进入21世纪,人类进入为互联时代,互联网技术和多媒体技术已经渗透到人类生活的各个方面。作为承载互联网络,提供各种数据业务和多媒体业务的电信网面临着新的挑战。光传输网络是电信网的基础传输平台,它在网络结构、通信质量、传输距离和容量上都需要进一步提高,以适应互联网技术和多媒体技术的发展。在全光分组交换网络的节点处,对传输的光分组信号的各种全光处理必不可少。特别是在速率超过40Gbit/s的通信系统中,全光信号处理更是不可避免。全光自同步就是全光网络交换节点处重要的全光处理技术之一。它从到达节点的光分组中提取出代表起始位置的光脉冲,称为标志脉冲,并借以生成各种本地时钟。因为所提取的标志脉冲和原光分组是自同步的,所以派生出的各类时钟可用作光分组网的本地同步时钟。自同步方案的优点包括:高吞吐率,支持不同的比特速率,可以实现光分组的自路由以及能够容忍不同分组间的定时抖动等。基于以上的分析,本文围绕全光自同步、全光逻辑门器件等方面,做了详细的研究,主要研究内容如下:介绍了OPS的基本内容,概括地分析了OPS的原理、网络结构、节点的结构,并阐述了OPS的研究现状和关键技术,重点论述了作为关键技术之一的自同步技术。论述了实现全光自同步时钟提取装置的关键器件——半导体光放大器(SOA),分析了它的特性,包括:物理特性,动态增益特性,并对其驱动电路进行了分析设计。提出了一种基于半导体光放大器(SOA)和延迟干涉仪(DI)的新型自同步装置,分析了其中的关键参数,包括脉冲宽度、DI延时、SOA载流子寿命时间对装置性能的影响。该装置可以应用在光分组交换网络中,用来提取时钟脉冲。提出了一种新型的基于对称SOA-MZI结构的全光或门方案,通过理论分析与数值仿真,较深入地研究了CMZI型全光或门性能。我们对SOA参数和数掘信号参数对该方案的对比度的影响进行了分析和讨论。