專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮和解壓縮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮和解壓縮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光包交換技術(shù)作為未來(lái)光通信非常有吸引力的一種技術(shù)選擇，吸引著越來(lái)越多的研究興趣，特別是由于越來(lái)越多的適合數(shù)據(jù)包交換的線路交換技術(shù)的出現(xiàn)和光包交換技術(shù)具有調(diào)制和碼型透明且有非常高的可用帶寬的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)制
造商們已經(jīng)研發(fā)出了大規(guī)模的電包路由器。大型的可用電包路由器有iooo個(gè)輸
入/輸出口和可以處理40Gbps的線卡。不過(guò)，在實(shí)現(xiàn)處理40Gbps或者更高速率的信號(hào)的超高速電子技術(shù)中仍存在著諸多的挑戰(zhàn)和困難。由于本地局域網(wǎng)主要處理低速數(shù)據(jù)包(155 622Mbps)，而連接本地局域網(wǎng)的骨干網(wǎng)，要求是超高速的。早期研究的光交換是基于電路交換的。在這種交換體系中需進(jìn)行光/電、電/光的轉(zhuǎn)換和進(jìn)行電信號(hào)處理。現(xiàn)在還有一種光包交換技術(shù)是歐洲光包交換關(guān)鍵(KEOPS)工程中使用的交換技術(shù)，該技術(shù)將交換從電域轉(zhuǎn)移到了光域。在所有的光包交換技術(shù)中，對(duì)光包的壓縮和解壓縮技術(shù)將是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)閷?duì)光包的有效壓縮和解壓縮可以有效地降低光包的沖突概率和提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量以及降低交換的技術(shù)難度和成本。
現(xiàn)有的光包壓縮技術(shù)主要有
1: H. Toda， F. Nakada， M. Suzuki，A. Hasegawa，在"An optical packetcompressor based on a fiber delay loop"中報(bào)道的基于受電光開(kāi)關(guān)控制的光纖回環(huán)技術(shù)的將重復(fù)頻率由25MHZ提高到5GHZ，該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是受限于電開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度。
2: P. Toliver， K. Deng, I. Glesk， and P. Prucnal， 在"Simultaneousoptical compression and decompression of 100Gb/s OTDM packets using asingle bidirectional optical delay line lattice,，，中報(bào)道的基于雙向光纖延遲線陣列的光包壓縮技術(shù)，該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是需要選包器，且光包包頭和數(shù)據(jù)部分是同一速率，這樣在交換節(jié)點(diǎn)需要超高速的探測(cè)器和處理單元。
3: H. Sotobayashi， K. Kitayama, and T. 0zeki， 在"40 Gbit/s photonicpacket compression and decompression by s叩ercontinuum generation,，,中報(bào)道的基于超連續(xù)產(chǎn)生技術(shù)的將4bitlOGbps提高到40Gbps，該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是輸入數(shù)據(jù)脈沖寬度要足夠的窄。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種光包包頭提取簡(jiǎn)單、可適用于各種速率的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中、壓縮率可變、易于升級(jí)且成本低廉的超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮和解壓縮系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是本實(shí)用新型提供了一種超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮系統(tǒng)，其特殊之處在于所壓縮系統(tǒng)包括IP數(shù)據(jù)包分割模塊、第一光放大器、調(diào)制器以及壓縮模塊；所述第一光放大器和IP數(shù)據(jù)包分割模塊通過(guò)調(diào)制器相連；所述調(diào)制器和壓縮模塊相連。
上述壓縮模塊可以是光纖延遲線陣列和合路器組成或者空間延遲和反射鏡組成。
一種超高速光包交換網(wǎng)的光包解壓縮系統(tǒng)，其特殊之處在于所述解壓縮系統(tǒng)包括第二光放大器、分路器、信號(hào)提取模塊以及探測(cè)器；所述第二光放大器和信號(hào)提取模塊通過(guò)分路器相連；所述信號(hào)提取模塊與探測(cè)器相連。
上述信號(hào)提取模塊可以是半導(dǎo)體光放大器(S0A)的四波混頻效應(yīng)形成的與門(mén)、赫茲光非對(duì)稱(chēng)解復(fù)用器(T0AD)的全光與門(mén)、周期極化鈮酸鋰晶體(PPLN)的全光與門(mén)、復(fù)式波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的全光與門(mén)、1550nm Laser Ampl if iers (Fabry-Perotand Distributed Feedback Laser Amplif iers)的全光與門(mén)或者SOA-MZI結(jié)構(gòu)的全光與門(mén)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
1、光包包頭提取簡(jiǎn)單、光包頭在低速處理的情況下不需要超高速探測(cè)器和處理單元。本實(shí)用新型經(jīng)過(guò)信號(hào)提取模塊進(jìn)行解壓縮處理，可以得到原來(lái)的光包包頭，提取簡(jiǎn)單，且提取出的包頭不會(huì)改變包頭的原來(lái)傳輸速率，滿足光通信中需要在低速率下處理光包頭的要求，在低速率下處理包頭將不需要超高速探測(cè)器和處理單元。
2、 采用低速的電子處理系統(tǒng)控制超高速的光包信號(hào)。本實(shí)用新型的IP數(shù)據(jù)包分割是在電域中完成的，壓縮是在光域中完成，所以只需要低速的電子處理系統(tǒng)就可以完成。
3、 可適用于各種速率的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。本實(shí)用新型所提供的壓縮和解壓縮系統(tǒng)對(duì)電域的IP數(shù)據(jù)包速率沒(méi)有任何特定的要求，而且隨著壓縮模塊每一路的延時(shí)不同，可以壓縮出不同速率的光包，所以該方案適用于各種速率的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。
4、壓縮率可變、易于升級(jí)。本實(shí)用新型所提供的壓縮模塊由光延時(shí)陣列和合路器組成或者空間延遲和采用反射鏡組成，則只需要改變IP數(shù)據(jù)包的分割數(shù)目和延時(shí)陣列的大小以及相應(yīng)的每一路的光延時(shí)就可以改變壓縮率。只需要增加延時(shí)陣列的大小就可以升級(jí)該壓縮器，非常易于升級(jí)。
5、 成本低廉。本實(shí)用新型所提供的壓縮和解壓縮系統(tǒng)IP數(shù)據(jù)包分割在低速的電域中完成，壓縮器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，解壓縮器技術(shù)比較成熟，所以整體成本低廉。
6、 易于制造，可光學(xué)集成。本實(shí)用新型所提供的壓縮器由延時(shí)陣列和合路器組成，解壓縮器由SOA等光學(xué)與門(mén)實(shí)現(xiàn)，這些器件都可以光學(xué)集成，且技術(shù)成熟，易于制造。


圖l為本實(shí)用新型壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)包和分割后的IP數(shù)據(jù)包示意圖3為本實(shí)用新型光包壓縮過(guò)程結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的壓縮原理示意圖；圖5為本實(shí)用新型光包解壓縮過(guò)程結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型解壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖l， 一種超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括IP數(shù)據(jù)包
分割模塊6、第一光放大器5、調(diào)制器7以及壓縮模塊8;第一光放大器5和IP數(shù)據(jù)包分割模塊6通過(guò)調(diào)制器7相連；調(diào)制器7和壓縮模塊8相連。
參見(jiàn)圖2， IP數(shù)據(jù)包經(jīng)分割后可以形成包頭(head)部分以及凈荷部分，同時(shí)凈荷部分進(jìn)行等長(zhǎng)度分割成凈荷分割單元(數(shù)據(jù)P1、數(shù)據(jù)P2……數(shù)據(jù)P8)。
參見(jiàn)圖3，光脈沖源產(chǎn)生10Gbps光脈沖經(jīng)過(guò)第一光放大器5放大后經(jīng)過(guò)分路器被分為9路，分別進(jìn)入10G的調(diào)制器7中，同時(shí)到達(dá)的IP數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)IP數(shù)據(jù)包分割模塊6后，包頭和凈荷部分分開(kāi)單獨(dú)存儲(chǔ)，凈荷部分被分為塊分別存儲(chǔ)，若包頭和凈荷分快等長(zhǎng)則直接進(jìn)入調(diào)制器7，若不等長(zhǎng)則在包頭末尾補(bǔ)零使分塊和包頭等長(zhǎng)進(jìn)入調(diào)制器7調(diào)制成10G光信號(hào)。調(diào)制后的光信號(hào)進(jìn)入壓縮模塊8中進(jìn)行壓縮。
參見(jiàn)圖4，經(jīng)過(guò)壓縮模塊壓縮后，光信號(hào)壓縮成高速率光包信號(hào)變?yōu)?0Gbps光信號(hào)。
參見(jiàn)圖5，光包到達(dá)后經(jīng)過(guò)EDFA放大在經(jīng)過(guò)分路器10被分為9路，同時(shí)本地10Gbps光脈沖源觸發(fā)，經(jīng)過(guò)EDFA放大后經(jīng)過(guò)分路器10被分為9路，分別經(jīng)過(guò)脈沖對(duì)準(zhǔn)后和光包信號(hào)一同注入SOA，利用四波混頻效應(yīng)進(jìn)行信號(hào)解壓縮，解壓縮后的10Gbps信號(hào)經(jīng)過(guò)脈沖整形進(jìn)入探測(cè)器原始信號(hào)被恢復(fù)。
參見(jiàn)圖6， 一種超高速光包交換網(wǎng)的光包的解壓縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第二光放大器9、分路器IO、信號(hào)提取模塊11以及探測(cè)器12;第二光放大器9和信號(hào)提取模塊11通過(guò)分路器10相連；信號(hào)提取模塊11與探測(cè)器12相連。信號(hào)提取模塊11可以是S0A的四波混頻效應(yīng)形成的與門(mén)、赫茲光非對(duì)稱(chēng)解復(fù)用器(TOAD)的全光與門(mén)、周期極化鈮酸鋰晶體(PPLN)的全光與門(mén)、復(fù)式波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的全光與門(mén)、1550nm Laser Amplifiers (Fabry-Perot and Distributed Feedback LaserAmplifiers)的全光與門(mén)或者SOA-MZI結(jié)構(gòu)的全光與門(mén)。
光放大器可以是摻鉺光纖放大器(EDFA)、半導(dǎo)體光放大器(SOA)、光纖喇曼放大器(FRA)等各種光放大器。
調(diào)制器7可以是電光調(diào)制器、聲光調(diào)制器、電吸收調(diào)制器等各種調(diào)制器。
權(quán)利要求1、一種超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮系統(tǒng)，其特征在于所述壓縮系統(tǒng)包括IP數(shù)據(jù)包分割模塊、第一光放大器、調(diào)制器以及壓縮模塊；所述第一光放大器和IP數(shù)據(jù)包分割模塊通過(guò)調(diào)制器相連；所述調(diào)制器和壓縮模塊相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮系統(tǒng)，其特征在于 所述壓縮模塊可以是光纖延遲線陣列和合路器組成或者空間延遲和反射鏡組 成。
3、 一種超高速光包交換網(wǎng)的光包解壓縮系統(tǒng)，其特征在于所述解壓縮系 統(tǒng)包括第二光放大器、分路器、信號(hào)提取模塊以及探測(cè)器；所述第二光放大器 和信號(hào)提取模塊通過(guò)分路器相連；所述信號(hào)提取模塊與探測(cè)器相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超高速光包交換網(wǎng)的光包的解壓縮系統(tǒng)，其特征 在于所述信號(hào)提取模塊可以是半導(dǎo)體光放大器(S0A)的四波混頻效應(yīng)形成的 與門(mén)、赫茲光非對(duì)稱(chēng)解復(fù)用器(TOAD)的全光與門(mén)、周期極化鈮酸鋰晶體(PPLN) 的全光與門(mén)、復(fù)式波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的全光與門(mén)、1550nm Laser Amplifiers (Fabry-Perot and Distributed Feedback Laser Amplifiers)的全光與門(mén)或者SOA-MZI結(jié)構(gòu) 的全光與門(mén)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮和解壓縮系統(tǒng)，該壓縮系統(tǒng)包括IP數(shù)據(jù)包分割模塊、第一光放大器、調(diào)制器以及壓縮模塊；第一光放大器和IP數(shù)據(jù)包分割模塊通過(guò)調(diào)制器相連；調(diào)制器和壓縮模塊相連。本實(shí)用新型提供了一種光包包頭提取簡(jiǎn)單、可適用于各種速率的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中、壓縮率可變、易于升級(jí)且成本低廉的超高速光包交換網(wǎng)的光包壓縮和解壓縮系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK201282542SQ200820030329
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者張建國(guó), 解宜原, 衛(wèi) 趙 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所