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随着互联网的飞速发展,更多的业务如语音、数据、视频等需要更快的传输、交换、处理速率。在骨干网络上的核心路由器中,交换机的电子速率“瓶颈”一直是待攻克的难点,而光交换技术被视为解决电交换“瓶颈”的一个重要替代方案。基于IP与通用多协议标签交换(GMPLS)技术的方法能提供更小的交换粒度,但其在IP路由器处对包头的处理需要大量的时间,而通常并行处理的技术又导致严重的能耗问题。由于全光分组交换所需的关键技术如光存储、光逻辑器件还未成熟,因此相关学者将注意力转向了更易实现的光标签交换技术。光标签交换技术就是将地址信息写到低速率的标签中,而数据信息写到高速率的净荷中,在交换节点将标签转换到电域进行处理而净荷保持在光域传输,通过交换结构将净荷输出到相应的输出端口。光标签交换技术涉及到几个关键技术:标签调制格式与产生、标签分离、标签处理、缓存净荷、新分组产生、交换输出。本文主要着眼于光标签的调制格式与产生以及标签分离技术的研究,进行了下面三个部分的研究:1.对基于马赫曾德干涉仪(MZDI)器件产生多波长双二进制载波抑制归码(DCS-RZ)光分组的方法进行了研究,该光分组由高比特速率调制的DCS-RZ净荷与低比特速率的NRZ标签组成。在VPI中设计了4×40Gbps的DCS-RZ光分组产生与传输测试系统,在交换节点采用FP腔梳状滤波器对多波长光标签进行分离,仿真系统测试了相关参数对传输后的信号质量的影响,给出了光分组在经过288km传输前后的标签与净荷信号的BER。通过该仿真系统验证了该方案的可行性。2.对利用微环谐振腔分离DCS-RZ光分组标签的性能进行分析,理论分析全通型微环谐振腔与Add-Drop型微环谐振腔的原理与主要性能,通过对实验室微环谐振腔器件的参数拟合,在VPI中利用拟合后的微环谐振腔进行了DCS-RZ光分组标签分离仿真。之后对仿真中净荷信号质量劣化的原因进行了分析,并分析了微环谐振腔半高全宽(FWHM)大小对滤波后净荷信号质量的影响。3.研究了基于微环谐振腔双光子吸收(TPA)效应实现光标签分离的技术从理论分析、仿真测试与实验三方面进行了验证。在仿真测试中,分别测试了基于GaAs材料参数下的冲激响应窗口、ns级脉宽脉冲响应窗口、阶跃信号的响应输出,并分析了泵浦光功率与脉宽对交换窗口的消光比的影响。之后利用实验室的硅基材料Add-Drop型微环谐振腔验证了其交换性能,并得到了其冲激响应窗口、1ns泵浦脉宽的响应窗口、以及最大交换窗口时间长度为约18ns。最后通过用2ns泵浦脉冲控制交换10Gbps时钟信号,得到的交换输出信号的抑制比在直通与下行端口分别达到7.5dB与5.1dB。