All Optical Multi-Function Switch Based on Fiber Bragg Gratings and Arrayed Waveguide Grating

Abstract

隨著數位經濟快速發展，寬頻網路基礎建設已成為促進知識共享及地方發展的關鍵因素，充分發揮驅動各國經濟和社會轉型的動能角色，益形突顯其重要性。基於全球通訊、資訊網路快速發展及市場迫切的需求，光纖通訊技術已成為目前有線通訊的最主要的傳輸方式。隨著用戶端的增加，運用密集分波多工(Dense Wavelength Division Multiplexing; DWDM)系統更可以提升網路容量。由於高資料網路傳輸速度的增加，路由器的資料處理速度也必須隨之提升。現今大多數路由器仍需在電訊號上作封包交換，為了達到全光網路的透明度，我們必須實現出全光學式交換機。 在本論文中，我們將光學交換機系統拆為兩部份，緩衝系統和路由系統，並且分別探討這兩種系統的類型，再介紹各種類型的光學交換機。最後，提出一個以光纖光柵和陣列式波導光柵為基礎架構的路由系統，利用光纖延遲路徑來造成封包緩衝的效果，並且搭配波長轉換器來達成全光學式交換機。 我們將針對提出的系統作分析，經由元件的特性來探討最佳化的系統架構。最後，藉由此系統的概念，我們實驗出交換機應具有的三種基本功能，另外還有此系統額外的功能。從交換機的概念，到系統架構的機制，最後在實驗上的驗證，我們在本篇論文已經充分地去實現全光學式交換機，並且提升其可用性。在未來，全光網路已經成為一個勢在必行的系統。