专利名称：一种超高速光包交换网的光包压缩和解压缩系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种超高速光包交换网的光包压縮和解压縮系统。
背景技术：
光包交换技术作为未来光通信非常有吸引力的一种技术选择，吸引着越来越多的研究兴趣，特别是由于越来越多的适合数据包交换的线路交换技术的出现和光包交换技术具有调制和码型透明且有非常高的可用带宽的优点。系统制
造商们已经研发出了大规模的电包路由器。大型的可用电包路由器有iooo个输
入/输出口和可以处理40Gbps的线卡。不过，在实现处理40Gbps或者更高速率的信号的超高速电子技术中仍存在着诸多的挑战和困难。由于本地局域网主要处理低速数据包(155 622Mbps)，而连接本地局域网的骨干网，要求是超高速的。早期研究的光交换是基于电路交换的。在这种交换体系中需进行光/电、电/光的转换和进行电信号处理。现在还有一种光包交换技术是欧洲光包交换关键(KEOPS)工程中使用的交换技术，该技术将交换从电域转移到了光域。在所有的光包交换技术中，对光包的压縮和解压縮技术将是一项关键技术，因为对光包的有效压縮和解压縮可以有效地降低光包的冲突概率和提高网络的吞吐量以及降低交换的技术难度和成本。
现有的光包压縮技术主要有
1: H. Toda， F. Nakada， M. Suzuki，A. Hasegawa，在"An optical packetcompressor based on a fiber delay loop"中报道的基于受电光开关控制的光纤回环技术的将重复频率由25MHZ提高到5GHZ，该技术的主要缺点是受限于电开关的开关速度。
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,，，中报道的基于双向光纤延迟线阵列的光包压縮技术，该技术的主要缺点是需要选包器，且光包包头和数据部分是同一速率，这样在交换节点需要超高速的探测器和处理单元。
3: H. Sotobayashi， K. Kitayama, and T. 0zeki， 在"40 Gbit/s photonicpacket compression and decompression by s叩ercontinuum generation,，,中报道的基于超连续产生技术的将4bitlOGbps提高到40Gbps，该技术的主要缺点是输入数据脉冲宽度要足够的窄。
实用新型内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种光包包头提取简单、可适用于各种速率的网络系统中、压縮率可变、易于升级且成本低廉的超高速光包交换网的光包压縮和解压缩系统。
本实用新型的技术解决方案是本实用新型提供了一种超高速光包交换网的光包压縮系统，其特殊之处在于所压縮系统包括IP数据包分割模块、第一光放大器、调制器以及压縮模块；所述第一光放大器和IP数据包分割模块通过调制器相连；所述调制器和压縮模块相连。
上述压縮模块可以是光纤延迟线阵列和合路器组成或者空间延迟和反射镜组成。
一种超高速光包交换网的光包解压縮系统，其特殊之处在于所述解压縮系统包括第二光放大器、分路器、信号提取模块以及探测器；所述第二光放大器和信号提取模块通过分路器相连；所述信号提取模块与探测器相连。
上述信号提取模块可以是半导体光放大器(S0A)的四波混频效应形成的与门、赫兹光非对称解复用器(T0AD)的全光与门、周期极化铌酸锂晶体(PPLN)的全光与门、复式波导结构的全光与门、1550nm Laser Ampl if iers (Fabry-Perotand Distributed Feedback Laser Amplif iers)的全光与门或者SOA-MZI结构的全光与门。
本实用新型的优点是
1、光包包头提取简单、光包头在低速处理的情况下不需要超高速探测器和处理单元。本实用新型经过信号提取模块进行解压縮处理，可以得到原来的光包包头，提取简单，且提取出的包头不会改变包头的原来传输速率，满足光通信中需要在低速率下处理光包头的要求，在低速率下处理包头将不需要超高速探测器和处理单元。
2、 采用低速的电子处理系统控制超高速的光包信号。本实用新型的IP数据包分割是在电域中完成的，压缩是在光域中完成，所以只需要低速的电子处理系统就可以完成。
3、 可适用于各种速率的网络系统中。本实用新型所提供的压縮和解压縮系统对电域的IP数据包速率没有任何特定的要求，而且随着压縮模块每一路的延时不同，可以压縮出不同速率的光包，所以该方案适用于各种速率的网络系统中。
4、压縮率可变、易于升级。本实用新型所提供的压縮模块由光延时阵列和合路器组成或者空间延迟和采用反射镜组成，则只需要改变IP数据包的分割数目和延时阵列的大小以及相应的每一路的光延时就可以改变压縮率。只需要增加延时阵列的大小就可以升级该压縮器，非常易于升级。
5、 成本低廉。本实用新型所提供的压縮和解压縮系统IP数据包分割在低速的电域中完成，压縮器结构简单，解压縮器技术比较成熟，所以整体成本低廉。
6、 易于制造，可光学集成。本实用新型所提供的压縮器由延时阵列和合路器组成，解压縮器由SOA等光学与门实现，这些器件都可以光学集成，且技术成熟，易于制造。
图l为本实用新型压縮系统的结构示意图；图2为本实用新型标准IP数据包和分割后的IP数据包示意图3为本实用新型光包压縮过程结构示意图；图4为本实用新型的压縮原理示意图；图5为本实用新型光包解压縮过程结构示意图；图6为本实用新型解压縮系统的结构示意图。
具体实施方式
参见图l， 一种超高速光包交换网的光包压縮系统，该系统包括IP数据包
分割模块6、第一光放大器5、调制器7以及压縮模块8;第一光放大器5和IP数据包分割模块6通过调制器7相连；调制器7和压縮模块8相连。
参见图2， IP数据包经分割后可以形成包头(head)部分以及净荷部分，同时净荷部分进行等长度分割成净荷分割单元(数据P1、数据P2……数据P8)。
参见图3，光脉冲源产生10Gbps光脉冲经过第一光放大器5放大后经过分路器被分为9路，分别进入10G的调制器7中，同时到达的IP数据包经过IP数据包分割模块6后，包头和净荷部分分开单独存储，净荷部分被分为块分别存储，若包头和净荷分快等长则直接进入调制器7，若不等长则在包头末尾补零使分块和包头等长进入调制器7调制成10G光信号。调制后的光信号进入压縮模块8中进行压縮。
参见图4，经过压縮模块压縮后，光信号压縮成高速率光包信号变为90Gbps光信号。
参见图5，光包到达后经过EDFA放大在经过分路器10被分为9路，同时本地10Gbps光脉冲源触发，经过EDFA放大后经过分路器10被分为9路，分别经过脉冲对准后和光包信号一同注入SOA，利用四波混频效应进行信号解压縮，解压縮后的10Gbps信号经过脉冲整形进入探测器原始信号被恢复。
参见图6， 一种超高速光包交换网的光包的解压縮系统，该系统包括第二光放大器9、分路器IO、信号提取模块11以及探测器12;第二光放大器9和信号提取模块11通过分路器10相连；信号提取模块11与探测器12相连。信号提取模块11可以是S0A的四波混频效应形成的与门、赫兹光非对称解复用器(TOAD)的全光与门、周期极化铌酸锂晶体(PPLN)的全光与门、复式波导结构的全光与门、1550nm Laser Amplifiers (Fabry-Perot and Distributed Feedback LaserAmplifiers)的全光与门或者SOA-MZI结构的全光与门。
光放大器可以是掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)、光纤喇曼放大器(FRA)等各种光放大器。
调制器7可以是电光调制器、声光调制器、电吸收调制器等各种调制器。
权利要求1、一种超高速光包交换网的光包压缩系统，其特征在于所述压缩系统包括IP数据包分割模块、第一光放大器、调制器以及压缩模块；所述第一光放大器和IP数据包分割模块通过调制器相连；所述调制器和压缩模块相连。
2、 根据权利要求1所述的超高速光包交换网的光包压縮系统，其特征在于 所述压縮模块可以是光纤延迟线阵列和合路器组成或者空间延迟和反射镜组 成。
3、 一种超高速光包交换网的光包解压縮系统，其特征在于所述解压縮系 统包括第二光放大器、分路器、信号提取模块以及探测器；所述第二光放大器 和信号提取模块通过分路器相连；所述信号提取模块与探测器相连。
4、 根据权利要求3所述的超高速光包交换网的光包的解压縮系统，其特征 在于所述信号提取模块可以是半导体光放大器(S0A)的四波混频效应形成的 与门、赫兹光非对称解复用器(TOAD)的全光与门、周期极化铌酸锂晶体(PPLN) 的全光与门、复式波导结构的全光与门、1550nm Laser Amplifiers (Fabry-Perot and Distributed Feedback Laser Amplifiers)的全光与门或者SOA-MZI结构 的全光与门。
专利摘要本实用新型涉及一种超高速光包交换网的光包压缩和解压缩系统，该压缩系统包括IP数据包分割模块、第一光放大器、调制器以及压缩模块；第一光放大器和IP数据包分割模块通过调制器相连；调制器和压缩模块相连。本实用新型提供了一种光包包头提取简单、可适用于各种速率的网络系统中、压缩率可变、易于升级且成本低廉的超高速光包交换网的光包压缩和解压缩系统。
文档编号H04Q11/00GK201282542SQ200820030329
公开日2009年7月29日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者张建国, 解宜原, 卫 赵 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所