a）被乘以一个频率梳（b）在该频域，记有X，因为这导致了各个副本在时域信号（c）。从所生成的脉冲序列的拷贝（D）的一个与时域开关由一个矩形的读信号（e）萃取。该开关可以是一个调制器。其结果是存储的光信号的。在STORAGE时间由梳线和读信号之间的频率间隔定义。 点击这里查看大图。

SBS本身是一种可以在低功率发生在标准单模光纤（SSMF）非线性效应。由此，该信号与由一个计数器传播泵波产生的光密度变化进行交互。如果信号波降档的频率，增益区形成在该信号会被放大。如果是向上移的信号将被衰减在相应的损失区域。泵和信号之间的频移是由声波，这取决于材料的性质来定义。 SBS对所提出的应用程序的最大优点是增益区的窄带宽Δf _SBS。因此，实际上SBS形成了一个窄线宽光学滤波器。 T的窄带宽他获得区域依赖于有效长度的纤维和面积以及所使用的泵功率^19。在SSMF自然全宽在SBS增益的半最大值（FWHM）的带宽大约为30兆赫。在特殊的波导，诸如全波光纤，并具有高的泵浦功率，带宽可以被降低到10 MHz ^20。由于该滤波器的带宽的不同的副本都覆盖着一个信封。因此，QLS的最大存储时间成反比取决于SBS的带宽。 10 MHz的带宽将导致100 ns的最大存储时间。 点击这里查看大图。

对于非常高的比特速率传输的信息必须被编码成载波，而不是它的振幅的相位，因为这提供了很多优点。因此，违背脉冲，这些光网络的信号具有恒定振幅。 <强>图3示出了这样一个阶段中的时间（左）和频域（右）的调制信号。这个频谱进行采样的方式相同，幅度调制信号^21。实际上矩形函数的强度和相位调制信号的频谱进行滤波，由于传输，从而限制了光谱。

图3。时频相干的相位调制^21，在一个相位调制信号的载波的相位由具有要被发送的信号改变。如果每一个符号包括1比特，相位0和π之间变化，例如。该图的左侧示出了这种键控二进制相移所产生的时域表现（BPSK）信号。所得到的频域信号被显示在右侧。通过与图1比较，可以看出，相位调制信号的频谱是定性地相同的强度调制信号。因此，QLS可以以相同的方式被应用。