RU2289207C1 - Interface for transferring discrete information through optical channel - Google Patents

Interface for transferring discrete information through optical channel Download PDF

Info

Publication number
RU2289207C1
RU2289207C1 RU2005114468/09A RU2005114468A RU2289207C1 RU 2289207 C1 RU2289207 C1 RU 2289207C1 RU 2005114468/09 A RU2005114468/09 A RU 2005114468/09A RU 2005114468 A RU2005114468 A RU 2005114468A RU 2289207 C1 RU2289207 C1 RU 2289207C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
input
output
information
transmitting
Prior art date
Application number
RU2005114468/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Яковлевич Яковлев (RU)
Михаил Яковлевич Яковлев
Владимир Николаевич Цуканов (RU)
Владимир Николаевич Цуканов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество ЦНИТИ "Техномаш-ВОС" (ЗАО ЦНИТИ "Техномаш-ВОС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество ЦНИТИ "Техномаш-ВОС" (ЗАО ЦНИТИ "Техномаш-ВОС") filed Critical Закрытое акционерное общество ЦНИТИ "Техномаш-ВОС" (ЗАО ЦНИТИ "Техномаш-ВОС")
Priority to RU2005114468/09A priority Critical patent/RU2289207C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2289207C1 publication Critical patent/RU2289207C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

FIELD: systems for transferring discrete asynchronous information through fiber-optics or open optical channel; channel level of transfer system (sublevel of medium access control).
SUBSTANCE: transferred bits of information are converted into optical signals using the number of transferred bits of information. These signals are multiplexed in optical range by delays for defined time intervals and by changing wave-length, and grouped optical signal is forwarded to the transfer channel. On the receiving end of transfer channel the optical signal is demultiplexed, signal parts are delayed for defined time intervals and detect. Transferred bytes of information are put to output buffer register using synchronizing signal, which is transferred simultaneously with informational bits. Unlike known interfaces, the proposed interface does not have numerous coding and decoding, grouping of transferred messages into frames, etc. Due to these facts, useful information transfer speed is increased; noise immunity is improved, especially in impulse noise environment and outer mechanical and climate factors.
EFFECT: increased noise immunity in impulse noise environment.
3 cl, 5 dwg, 2 tbl

Description

Интерфейс представляет совокупность унифицированных устройств, связей и сигналов, посредством которых производится связь источника и приемника информации.The interface is a set of unified devices, communications and signals through which the communication of the source and receiver of information.

Изобретение представляет собой способ и устройство и относится к области систем передачи информации, измерительной техники, телеметрии и оптоэлектроники и может быть использовано для систем передачи дискретной асинхронной информации по оптическому волоконному кабелю или открытому оптическому каналу и касается канального уровня организации системы передачи (подуровня управления доступом к среде).The invention is a method and device and relates to the field of information transmission systems, measuring equipment, telemetry and optoelectronics and can be used for transmission of discrete asynchronous information via an optical fiber cable or an open optical channel and relates to the channel level of the organization of the transmission system (access control sublevel to environment).

Известны интерфейсы (способы и устройства) для передачи дискретной (цифровой) информации по оптическим каналам, такие как:Known interfaces (methods and devices) for transmitting discrete (digital) information via optical channels, such as:

- согласно ITU-T, протокол G.703;- according to ITU-T, G.703 protocol;

- Ethernet (IEEE 802.3);- Ethernet (IEEE 802.3);

- Fast Ethernet (IEEE 802.3u);- Fast Ethernet (IEEE 802.3u);

- Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z);- Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z);

- Fibre Channel (FC-PH);- Fiber Channel (FC-PH);

- FDDI (IEEE 802.2);- FDDI (IEEE 802.2);

- ATM (SONET) и др.- ATM (SONET), etc.

Суть интерфейсов заключается в том, что информация от различных источников информации оцифровывается при помощи аналого-цифровых преобразователей, объединяется временными мультиплексорами в один структурированный поток. Данные из параллельного кода преобразуются в последовательный код. Полученные последовательности бит группируют в цифровые потоки, которые могут иметь различную степень иерархии, причем цифровые потоки высшей степени иерархии объединяют потоки низшей степени иерархии. Эти цифровые потоки на передающем конце линии передачи для повышения помехозащищенности кодируют и кадрируют. Каждый кадр (блок) имеет служебные поля, поле данных, а также поля сигналов синхронизации. На физическом уровне кадры линейно кодируют (двухуровневым кодом) для передачи по оптическому каналу передачи и преобразуют при помощи передающих оптических модулей в последовательность оптических импульсов. На приемном конце линии передачи производят обратные преобразования.The essence of the interfaces is that information from various sources of information is digitized using analog-to-digital converters, combined by time multiplexers into one structured stream. Data from parallel code is converted to serial code. The resulting bit sequences are grouped into digital streams, which can have varying degrees of hierarchy, with digital streams of a higher degree of hierarchy combining streams of a lower degree of hierarchy. These digital streams at the transmitting end of the transmission line encode and frame to increase the noise immunity. Each frame (block) has service fields, data field, as well as fields of synchronization signals. At the physical level, frames are linearly encoded (with a two-level code) for transmission over the optical transmission channel and converted using optical transmitting modules into a sequence of optical pulses. At the receiving end of the transmission line, inverse transforms are performed.

Для протокола G.703, низшую степень иерархии как для американских, так и для европейских плезиохронных систем передачи информации имеет основной цифровой канал (ОЦК) - это цифровой сигнал нулевого уровня со скоростью 64 кбит/с (Digital Signal of level 0 или DS0). Более высокую степень иерархии имеют цифровые потоки первого уровня DS1 (со скоростью 1544 кбит/с) для американских систем и Е1 (со скоростью 2048 кбит/с) для европейских систем, потоки уровней 2, 3, 4, 5 (DS2, DS3, DS4, DS5 или Е2, Е3, Е4, Е5).For the G.703 protocol, the lowest degree of hierarchy for both American and European plesiochronous information transmission systems has the main digital channel (BCC) - this is a digital signal of zero level at a speed of 64 kbit / s (Digital Signal of level 0 or DS0). Higher hierarchy have digital streams of the first level DS1 (with a speed of 1544 kbit / s) for American systems and E1 (with a speed of 2048 kbit / s) for European systems, streams of levels 2, 3, 4, 5 (DS2, DS3, DS4 , DS5 or E2, E3, E4, E5).

Для синхронных систем передачи (SDH) с интерфейсом АТМ, SONET и др. низший уровень иерархии имеет поток STM-0 (Synchronous Transport Module of level 0, соответствует SONET ОС-1). Более высокий уровень иерархии имеют потоки STM-1, STM-2 и так далее до STM-256 (для SONET соответственно STS-1, STS-2 и так далее до STS-768). Потоки разбиваются на виртуальные контейнеры (фреймы или трибы). При этом цифровой поток кодируется одним из интерфейсных кодов, обычно это трехуровневый код HDB3 (High-Density Bipolar code of order 3). Для передачи по оптическому каналу производится линейное перекодирование, как правило, двухуровневое. Обычно для оптических каналов передачи используют коды CMI, MCMI, mbnb, NRZ [1].For synchronous transmission systems (SDH) with an ATM, SONET, etc. interface, the lowest hierarchy level is STM-0 (Synchronous Transport Module of level 0, corresponding to SONET OS-1). The higher hierarchy levels are streams STM-1, STM-2, and so on up to STM-256 (for SONET, respectively, STS-1, STS-2, and so on up to STS-768). Streams are divided into virtual containers (frames or tribes). In this case, the digital stream is encoded by one of the interface codes, usually a three-level HDB3 (High-Density Bipolar code of order 3) code. For optical channel transmission, linear recoding is performed, as a rule, two-level. Typically, optical transmission channels use the codes CMI, MCMI, mbnb, NRZ [1].

На приемном конце происходят обратные преобразования.At the receiving end, inverse transforms occur.

К основным недостаткам рассмотренных интерфейсов следует отнести:The main disadvantages of the considered interfaces include:

- увеличенная вероятность потери достоверности передаваемых сообщений из-за многочисленных кодовых преобразований;- increased probability of loss of reliability of transmitted messages due to numerous code transformations;

- сложное оборудование, включающее преобразователи параллельного кода в последовательный и обратно, контроллеры канала, быстродействующую двухпортовую оперативную память, микроконтроллеры, электронный коммутатор, другие сложные узлы.- sophisticated equipment, including converters of parallel code to serial and vice versa, channel controllers, high-speed dual-port RAM, microcontrollers, electronic switch, and other complex nodes.

Известно устройство и способ [2], реализующие интерфейс по протоколу G.703 согласно ITU-T, для передачи дискретной информации.A device and method [2] are known that implement the interface according to the G.703 protocol according to ITU-T for transmitting discrete information.

Способ заключается в том, что основные информационные потоки уровня DS0 мультиплексируют (объединяют) в информационные потоки уровня DS1, которые еще раз мультиплексируют (объединяют в один поток), преобразуют стыковой код HDB3 в линейный код, модулируют оптическое излучение, направляют это излучение в оптический канал связи, преобразуют на приемном конце канала передачи оптическое излучение в электрический ток, усиливают электрические сигналы, преобразуют линейный код в стыковой уровня DS1, демультиплексируют сигналы уровня DS1 в сигналы уровня DS0.The method consists in the fact that the main information flows of the DS0 level are multiplexed (combined) into the information flows of the DS1 level, which are once again multiplexed (combined into one stream), convert the HDB3 butt code into a linear code, modulate the optical radiation, direct this radiation into the optical channel communications, convert optical radiation at the receiving end of the transmission channel into electric current, amplify electrical signals, convert the linear code to the DS1 interface layer, demultiplex DS1 level signals into level signals Nya DS0.

Устройство содержит электронные мультиплексоры основных информационных потоков уровня DS0 в информационный поток уровня DS1 в коде HDB3; электронный мультиплексор потоков уровня DS1 и преобразователь стыкового кода HDB3 в линейный код, блок согласования излучателя с выходом устройства преобразования кода, излучатель оптического сигнала (лазер или светоизлучающий диод), блок стабилизации выходной оптической мощности излучателя и стабилизации температуры, фотодетектор, источник электрического напряжения смещения для фотодетектора, широкополосный усилитель электрического сигнала, выделяемого в нагрузке фотодетектора, преобразователь линейного кода в коды DS1, демультиплексоры, преобразующие сигналы DS1 в сигналы уровня DS0, оптические разъемы и оптический кабель.The device contains electronic multiplexers of the main information flows of the DS0 level to the information stream of the DS1 level in HDB3 code; an electronic DS1 level stream multiplexer and an HDB3 butt-to-line code converter, an emitter matching unit with a code conversion device output, an optical signal emitter (laser or light emitting diode), an emitter optical output stabilization and temperature stabilization unit, a photo detector, a bias voltage source for a photodetector, a broadband amplifier of an electric signal emitted in the load of a photodetector, a linear code to DS1 code converter, a demultiple sors, converting the signals into signals DS0 DS1 level, optical connectors and optical cable.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Информационные сигналы в параллельном коде поступают на входы мультиплексоров, объединяющих их в цифровые потоки нулевого уровня иерархии DS0. Потоки DS0 мультиплексором первого уровня иерархии объединяются в потоки типа DS1, которые объединяются мультиплексором второго уровня иерархии в единый поток HDB3, поступающий на вход преобразователя стыкового кода HDB3 в линейный код. Линейный код подается на вход излучателя через согласующее устройство. Излучатель через оптические соединители направляет оптический информационный сигнал, представляющий собой линейный двухуровневый код, в волоконно-оптический тракт (ВОТ). На выходе ВОТ установлен фотоприемник, соединенный с демультиплексорами, преобразующими линейный код в коды DS1 и DS0.Information signals in parallel code are fed to the inputs of multiplexers, combining them into digital streams of the zero level of the DS0 hierarchy. DS0 streams by the first hierarchy level multiplexer are combined into DS1 type streams, which are combined by the second hierarchy level multiplexer into a single stream HDB3, which is input to the HDB3 line-code converter. The linear code is fed to the input of the emitter through a matching device. The emitter through optical connectors directs the optical information signal, which is a linear two-level code, to the fiber optic path (BOT). A photodetector is installed at the BOT output, connected to demultiplexers that convert the linear code to DS1 and DS0 codes.

Рассмотренные способ и устройство имеют следующие недостатки:The considered method and device have the following disadvantages:

- при каждом преобразовании кодов увеличивается вероятность появления битов, пораженных ошибками;- with each code conversion, the probability of the appearance of bits affected by errors increases;

- для передачи информации необходимо сложное оборудование, включающее мультиплексоры и демультиплексоры уровней DS0 и DS1, другие сложные узлы.- for the transmission of information requires sophisticated equipment, including multiplexers and demultiplexers of the DS0 and DS1 levels, and other complex nodes.

Известны другой способ и устройство для передачи дискретной информации по оптическому каналу связи [3, рис.1], реализующие интерфейс АТМ (SONET).There is another method and device for transmitting discrete information through an optical communication channel [3, Fig. 1], which implement the ATM interface (SONET).

Способ заключается в том, что параллельные дискретные данные преобразуют в последовательный код, в этот код замешивают синхроимпульсы, преобразуют этот код в линейный, модулируют кодом излучение лазерного диода, направляют в оптический канал передачи, детектируют на приемном конце, усиливают и ограничивают по уровню преобразованные в электрическую форму сигналы, восстанавливают сигналы синхронизации и дискретные данные, преобразуют последовательность битов в параллельный вид представления информации.The method consists in converting parallel discrete data into a serial code, mixing clock pulses into this code, converting this code into linear, modulating the laser diode code, sending it to the optical transmission channel, detecting at the receiving end, amplifying and limiting the level converted to electrical signals, restore synchronization signals and discrete data, convert a sequence of bits into a parallel view of information.

Устройство содержит фотодиод, трансимпедансный усилитель, усилитель-ограничитель, узел восстановления синхронизации и данных, последовательно-параллельный преобразователь, параллельно-последовательный преобразователь с синтезатором синхроимпульсов, драйвер лазера, лазерный диод.The device comprises a photodiode, a transimpedance amplifier, a limiter amplifier, a synchronization and data recovery unit, a serial-parallel converter, a parallel-serial converter with a sync pulse synthesizer, a laser driver, a laser diode.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Информация, подготовленная для передачи по оптическому каналу, поступает в виде параллельного кода на параллельно-последовательный преобразователь со встроенным синтезатором синхроимпульсов, который преобразует параллельный код в последовательный и смешивает образовавшийся цифровой поток с сигналами синхронизации. Лазерный диод преобразует электрический цифровой поток в оптический сигнал и направляет его в оптический канал передачи. Параллельно-последовательный преобразователь со встроенным синтезатором синхроимпульсов выполнен на микросхеме типа МАХ3691, а драйвер лазера на микросхеме МАХ3667. Микросхема МАХ3691 содержит 4-разрядный параллельный регистр данных, фазовый детектор, регистр сдвига, выходной согласующий усилитель [4]. Преобразование параллельного кода в последовательный осуществляется при помощи регистра сдвига, в который переносится информация из входного регистра. Сдвиг информации в регистре сдвига производится сигналами с выхода фазового детектора, выделяющего сигналы синхронизации. Драйвер лазера обеспечивает стабильность рабочей точки лазера, осуществляет мониторинг мощности лазерного излучения. С выхода лазера информация поступает в оптический канал передачи.The information prepared for transmission through the optical channel is transmitted in the form of a parallel code to a parallel-serial converter with an integrated sync pulse synthesizer, which converts the parallel code into serial and mixes the resulting digital stream with synchronization signals. The laser diode converts the electric digital stream into an optical signal and directs it to the optical transmission channel. A parallel-serial converter with an integrated clock synthesizer is made on a MAX3691 chip, and the laser driver is on a MAX3667 chip. The MAX3691 microcircuit contains a 4-bit parallel data register, a phase detector, a shift register, an output matching amplifier [4]. Conversion of a parallel code into a serial one is carried out using a shift register, into which information from the input register is transferred. The shift of information in the shift register is carried out by the signals from the output of the phase detector, which emits synchronization signals. The laser driver ensures the stability of the laser operating point, monitors the power of laser radiation. From the laser output, information enters the optical transmission channel.

На выходе канала передачи устанавливается фотодиод, выходные сигналы которого усиливаются трансимпедансным усилителем, затем усилителем ограничителем и передаются на схему восстановления синхронизации и данных (СВСД). Усилитель-ограничитель со встроенной СВСД реализован в микросхеме типа МАХ 3675 [5]. С выхода МАХ3675 сигналы синхронизации и данных подаются на входы микросхемы МАХ3681.A photodiode is installed at the output of the transmission channel, the output signals of which are amplified by a transimpedance amplifier, then by a limiter amplifier, and transmitted to a synchronization and data recovery circuit (SIDS). The amplifier-limiter with built-in SFSD is implemented in a chip type MAX 3675 [5]. From the output of MAX3675, synchronization and data signals are fed to the inputs of the MAX3681 chip.

Микросхема МАХ3681 представляет собой последовательно-параллельный преобразователь [6]. Микросхема содержит два регистра: 4-разрядный регистр сдвига и 4-разрядный параллельный регистр. Данные поступают на вход регистра сдвига, а с его выходов по сигналам синхронизации записываются в первый порт параллельного регистра. С выходов второго порта параллельного регистра информация поступает потребителю.The MAX3681 chip is a series-parallel converter [6]. The microcircuit contains two registers: a 4-bit shift register and a 4-bit parallel register. Data is fed to the input of the shift register, and from its outputs, according to the synchronization signals, they are written to the first port of the parallel register. From the outputs of the second port of the parallel register information is sent to the consumer.

Недостатками устройства и способа являются:The disadvantages of the device and method are:

- сложная система синхронизации, даже небольшой джиттер (колебания фазы импульсов синхронизации) может привести к потере информации;- a complex synchronization system, even a small jitter (phase oscillation of the synchronization pulses) can lead to loss of information;

- ненадежные схемы преобразования параллельного кода в последовательные и обратно, подверженные воздействию импульсных помех;- unreliable schemes for converting parallel code to serial and vice versa, subject to the effects of impulse noise;

- схемы преобразования не могут быть использованы в устройствах телеметрии подвижных объектов с высоким уровнем электромагнитных наводок от силовых агрегатов, подверженных воздействию таких внешних факторов, как перепады температуры, влажности, давления, ударов и вибраций.- conversion schemes cannot be used in telemetry devices of moving objects with a high level of electromagnetic interference from power units exposed to such external factors as temperature, humidity, pressure, shock, and vibration.

Известны еще один способ и устройство, реализующее интерфейс АТМ (SONET) синхронных систем передачи (SDH), для передачи дискретной информации по оптическому каналу, описанные в [7 и 8].Another method and device is known that implements the ATM interface (SONET) of synchronous transmission systems (SDH) for transmitting discrete information over an optical channel, described in [7 and 8].

Способ заключается в формировании оптических импульсов путем синхронизации лазера эталонным таймером SDH, усилении оптических импульсов, разветвлении их в N каналов, модуляции оптических импульсов в каждом канале линейным кодом технологии SDH, задержке оптических импульсов в каналах передачи на время T·N/I, где Т - период импульсной последовательности, N - количество каналов, I - номер канала (I=1÷N), объединении импульсов в единый поток, усилении группового сигнала, направлении потока в канал передачи информации, временном демультиплексировании оптического сигнала и выделении частоты синхронизации.The method consists in generating optical pulses by synchronizing the laser with a standard SDH timer, amplifying optical pulses, branching them into N channels, modulating optical pulses in each channel with a linear SDH technology code, delaying optical pulses in transmission channels for a time T · N / I, where T - period of the pulse sequence, N - number of channels, I - channel number (I = 1 ÷ N), combining pulses into a single stream, amplifying a group signal, the direction of the stream to the information transfer channel, temporary demultiplexing optical signal and the allocation of the synchronization frequency.

Устройство содержит лазер с синхронизацией мод, синхронизируемый эталонным таймером систем SDH, направляющий оптические импульсы через оптический усилитель в оптический разветвитель с матрицей передачи 1Х8. Выходы разветвителя соединены с входами оптического объединителя с матрицей передачи 8Х1 через последовательно подключенные оптические модуляторы и оптические линии задержки, причем управляющие входы модуляторов соединены с выходами эталонного таймера систем SDH. Выход объединителя соединен с оптическим каналом передачи через оптический усилитель, на выходе оптического канала передачи установлен временной демультиплексор, синхронизируемый устройством синхронизации.The device contains a mode-locked laser, synchronized by a standard timer of SDH systems, directing optical pulses through an optical amplifier to an optical splitter with a 1X8 transmission matrix. The outputs of the splitter are connected to the inputs of the optical combiner with a transmission matrix 8X1 through series-connected optical modulators and optical delay lines, and the control inputs of the modulators are connected to the outputs of the reference timer of SDH systems. The output of the combiner is connected to the optical transmission channel through an optical amplifier, and a temporary demultiplexer synchronized by the synchronization device is installed at the output of the optical transmission channel.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Лазер с синхронизацией мод синхронизируется от эталонного таймера мультиплексируемых эталонных систем SDH. Поток оптических импульсов с длительностью τ и периодом следования Т через оптический усилитель подается на оптический разветвитель, пространственно разделяющий световой поток на восемь равных частей, каждая из которых поступает на оптические модуляторы. С выхода каждого из модуляторов излучение проходит через соответствующие отрезки оптических волокон, играющих роль оптической линии задержки. При этом время задержки с выхода 1-го модулятора выбирается очень малым, будем считать его равным нулю. После выхода 2-го модулятора оптические импульсы задерживаются на 1/8 Т, и т.д., а после восьмого модулятора - на время 7/8 Т. С выхода всех модуляторов потоки поступают на входы сумматора, с выхода которого объединенный групповой поток после усиления в оптическом усилителе подается в линию передачи (т.е. в оптический канал). Для компенсации потерь (если это необходимо) в линию может быть применен промежуточный оптический усилитель. С выхода линии оптический групповой сигнал усиливается усилителем и подается на оптический временной демультиплексор, синхронизируемый с помощью устройства синхронизации. В устройстве использованы полностью оптические элементы - лазер, оптические разветвители, модуляторы, выполненные на основе электрооптических кристаллов из LiNbO3, оптические усилители и оптические линии задержки.A mode-locked laser is synchronized from the reference timer of multiplexed SDH reference systems. A stream of optical pulses with a duration of τ and a repetition period T is fed through an optical amplifier to an optical splitter that spatially divides the light flux into eight equal parts, each of which is fed to optical modulators. From the output of each of the modulators, the radiation passes through the corresponding segments of optical fibers playing the role of an optical delay line. In this case, the delay time from the output of the 1st modulator is chosen very small, we will consider it equal to zero. After the output of the 2nd modulator, the optical pulses are delayed by 1/8 T, etc., and after the eighth modulator - by 7/8 T. From the output of all modulators, the flows are fed to the inputs of the adder, from the output of which the combined group stream after gain in the optical amplifier is fed into the transmission line (i.e., into the optical channel). To compensate for losses (if necessary), an intermediate optical amplifier can be used in the line. From the output of the line, the optical group signal is amplified by an amplifier and fed to an optical time demultiplexer, synchronized using a synchronization device. The device uses fully optical elements - a laser, optical splitters, modulators based on electro-optical crystals of LiNbO 3 , optical amplifiers and optical delay lines.

Недостатки способа и устройства связаны с тем, что сигналы синхронизации связаны с алгоритмами кодирования. Без кодирования при передаче группы логических "0" синхронизация будет потеряна из-за отсутствия оптических импульсов на приемном конце линии передачи. В связи с этим, неспособность работать в условиях подвижных объектов для передачи телеметрической информации, так как система становится чувствительной к импульсным электромагнитным помехам, джиттеру фазы синхронизации, зависимости задержек в электронных узлах схем синхронизации от изменения внешней температуры.The disadvantages of the method and device are related to the fact that synchronization signals are associated with encoding algorithms. Without coding, when transmitting a logical “0” group, synchronization will be lost due to the absence of optical pulses at the receiving end of the transmission line. In this regard, the inability to work in conditions of moving objects for transmitting telemetric information, since the system becomes sensitive to pulsed electromagnetic interference, jitter of the synchronization phase, the dependence of the delays in the electronic nodes of the synchronization circuits on changes in external temperature.

Кроме того, необходимость замешивать сигналы синхронизации в структурированный цифровой поток, необходимость уравнивания передаваемых единиц и нулей, чтобы не потерять синхронизацию, ведет к повышению избыточности и, следовательно, к уменьшению скорости передачи полезной информации.In addition, the need to mix synchronization signals into a structured digital stream, the need to equalize the transmitted units and zeros so as not to lose synchronization, leads to an increase in redundancy and, therefore, to a decrease in the transmission rate of useful information.

Многочисленные перекодировки приводят к повышению стоимости оборудования, особенно для высокоскоростных каналов передачи.Numerous transcodes increase the cost of equipment, especially for high-speed transmission channels.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому способу и устройству является способ и устройство, описанное в [9] и реализующее интерфейсы PDH и SDH.Closest to the technical solution to the proposed method and device is the method and device described in [9] and that implements PDH and SDH interfaces.

Способ заключается в следующем.The method is as follows.

Информация от М различных источников (телевизионных камер, микрофонов, датчиков и др.) аналого-цифровыми преобразователями представляется в параллельном коде. При помощи цифрового коммутатора и специальных кодеров, осуществляющих помехоустойчивое кодирование, N-разрядные цифровые данные от М источников в параллельном коде преобразуются в битовую последовательность - структурированный цифровой поток. Этот поток при помощи блока временного группообразования разбивается на отдельные блоки (фреймы/трибы) PDH требуемого уровня иерархии, которые блоком мультиплексирования SDH формируются в модули STM-N (с заголовком, с секционным, мультиплексным, путевым и интерфейсным кодированием). Модули STM-N линейно кодируются и модулируют источник оптического излучения. При необходимости параллельной передачи нескольких модулей STM-N оптическое излучение мультиплексируется по длине волны при помощи волнового оптического мультиплексора. Групповой оптический сигнал направляется в волоконно-оптический канал передачи. На выходе канала передачи оптические сигналы демультиплексируют, фотодетектируют, преобразуют физическую последовательность STM-N в логическую импульсную последовательность, выделяют из нее композитные сигналы (трибы) требуемого уровня PDH. Групповые сигналы (трибы) PDH разбирают до требуемого уровня, выделяют нужные тайм-слоты, декодируют и восстанавливают сигналы в исходном виде, в виде байт информации в параллельном коде.Information from M various sources (television cameras, microphones, sensors, etc.) by analog-to-digital converters is presented in parallel code. Using a digital switch and special encoders that perform noise-resistant coding, N-bit digital data from M sources in parallel code is converted into a bit sequence - a structured digital stream. This stream, using the temporary grouping unit, is divided into separate PDH blocks (frames / tribes) of the required hierarchy level, which are formed by the SDH multiplexing unit into STM-N modules (with a header, with sectional, multiplexed, path and interface coding). STM-N modules are linearly encoded and modulate the optical radiation source. If parallel transmission of several STM-N modules is necessary, the optical radiation is multiplexed along the wavelength using a wave optical multiplexer. A group optical signal is sent to a fiber optic transmission channel. At the output of the transmission channel, the optical signals are demultiplexed, photodetected, the physical sequence STM-N is converted into a logical pulse sequence, composite signals (tribes) of the required PDH level are extracted from it. The PDH group signals (tribes) are disassembled to the required level, the necessary time slots are allocated, the signals are decoded and restored in the original form, in the form of bytes of information in the parallel code.

Устройство содержит М передающих блоков, соединенных с М приемными блоками через последовательно установленные оптический объединитель с матрицей передачи М Х 1 (волновой мультиплексор), оптические усилители, волоконно-оптический канал передачи, оптический спектрально-селективный разветвитель с матрицей передачи 1 Х М (волновой демультиплексор).The device contains M transmitting units connected to M receiving units through sequentially mounted optical combiner with a transmission matrix M X 1 (wave multiplexer), optical amplifiers, fiber-optic transmission channel, optical spectrally selective coupler with a transmission matrix 1 X M (wave demultiplexer )

Каждый из М передающих блоков содержит каналообразующий блок, блок временного группообразования, блок согласования уровней, мультиплексор SDH, преобразующий физическую импульсную последовательность в логическую последовательность STM-N, блок линейного кодирования, оптический передающий модуль.Each of the M transmitting units contains a channel-forming unit, a temporary grouping unit, a level matching unit, an SDH multiplexer that converts a physical pulse sequence into an STM-N logical sequence, a linear coding unit, an optical transmitting module.

Каждый из М приемных блоков содержит приемный оптический модуль, преобразователь физической последовательности в логическую импульсную последовательность, демультиплексор SDH, блок разборки группового сигнала (триба) PDH, декодер, преобразующий ИКМ-последовательность в выходной сигнал.Each of the M receiving blocks contains a receiving optical module, a converter of the physical sequence into a logical pulse sequence, an SDH demultiplexer, a PDH group signal disassembling unit (tribe), a decoder that converts the PCM sequence into an output signal.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Каналообразующий блок объединяет данные, поступающие на его входы (каналы), и кодирует их. Для объединения сигналов используется временной мультиплексор, основным узлом которого является коммутатор. Коммутатор последовательно подключает каждый входной канал на определенный временной интервал (тайм-слот) к выходу. Сформированный таким образом поток выборок от разных входных каналов для повышения помехозащищенности кодируется и направляется в канал связи. На приемной стороне демультиплексор с помощью аналогичного коммутатора, фильтров нижних частот и декодера выделяет отдельные выборки из группового сигнала и распределяет их по соответствующим каналам. Важно то, что коммутаторы на передающей и приемной сторонах должны работать синхронно, т.е. должны быть синхронизированы.The channel-forming unit combines the data arriving at its inputs (channels) and encodes them. To combine the signals, a time multiplexer is used, the main node of which is the switch. The switch sequentially connects each input channel for a specific time interval (time slot) to the output. The stream of samples thus formed from different input channels is encoded and sent to the communication channel to increase the noise immunity. On the receiving side, the demultiplexer, using a similar switch, low-pass filters and a decoder, extracts individual samples from the group signal and distributes them along the corresponding channels. It is important that the switches on the transmitting and receiving sides must work synchronously, i.e. must be synchronized.

Процесс синхронизации сводится к вставке или дополнительного (синхронизирующего или выравнивающего) бита, или группы бит, после m выборок, либо организации более сложной повторяющейся структуры в потоке выборок, включающей m выборок и k полей определенной длины или выравнивающих бит. Эта структура фиксирована и носит название кадр, или фрейм, или "цикл". Несколько фреймов могут объединяться в еще более общую структуру, называемую "сверхцикл".The synchronization process is reduced to the insertion of either an additional (synchronizing or equalizing) bit, or group of bits, after m samples, or organizing a more complex repeating structure in the sample stream, including m samples and k fields of a certain length or equalizing bits. This structure is fixed and is called a frame, or frame, or "cycle". Several frames can be combined into an even more general structure called a "supercycle".

На верхних уровнях иерархии используется внутренняя побитовая синхронизация, при которой мультиплексор сам выравнивает скорости входных потоков путем добавления нужного числа выравнивающих бит в каналы с относительно меньшими скоростями передачи. Эти биты затем удаляются при демультиплексировании на приемной стороне для восстановления исходной цифровой последовательности. Такой процесс передачи получил название плезиохронного (т.е. почти синхронного), а цифровая иерархия соответственно название плезиохронной цифровой иерархии ПЦИ (PDH).At the upper levels of the hierarchy, internal bitwise synchronization is used, in which the multiplexer itself aligns the input stream velocities by adding the necessary number of equalizing bits to channels with relatively lower transmission rates. These bits are then deleted by demultiplexing at the receiving side to restore the original digital sequence. Such a transmission process was called plesiochronous (i.e., almost synchronous), and the digital hierarchy, respectively, is the name of the plesiochronous digital hierarchy PDI (PDH).

Сигналы ПЦИ поступают через блок согласования уровней в мультиплексор SDH.The PDI signals are fed through the level matching unit to the SDH multiplexer.

Мультиплексоры SDH (SONET) рассчитаны на поддержку только тех каналов доступа, скорость передачи которых соответствует объединенному стандартному ряду иерархий PDH, а именно: 1,5; 2; 6; 34; 45; 140 Мбит/с, или T1, E1, T2, Е3, Т3, Е4. Цифровые потоки сигналов, скорость передачи которых соответствует этому ряду, называются трибами PDH или компонентными сигналами, а сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей SONET/SDH, - трибами SONET/SDH.SDH multiplexers (SONET) are designed to support only those access channels whose transmission speed corresponds to the integrated standard series of PDH hierarchies, namely: 1.5; 2; 6; 34; 45; 140 Mbps, or T1, E1, T2, E3, T3, E4. Digital signal streams, the transmission speed of which corresponds to this series, are called PDH tribes or component signals, and signals whose transmission speed corresponds to the standard SONET / SDH series of speeds are called SONET / SDH tribes.

Трибы PDH упаковываются в модуль STM-N так, чтобы их можно было вывести в нужном месте. Для этого модуль должен иметь вид контейнера стандартного размера, имеющего заголовок, где собраны все необходимые для его управления и маршрутизации сведения. Внутренняя емкость модуля должна быть достаточна для размещения полезной нагрузки - однотипных контейнеров меньшего размера, которые также должны иметь заголовок и полезную нагрузку и т.д. (по принципу последовательных вложений или инкапсуляции). Контейнер используется для переноса информации, т.е. является логическим, а не физическим объектом, поэтому его называют виртуальным контейнером. Итак, одна из функций мультиплексора SDH упаковка трибов в стандартные помеченные контейнеры, размеры которых определяются уровнем триба в иерархии PDH.PDH tribes are packaged in the STM-N module so that they can be displayed in the right place. For this, the module should be in the form of a standard-size container with a header, which contains all the information necessary for its management and routing. The internal capacity of the module should be sufficient to accommodate the payload - smaller containers of the same type, which should also have a header and payload, etc. (by the principle of sequential investments or encapsulation). A container is used to carry information, i.e. is a logical and not a physical object, therefore it is called a virtual container. So, one of the functions of the SDH multiplexer is the packing of tribes into standard labeled containers, the sizes of which are determined by the level of the tribe in the PDH hierarchy.

Виртуальные контейнеры объединяются в группы. Контейнеры нижних уровней мультиплексируются и используются в качестве полезной нагрузки контейнеров верхних уровней, которые, в свою очередь, служат полезной нагрузкой контейнера самого верхнего уровня - фрейма STM-1. Такое группирование осуществляется по жесткой синхронной схеме, при которой место отдельного контейнера в поле для размещения нагрузки строго фиксировано. Из нескольких фреймов могут быть составлены новые (более крупные) образования - мультифреймы. В результате возможных различий в типе составляющих контейнеров и временных флуктуации в процессе загрузки фрейма положение контейнеров внутри мультифрейма может изменяться, что может привести к ошибке при вводе/выводе контейнера. Для устранения этого факта на каждый виртуальный контейнер заводится указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера на карте поля, отведенного под полезную нагрузку. Указатель дает контейнеру некоторую степень свободы, т.е. возможность "плавать" под действием непредвиденных временных задержек, но при этом гарантирует, что он не будет потерян.Virtual containers are grouped together. The lower level containers are multiplexed and used as the payload of the upper level containers, which, in turn, serve as the payload of the container of the highest level - the STM-1 frame. Such grouping is carried out according to a rigid synchronous scheme, in which the place of an individual container in the field to accommodate the load is strictly fixed. From several frames, new (larger) formations - multiframes can be composed. As a result of possible differences in the type of constituent containers and temporary fluctuations during the loading of the frame, the position of the containers inside the multiframe may change, which may lead to an error during the input / output of the container. To eliminate this fact, a pointer is set up for each virtual container containing the actual address of the start of the virtual container on the map of the field allocated for the payload. The pointer gives the container some degree of freedom, i.e. the ability to "swim" under the influence of unforeseen time delays, but at the same time ensures that it will not be lost.

Мультиплексор SDH присваивает контейнерам указатель, позволяющий устранить противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения контейнера внутри поля полезной нагрузки. Хотя размеры контейнеров различны, а емкость контейнеров верхних уровней достаточно велика, может оказаться так, что она все равно недостаточна, либо под нагрузку лучше выделить несколько контейнеров меньшего размера. Для этого в SDH технологии предусмотрена возможность сцепления или стыковки контейнеров (составление нескольких контейнеров вместе в одну структуру, называемую составным контейнером или сцепкой). Составной контейнер рассматривается (с точки зрения размещения нагрузки) как один большой контейнер.The SDH multiplexer assigns a pointer to containers, which eliminates the contradiction between the fact of processing synchronization and a possible change in the position of the container inside the payload field. Although the sizes of the containers are different, and the capacity of the containers of the upper levels is quite large, it may turn out that it is still insufficient, or it is better to select several smaller containers under load. To do this, the SDH technology provides for the possibility of coupling or docking containers (composing several containers together into one structure, called a composite container or coupler). A composite container is considered (in terms of load placement) as one large container.

Контейнеры являются первыми элементами в номенклатуре элементов иерархии SDH. К контейнеру добавляется маршрутный (или трактовый) заголовок. В результате он превращается в виртуальный контейнер VC уровня n, т.е. VC-n. Существуют следующие виртуальные контейнеры: VC-1, VC-2 - виртуальные контейнеры нижних уровней 1 или 2 и VC-3, VC-4 - виртуальные контейнеры верхних уровней 3 или 4, формат которых определяется формулой: РОН + PL, где РОН - маршрутный заголовок; PL - полезная нагрузка. Виртуальные контейнеры VC-1, VC-3 уровней 1, 3 разбиваются на виртуальные контейнеры подуровней nm, т.е. VC-nm, а именно: VC-1 разбивается на VC-11 и VC-12, VC-3 разбивается на VC-31 и VC-32.Containers are the first elements in the list of elements in the SDH hierarchy. A route (or path) header is added to the container. As a result, it turns into a virtual container of VC level n, i.e. Vc-n. The following virtual containers exist: VC-1, VC-2 - virtual containers of the lower levels 1 or 2 and VC-3, VC-4 - virtual containers of the upper levels 3 or 4, the format of which is determined by the formula: RON + PL, where RON is the route heading PL is the payload. Virtual containers VC-1, VC-3 of levels 1, 3 are divided into virtual containers of sublevels nm, i.e. VC-nm, namely: VC-1 is divided into VC-11 and VC-12, VC-3 is divided into VC-31 and VC-32.

Сформированная в результате мультиплексирования цифровая двоично-кодированная ИКМ последовательность подается в канал связи, на входе которого используется устройство сопряжения и передатчик (оптический передающий модуль). Учитывая, что канал передачи оптический, полученную последовательность приходится еще по крайней мере дважды перекодировать для оптимизации ее прохождения через линию связи. Для этого в устройстве используется блок линейного кодирования.The digital binary-coded PCM sequence generated as a result of multiplexing is fed into the communication channel, at the input of which the interface device and transmitter (optical transmitting module) are used. Given that the transmission channel is optical, the resulting sequence has to be re-encoded at least twice to optimize its passage through the communication line. For this, a linear coding unit is used in the device.

Поток бит, полученный в результате квантования и двоичного кодирования (кодификации), оптимален только с точки зрения уменьшения ошибок квантования, но не пригоден для передачи по каналу связи по ряду причин, основные из которых следующие:The bit stream obtained as a result of quantization and binary coding (codification) is optimal only from the point of view of reducing quantization errors, but is not suitable for transmission over a communication channel for a number of reasons, the main of which are as follows:

- выходной цифровой поток имеет широкий спектр, что затрудняет его передачу по каналу связи и синхронизацию,- the output digital stream has a wide range, which complicates its transmission over the communication channel and synchronization,

- спектр сигнала имеет низкочастотные составляющие, которые могут интерферировать с такими же составляющими передаваемого сигнала,- the signal spectrum has low-frequency components that can interfere with the same components of the transmitted signal,

- спектр сигнала содержит большую постоянную составляющую, усложняющую фильтрацию напряжения сети питания.- the signal spectrum contains a large constant component, complicating the filtering of the supply voltage.

Для оптимизации спектра сигнала, подаваемого в линию связи, используется так называемое линейное кодирование. Оно должно обеспечить:To optimize the spectrum of the signal supplied to the communication line, the so-called linear coding is used. It should provide:

- минимальную спектральную плотность на нулевой частоте,- minimum spectral density at zero frequency,

- легкое выделение тактовой частоты передаваемого сигнала на фоне непрерывной части спектра,- easy allocation of the clock frequency of the transmitted signal against the background of the continuous part of the spectrum,

- непрерывный спектр должен быть достаточно узкополосньм для передачи через канал связи без искажений,- the continuous spectrum should be narrow enough for transmission through the communication channel without distortion,

- малую избыточность,- low redundancy,

- минимально возможные длины блоков повторяющихся символов ("1" или "0") и диспаритетность (неравенство числа элементов "1" и "0" в кодовых комбинациях).- the minimum possible lengths of blocks of repeating characters ("1" or "0") and disparity (inequality in the number of elements "1" and "0" in code combinations).

Для двоичного кодирования число уровней входного сигнала m=2, а число уровней выходного сигнала n может быть 2 (двухуровневое кодирование) или 3 (трехуровневое кодирование). Двухуровневое кодирование может быть однополярным (+1, 0) и двухполярным или симметричным (+1, -1); трехуровневое - однополярным (+2, +1, 0) и двухполярным (+1, 0, -1). Оптические линии связи требуют однополярных методов кодирования. Для ограничения длины блоков повторяющихся символов типа "11...11" или "00...00" используется инверсия ("обращение" или незапланированное (преднамеренное) изменение) полярности импульсов регулярной кодовой последовательности. Наряду с инверсией иногда используются вставки (дополнительные символы определенной полярности), позволяющие сохранить паритет кодовой комбинации. Алгоритмы кодирования описываются направленным графом состояний, отражающим множество всех возможных состояний и переходов из одного состояния в другое.For binary coding, the number of input signal levels is m = 2, and the number of output signal levels n can be 2 (two-level encoding) or 3 (three-level encoding). Two-level coding can be unipolar (+1, 0) and bipolar or symmetric (+1, -1); three-level - unipolar (+2, +1, 0) and bipolar (+1, 0, -1). Optical communication lines require unipolar coding techniques. To limit the length of blocks of repeating symbols of the type "11 ... 11" or "00 ... 00", an inversion ("reversal" or an unplanned (intentional) change) of the pulse polarity of the regular code sequence is used. Along with inversion, inserts (additional characters of a certain polarity) are sometimes used to preserve the parity of the code combination. Coding algorithms are described by a directional state graph that reflects the set of all possible states and transitions from one state to another.

Оптические импульсы с выхода передающего оптического модуля направляются на входной оптический полюс волнового мультиплексора, представляющего собой оптический объединитель с матрицей передачи N Х 1, где N - количество объединяемых цифровых потоков, сформированных рассмотренным выше способом.Optical pulses from the output of the transmitting optical module are directed to the input optical pole of the wave multiplexer, which is an optical combiner with a transmission matrix N X 1, where N is the number of combined digital streams generated by the method described above.

Мощный оптический усилитель (бустер), оптический линейный усилитель и оптический предусилитель необязательные блоки, осуществляющие усиление оптической цифровой последовательности до уровня, требуемого для создания необходимого общего бюджета мощности в оптическом канале передачи.A powerful optical amplifier (booster), an optical linear amplifier, and an optical preamplifier are optional units that amplify the optical digital sequence to the level required to create the necessary total power budget in the optical transmission channel.

На выходе канала передачи установлен волновой демультиплексор или спектрально-селективный разветвитель. Цифровые оптические потоки, выделенные демультиплексором, обрабатываются в обратном порядке.A wave demultiplexer or a spectrally selective splitter is installed at the output of the transmission channel. Digital optical streams allocated by the demultiplexer are processed in the reverse order.

Оптический фотоприемник осуществляет прием сигнала.An optical photodetector receives a signal.

Преобразователь физической последовательности в логическую импульсную последовательность, эквивалентную модулю STM-N, выполняет все необходимые обратные преобразования по декодированию интерфейсного кода и интерпретации заголовков: секционного, мультиплексного и путевого (трактового).The converter of the physical sequence into a logical pulse sequence equivalent to the STM-N module performs all the necessary inverse transformations to decode the interface code and interpret the headers: sectional, multiplexed, and path (path).

Демультиплексор SDH осуществляет логическую декомпозицию импульсной последовательности модуля STM-N и выделение компонентных сигналов (трибов) требуемого уровня иерархии PDH.The SDH demultiplexer performs logical decomposition of the pulse sequence of the STM-N module and extracts component signals (tribes) of the required level of the PDH hierarchy.

Блок разборки группового сигнала (фрейма/триба) PDH принятого уровня иерархии до требуемого, например Е1, выделяет нужные тайм-слоты.The disassembling unit of the group signal (frame / tribe) PDH of the received hierarchy level to the required one, for example E1, selects the necessary time slots.

Декодер преобразует ИКМ-последовательность в выходной сигнал, для этого производится помехоустойчивое декодирование и восстановление дискретизированного, квантованного и кодифицированного сигнала.The decoder converts the PCM sequence into an output signal; for this, noise-resistant decoding and reconstruction of the sampled, quantized, and codified signal is performed.

Недостатки рассмотренных способа и устройства связаны с многочисленными перекодировками. Это:The disadvantages of the considered method and device are associated with numerous transcodes. It:

- низкая помехозащищенность,- low noise immunity,

- сложность и дороговизна,- complexity and high cost,

- низкая скорость передачи полезной информации,- low transmission rate of useful information,

- повышенная избыточность сообщений.- increased message redundancy.

Предложенные способ и устройство решают задачи повышения помехозащищенности и достоверности передаваемой информации, упрощения и понижения стоимости, повышения скорости передачи полезной информации, сокращения избыточности передаваемых сигналов.The proposed method and device solves the problem of increasing the noise immunity and reliability of the transmitted information, simplifying and lowering the cost, increasing the transmission rate of useful information, reducing the redundancy of the transmitted signals.

Сущность изобретения заключается в том, чтоThe essence of the invention lies in the fact that

1. В способе для передачи дискретной информации по оптическому каналу, заключающемся в том, что М N-разрядных цифровых данных в параллельном коде мультиплексируют (объединяют) в групповую битовую последовательность, преобразуют в оптические импульсы, направляют в оптический канал связи, на другом конце канала связи преобразуют в электрические импульсы и демультиплексируют (разуплотняют), мультиплексирование (объединение) и демультиплексирование (разуплотнение) производят в оптическом диапазоне путем задержки на фиксированные промежутки времени и преобразования длины волны оптического излучения.1. In the method for transmitting discrete information on an optical channel, which consists in the fact that M N-bit digital data in a parallel code is multiplexed (combined) into a group bit sequence, converted into optical pulses, sent to an optical communication channel, at the other end of the channel the bonds are converted into electrical impulses and demultiplexed (decompress), multiplexing (combining) and demultiplexing (decompression) are performed in the optical range by delaying a fixed interval and time and converting wavelength of optical radiation.

2. В устройство, содержащее М передающих блоков, соединенных с М приемными блоками через последовательно установленные оптический объединитель с матрицей передачи М Х 1, оптический соединитель, волоконно-оптический тракт, второй оптический соединитель, оптический спектрально-селективный разветвитель с матрицей передачи 1 Х М, причем каждый из М передающих блоков содержит N передающих оптических модулей, а каждый из М приемных блоков содержит N приемных оптических модулей,2. To a device containing M transmitting units connected to M receiving units through sequentially mounted optical combiner with a transmission matrix M X 1, an optical connector, a fiber optic path, a second optical connector, an optical spectrally selective coupler with a transmission matrix 1 X M and each of the M transmitting blocks contains N transmitting optical modules, and each of the M receiving blocks contains N receiving optical modules,

- введены М приемопередающих оптических модулей, связывающих выходные оптические полюса М передающих блоков и входные оптические полюса оптического объединителя, М приемопередающих оптических модулей, связывающих выходные оптические полюса спектрально-селективного разветвителя и входные оптические полюса М приемных блоков;- M transceiving optical modules connecting the output optical poles of M transmitting units and the input optical poles of the optical combiner, M transceiving optical modules connecting the output optical poles of a spectrally selective splitter and the input optical poles of M receiving units have been introduced;

- в передающие блоки введены входной буферный N разрядный регистр, на входной порт которого подаются информационные биты (данные), управляющий вход которого связан с устройством синхронизации, выходной порт буферного регистра связан с управляющими входами N передающих оптических модулей, (N+1)-й передающий оптический модуль, управляющий вход которого подключен к выходу устройства синхронизации, оптический объединитель с матрицей передачи (N+1)Х1, входные оптические полюса которого подключены к выходным оптическим полюсам передающих оптических модулей через волоконно-оптические линии задержки, а выходной оптический полюс является выходом передающего блока;- the input buffer N bit register is entered into the transmitting blocks, the information bits (data) are fed to its input port, the control input of which is connected to the synchronization device, the output port of the buffer register is connected to the control inputs of N transmitting optical modules, (N + 1) a transmitting optical module, the control input of which is connected to the output of the synchronization device, an optical combiner with a transmission matrix (N + 1) X1, the input optical poles of which are connected to the output optical poles of the transmitting optical FIR modules through a fiber optic delay line and the output terminal is the output of the optical transmitter unit;

- в приемные блоки введены оптический разветвитель с матрицей передачи 1Х(N+1), входной оптический полюс которого является входом приемного блока, а выходные оптические полюса соединены с оптическими входными полюсами фотоприемных модулей через волоконно-оптические линии задержки, выходной буферный N разрядный регистр, D-триггер, формирователь импульсов, устройство временной задержки, причем входной порт буферного регистра подключен к выходам N первых фотоприемных модулей, вход управления регистра подключен к выходу формирователя импульсов и входу устройства временной задержки, соединенного своим выходом с входом сброса D-триггера, вход данных D-триггера соединен с уровнем логической единицы, тактовый вход D-триггера соединен с выходом (N+1)-го фотоприемного модуля, а выходной порт буферного регистра соединен с приемником информации.- an optical splitter with a transmission matrix 1X (N + 1) is introduced into the receiving blocks, the input optical pole of which is the input of the receiving block, and the output optical poles are connected to the optical input poles of the photodetector modules via fiber-optic delay lines, the output buffer N bit register, D-trigger, pulse shaper, time delay device, wherein the input port of the buffer register is connected to the outputs of the N first photodetector modules, the control input of the register is connected to the output of the pulse shaper ow and the input of the time delay device connected by its output to the reset input of the D-trigger, the data input of the D-trigger is connected to the logic unit level, the clock input of the D-trigger is connected to the output of the (N + 1) -th photodetector module, and the output port of the buffer register connected to the receiver of information.

На фиг.1 изображена структурная схема передающего блока устройства, реализующего предложенные способ и устройство.Figure 1 shows a structural diagram of a transmitting unit of a device that implements the proposed method and device.

Передающий блок состоит из:The transmitting unit consists of:

- входного буферного двухпортового N-разрядного регистра 1,- input buffer two-port N-bit register 1,

- устройства синхронизации 2,- synchronization devices 2,

- (N+1)полупроводниковых лазерных передающих модулей 3,- (N + 1) semiconductor laser transmitting modules 3,

- (N+1)волоконно-оптических линий задержки 4,- (N + 1) fiber optic delay lines 4,

- оптического объединителя 5 с матрицей передачи (N+1)X1.- optical combiner 5 with a transmission matrix (N + 1) X1.

Передающий блок работает следующим образом:The transmitting unit operates as follows:

Цифровые данные, подготовленные для передачи по волоконно-оптическому каналу передачи в виде N-разрядного слова, подаются на входной порт входного буферного регистра 1. Запись данных, вывод сохраненных данных в выходной порт и отключение состояния высокого импеданса выходного порта регистра 1 производится выходным сигналом устройства синхронизации 2, причем запись производится по переднему фронту импульса, отключение третьего состояния и вывод данных по уровню сигнала синхронизации.Digital data prepared for transmission via a fiber-optic transmission channel in the form of an N-bit word is fed to the input port of the input buffer register 1. Data is written, the stored data is output to the output port, and the high impedance state of the output port of register 1 is turned off by the output signal of the device synchronization 2, and recording is performed on the leading edge of the pulse, disabling the third state and outputting data on the level of the synchronization signal.

Выводы выходного порта регистра 1 и выход устройства синхронизации 2 подключены к управляющим входам полупроводниковых лазерных передающих модулей 3. Первые N модулей передающих модулей 3 управляются данными выходного порта регистра 1. (N+1)-й модуль управляется устройством синхронизации. Все полупроводниковые лазерные передающие модули могут работать на одной и той же длине волны оптического излучения.The outputs of the output port of the register 1 and the output of the synchronization device 2 are connected to the control inputs of the semiconductor laser transmitting modules 3. The first N modules of the transmitting modules 3 are controlled by the data of the output port of the register 1. The (N + 1) th module is controlled by the synchronization device. All semiconductor laser transmitting modules can operate at the same wavelength of optical radiation.

Полупроводниковые лазерные передающие модули 3 преобразуют электрические сигналы в оптические и направляют эти сигналы на входные полюса набора волоконно-оптических задержек 4. Оптический сигнал синхронизации (Iс) задерживается (N+1)-й линией задержки и имеет минимальную, определяемую длиной соединительных кабелей, задержку. Будем считать ее равной 0. Оптический сигнал, промодулированный первым (младшим) битом информации (I1) задерживается первой линией задержки на время Δt, второй бит информации задерживается второй линией задержки - на время 2Δt и так далее. Оптический сигнал, промодулированный последним (самым старшим) N-м битом информации, задерживается на время · NΔt.The semiconductor laser transmitting modules 3 convert the electrical signals into optical and direct these signals to the input poles of the set of fiber-optic delays 4. The optical synchronization signal (I s ) is delayed by the (N + 1) -th delay line and has a minimum, determined by the length of the connecting cables, a delay. We will consider it equal to 0. The optical signal modulated by the first (least significant) bit of information (I 1 ) is delayed by the first delay line for a time Δt, the second bit of information is delayed by the second delay line - for a time 2Δt, and so on. The optical signal modulated by the last (oldest) Nth bit of information is delayed by the time · NΔt.

Выходные полюса набора волоконно-оптических линий задержки 4 подключены к входным полюсам оптического объединителя 5. Объединитель формирует групповой оптический сигнал, направляемый на выход передающего блока.The output poles of the set of fiber-optic delay lines 4 are connected to the input poles of the optical combiner 5. The combiner generates a group optical signal directed to the output of the transmitting unit.

На эпюрах, представленных на фиг.2, проиллюстрирован процесс формирования группового оптического сигнала на примере передачи 4-разрядного шестнадцатеричного числа 0АН=1010В с помощью предложенного передающего блока.The diagrams presented in figure 2 illustrates the process of generating a group optical signal by the example of transmitting a 4-bit hexadecimal number 0AN = 1010V using the proposed transmitting unit.

Электрические информационные сигналы (D1...D4) и сигнал синхронизации (Uc) на входах передающих лазерных оптических модулей 3 представлены на эпюрах "а". Оптические информационные сигналы (I1...I4) и оптический сигнал синхронизации (Iс) на выходах набора задержек 4 представлены на эпюрах "b". Сигнал синхронизации (Iс) имеет минимальную задержку, ее можно принять равной 0. Первый бит информации (I1) задерживается на время Δt. Второй бит информации (I2) задерживается на время 2Δt, третий - на время 3Δt, четвертый - на время 4Δt. На эпюре "с" представлен групповой оптический сигнал на выходном полюсе объединителя 5. Все сигналы формируются на одной и той же длине волны оптического излучения.The electrical information signals (D 1 ... D 4 ) and the synchronization signal (U c ) at the inputs of the transmitting laser optical modules 3 are shown in diagrams “a”. The optical information signals (I 1 ... I 4 ) and the optical synchronization signal (I c ) at the outputs of the set of delays 4 are shown in diagrams “b”. The synchronization signal (I s ) has a minimum delay, it can be taken equal to 0. The first bit of information (I 1 ) is delayed by the time Δt. The second bit of information (I 2 ) is delayed by 2Δt, the third by 3Δt, and the fourth by 4Δt. In diagram "c" a group optical signal is presented at the output pole of combiner 5. All signals are generated at the same wavelength of optical radiation.

На фиг.3 изображена структурная схема приемного блока рассматриваемого устройства.Figure 3 shows the structural diagram of the receiving unit of the device in question.

Приемный блок состоит из оптического разветвителя 6 с матрицей передачи 1 Х N, набора волоконно-оптических линий задержки 7 из (N+1) линий задержки, набора из (N+1) фотоприемных модулей 8, выходного двухпортового N-разрядного буферного регистра 9, D-триггера 10, формирователя импульсов 11, устройства временной задержки 12.The receiving unit consists of an optical splitter 6 with a transmission matrix 1 X N, a set of fiber-optic delay lines 7 of (N + 1) delay lines, a set of (N + 1) photodetector modules 8, an output two-port N-bit buffer register 9, D-trigger 10, pulse shaper 11, time delay device 12.

Приемный блок работает следующим образом:The receiving unit operates as follows:

Групповой оптический сигнал попадает на входной оптический полюс разветвителя 6 с матрицей передачи 1X(N+1).The group optical signal hits the input optical pole of the splitter 6 with the transmission matrix 1X (N + 1).

Выходные полюса разветвителя 6 подключены к входным оптическим полюсам набора волоконно-оптических линий задержки 7, состоящего из (N+1) линий задержки. Набор линий задержки 7 конструктивно аналогичен набору 4, находящемуся в передающем блоке, но в канале синхронизации задержка максимальна и равна (Δt·N-τ), где τ - интервал времени, учитывающий быстродействие используемой компонентной базы. В канале передачи первого бита информации (I1) задержка равна Δt·(N-1), второго - Δt·(N-2) и так далее. Старший бит информации имеет минимальную задержку, принимаем ее равной 0. Выходные полюсы линий задержки 7 подключены к оптическим входам набора фотоприемных модулей 8, состоящего из (N-1) модулей. Электрические выходы фотоприемных модулей (1÷N) соединены с линиями входного порта буферного регистра 9. Выход (N+1)-ого фотоприемного модуля подключен к тактовому входу D-триггера 8, вход данных которого подключен к напряжению с уровнем логической единицы. По фронту сигнала на тактовом входе на выходе триггера 8 появляется ступенька напряжения. Эта ступенька подается на формирователь импульсов 11, который по переднему фронту сигнала на своем входе вырабатывает импульс, длительностью равный длительности сигнала синхронизации. Этот импульс направляется на вход синхронизации, управления выходом и отключения высокоимпендансного (третьего) состояния выходов выходного порта регистра 9 и на устройство временной задержки 12.The output poles of the splitter 6 are connected to the input optical poles of a set of fiber optic delay lines 7, consisting of (N + 1) delay lines. The set of delay lines 7 is structurally similar to the set 4 located in the transmitting unit, but in the synchronization channel, the delay is maximum and equal to (Δt · N-τ), where τ is the time interval that takes into account the speed of the used component base. In the transmission channel of the first bit of information (I 1 ), the delay is Δt · (N-1), the second is Δt · (N-2), and so on. The most significant bit of information has a minimum delay, we take it equal to 0. The output poles of the delay lines 7 are connected to the optical inputs of the set of photodetector modules 8, consisting of (N-1) modules. The electrical outputs of the photodetector modules (1 ÷ N) are connected to the lines of the input port of the buffer register 9. The output of the (N + 1) -th photodetector module is connected to the clock input of the D-trigger 8, the data input of which is connected to a voltage with a logic level of one. On the edge of the signal at the clock input at the output of the trigger 8 appears a voltage step. This step is supplied to the pulse shaper 11, which generates a pulse at the leading edge of the signal at its input that is equal to the duration of the synchronization signal. This pulse is directed to the input synchronization, control the output and turn off the high-impedance (third) state of the outputs of the output port of the register 9 and the device time delay 12.

По конструкции регистр 9 аналогичен регистру 5, находящемуся в передающем блоке. Запись информации в регистр 9 производится по переднему фронту импульса, вырабатываемого формирователем 11, а отключение третьего состояния выходного порта и вывод в выходной порт записанных данных по его уровню.By design, register 9 is similar to register 5 located in the transmitting unit. Information is recorded in register 9 on the leading edge of the pulse generated by the driver 11, and the third state of the output port is turned off and the recorded data is output to the output port by its level.

В момент наличия сигнала синхронизации с выхода формирователя 11 на управляющем входе регистра 9 на его выходах устанавливаются данные, которые считываются потребителями информации.At the time of the presence of the synchronization signal from the output of the shaper 11 at the control input of the register 9 at its outputs are set data that is read by consumers of information.

Импульс с выхода устройства временной задержки 12 спустя интервал времени больший, чем N(2Δt+tc), где tc - длительность импульса синхронизации, сбрасывает триггер 10 в исходное состояние, для приема нового блока информации.The pulse from the output of the time delay device 12 after a time interval longer than N (2Δt + t c ), where t c is the duration of the synchronization pulse, resets trigger 10 to its original state to receive a new block of information.

Прием информации приемным блоком иллюстрируется на примере передачи 4-разрядного слова данных, который рассмотрен выше, с помощью эпюр, представленных на фиг.4.The reception of information by the receiving unit is illustrated by the example of transmitting a 4-bit data word, which is discussed above, using the diagrams presented in figure 4.

Оптический групповой сигнал на входе разветвителя 6 повторяет сигнал на выходе объединителя 5 (см. эпюру "с" на фиг.2) и изображен на эпюре "а" см. фиг.4. Форма выходных сигналов разветвителя 6 повторяет форму группового оптического сигнала на его входе. Выходные полюса оптического разветвителя 6 оптически связаны с входными оптическими полюсами набора волоконно-оптических линий задержки 7. Выходные оптические полюса линий задержки 7 соединены с оптическими входными полюсами набора фотоприемных модулей 8. Оптические групповые сигналы с выхода разветвителя преобразуются фотоприемньми модулями в электрическую форму. Эпюры электрических сигналов на выходе фотоприемных модулей представлены на эпюрах "b" и "с". На эпюрах "b" изображены сигналы в информационных каналах, на эпюре "с" - сигналы в тракте синхронизации. В канале передачи первого бита информации сигналы задерживаются на время 3Δt, второго бита - 2Δt, третьего бита - Δt. В канале передачи четвертого бита информации сигналы практически не задерживаются. Сигналы в тракте синхронизации задерживаются на время (4Δt-τ). Первым в групповом сигнале следует импульс синхронизации, этот импульс передним фронтом устанавливает на выходе триггера 10 сигнал логической единицы. Форма этого сигнала приведена на эпюре "d". Выходной сигнал триггера 10 запускает своим фронтом формирователь импульсов 11, управляющий записью данных в регистр 9 и состоянием выходных линий этого регистра. Форма выходного импульса формирователя 11 представлена на эпюре "е". Время срабатывания триггера 10 и формирователя импульсов 11 учитывается составляющей времени задержки в тракте синхронизации - τ.The optical group signal at the input of the splitter 6 repeats the signal at the output of the combiner 5 (see diagram "c" in figure 2) and is shown on the diagram "a" see figure 4. The shape of the output signals of the splitter 6 repeats the shape of the group optical signal at its input. The output poles of the optical splitter 6 are optically connected to the input optical poles of the set of fiber optic delay lines 7. The output optical poles of the delay lines 7 are connected to the optical input poles of the set of photodetector modules 8. The optical group signals from the output of the splitter are converted by the photodetector modules into electrical form. Plots of electrical signals at the output of the photodetector modules are shown in plots "b" and "c". Plots "b" show signals in the information channels, and plots "c" show signals in the synchronization path. In the transmission channel of the first bit of information, the signals are delayed by 3Δt, the second bit by 2Δt, and the third bit by Δt. In the transmission channel of the fourth bit of information, the signals are practically not delayed. The signals in the synchronization path are delayed for a time (4Δt-τ). The first in the group signal is a synchronization pulse, this pulse with a rising edge sets the output of the trigger 10 signal of a logical unit. The waveform of this signal is shown in diagram "d". The output signal of the trigger 10 triggers its front pulse generator 11, which controls the recording of data in the register 9 and the state of the output lines of this register. The shape of the output pulse of the shaper 11 is presented on the plot "e". The response time of the trigger 10 and the pulse shaper 11 is taken into account the component of the delay time in the synchronization path - τ.

Как следует из эпюр "b" и "е" импульс на выходе формирователя 11 "защелкивает" в регистре 9 полубайт информации, см. эпюру "f". Этот полубайт устанавливается на выходных линиях регистра и может быть считан. Как следует из эпюр, выходные данные буферного регистра 9, полученные по оптическому каналу передачи, совпадают с отправленными (см. эпюру "а" на фиг.2).As follows from diagrams “b” and “e”, the pulse at the output of the former 11 “latches” half a byte of information in register 9, see diagram “f”. This nibble is set on the register output lines and can be read. As follows from the diagrams, the output data of the buffer register 9 received on the optical transmission channel coincide with the sent data (see diagram "a" in figure 2).

Импульс, задержанный устройством временной задержки 12, после окончания группового оптического сигнала сбрасывает триггер 10 в исходное состояние.The pulse delayed by the time delay device 12, after the end of the group optical signal, resets the trigger 10 to its original state.

На фиг.5 изображена структурная схема всего устройства, реализующего предложенные способ и устройство (интерфейс).Figure 5 shows the structural diagram of the entire device that implements the proposed method and device (interface).

Устройство состоит из М передающих блоков 13, рассмотренных выше, первой группы из М приемопередающих оптических модулей 14, оптического объединителя 15 с матрицей передачи М Х 1, выходной оптический полюс которого через соединитель 16 подключен к входному оптическому полюсу волоконно-оптического тракта 17, выходной оптический полюс которого соединен с входным оптическим полюсом спектрально-селективного разветвителя 18с матрицей передачи 1 Х М при помощи оптического соединителя 19, второй группы из М приемопередающих оптических модулей 20, М приемных блоков 21, рассмотренных выше.The device consists of M transmitting units 13, discussed above, the first group of M transceiving optical modules 14, an optical combiner 15 with a transmission matrix M X 1, the output optical pole of which is connected through the connector 16 to the input optical pole of the fiber optic path 17, the output optical the pole of which is connected to the input optical pole of a spectrally selective coupler 18 with a transmission matrix 1 X M using an optical connector 19, the second group of M transceiving optical modules 20, M p iemnyh units 21 discussed above.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Групповые цифровые оптические потоки информации от М передающих блоков 13 поступают на входные оптические полюса М приемопередающих полупроводниковых оптических модулей 14. Работа передающих блоков была рассмотрена выше. Каждый приемопередающий модуль состоит из приемного и передающего оптических модулей, причем выход приемного оптического модуля соединен с входом передающего оптического модуля. Принимается оптический сигнал с одной длиной волны излучения, а передается с другой, характерной для каждого из М потоков данных. Выходные оптические полюса приемопередающих модулей соединены с входными оптическими полюсами оптического объединителя 15, объединяющего их в единый информационный поток. Спектр этого потока состоит из М спектральных каналов, соответствующих стандартному ряду. Единый информационный поток направляется через оптический соединитель 16 в волоконно-оптический тракт 17, и далее через оптический соединитель 19 на входной оптический полюс спектрально-селективного разветвителя 18. Спектрально-селективный разветвитель 18 выполняет роль коммутатора, распределяющего единый информационный поток между потребителями (абонентами) в зависимости от длины волны оптического сигнала. Локальные оптические информационные потоки направляются на входы М приемо-передающих модулей 20, необходимых для восстановления требуемого отношения сигнал/шум (восстановления энергетического баланса). Выходные оптические полюса приемопередающих модулей 20 соединены с входными оптическими полюсами М приемных блоков 21, работа которых рассмотрена выше. Выходное излучение модулей 20 может быть с одной и той же длиной волны.Group digital optical information flows from the M transmitting units 13 are fed to the input optical poles of the M transceiver semiconductor optical modules 14. The operation of the transmitting units was discussed above. Each transceiver module consists of a receiving and transmitting optical module, and the output of the receiving optical module is connected to the input of the transmitting optical module. An optical signal with one radiation wavelength is received, and transmitted with another, characteristic of each of the M data streams. The output optical poles of the transceiver modules are connected to the input optical poles of the optical combiner 15, combining them into a single information stream. The spectrum of this stream consists of M spectral channels corresponding to the standard series. A single information stream is routed through the optical connector 16 to the fiber optic path 17, and then through the optical connector 19 to the input optical pole of the spectrally selective coupler 18. The spectrally selective coupler 18 acts as a switch that distributes a single information stream between consumers (subscribers) in depending on the wavelength of the optical signal. Local optical information flows are directed to the inputs of the M transceiver modules 20 necessary to restore the required signal-to-noise ratio (restore energy balance). The output optical poles of the transceiver modules 20 are connected to the input optical poles M of the receiving units 21, the operation of which is discussed above. The output radiation of the modules 20 may be of the same wavelength.

Рассмотренное устройство, реализующее предложенные способ и устройство, имеет следующие преимущества по сравнению с устройством-прототипом.The considered device that implements the proposed method and device has the following advantages compared to the prototype device.

1. Лучшая помехозащищенность при наличии импульсных помех, так как в устройстве минимальное количество электронных узлов, отсутствуют узлы электронного преобразования параллельного кода в последовательный и обратно с использованием сдвиговых регистров, подверженных импульсным помехам.1. The best noise immunity in the presence of impulse noise, since the device has a minimum number of electronic nodes, there are no nodes for the electronic conversion of a parallel code to a serial one and vice versa using shift registers subject to impulse noise.

2. Простота конструкции электронных узлов по сравнению с устройствами прототипами меньше и они более простые, следовательно, более низкая стоимость всего устройства.2. The simplicity of the design of electronic components compared to prototype devices is less and they are simpler, therefore, the lower cost of the entire device.

3. Более высокая скорость передачи информации за счет возможности параллельной передачи нескольких байт информации и меньшей избыточности сообщений.3. Higher speed of information transfer due to the possibility of parallel transmission of several bytes of information and less redundancy of messages.

Рассмотрим пример для сравнения скорости передачи полезной информации с помощью предложенного интерфейса и интерфейса Fibre Channel (FC).Consider an example for comparing the transfer rate of useful information using the proposed interface and the Fiber Channel (FC) interface.

Пусть дискретная информацию передается по оптическому каналу передачи с одной из стандартных скоростей для интерфейса FC - 1,06 Гбит/с.Let the discrete information be transmitted through an optical transmission channel with one of the standard speeds for the FC interface - 1.06 Gbit / s.

FC предусматривают следующую структуру:FCs have the following structure:

Маркер начала кадраFrame start marker ЗаголовокHeadline Дополнительный заголовок (необязательное поле)Optional title (optional field) Данные (полезная нагрузка)Data (payload) CRC код (проверка паритета)CRC code (parity check) Маркер конца кадраEnd of frame marker 4 бита4 bits 24 бита24 bits 512 бит512 bit Максимум - 2048 битMaximum - 2048 bits 32 бита32 bits 32 бита32 bits

Только часть битов кадра несет полезную информацию, с учетом этого обстоятельства, скорость передачи полезной информации Fu можно найти по формулеOnly part of the frame bits carries useful information, taking this into account, the transmission rate of useful information F u can be found by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где Fk - скорость канала, определяемая быстродействием приемных и передающих оптических модулей (Fk=1,06 Гбит/с),where F k - channel speed, determined by the speed of the receiving and transmitting optical modules (F k = 1,06 Gbit / s),

N - разрядность передаваемого слова (в рассматриваемом примере N=8, 128, 256),N - bit depth of the transmitted word (in this example, N = 8, 128, 256),

L1 - длина в битах маркера начала (L1=4);L 1 is the length in bits of the start marker (L 1 = 4);

L2 - длина в битах заголовка (L2=24);L 2 is the length in bits of the header (L 2 = 24);

L3 - длина в битах дополнительного заголовка (L3=0);L 3 is the bit length of the additional header (L 3 = 0);

L4 - длина в битах CRC кода (L4=32);L 4 is the length in bits of the CRC code (L 4 = 32);

L5 - длина в битах маркера конца (L5=32);L 5 is the length in bits of the end marker (L 5 = 32);

Предположим, что эта же информация передается при помощи предлагаемого интерфейса. С учетом того, что информация с различными длинами волн передается параллельно с минимальной избыточностью, скорость передачи полезной информации Fu можно найти по формулеSuppose that the same information is transmitted using the proposed interface. Given that information with different wavelengths is transmitted in parallel with minimal redundancy, the transmission rate of useful information F u can be found by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где N - разрядность передаваемого слова (в рассматриваемом примере N=8),where N is the bit depth of the transmitted word (in the considered example, N = 8),

М - количество обслуживаемых абонентов (источников информации), М=1, 16, 32;M - the number of served subscribers (sources of information), M = 1, 16, 32;

Fk - скорость канала, (Fk=1,06 Гбит/с).F k - channel speed, (F k = 1,06 Gbit / s).

В таблице представлены результаты расчетов, проведенных по формулам (1) и (2) для рассматриваемого примера.The table shows the results of calculations performed by formulas (1) and (2) for the considered example.

Количество источников информацииNumber of sources of information Скорость передачи полезной информации (при скорости канала передачи 1060 Мбит/с), Мбайт/сThe transmission rate of useful information (at a transmission channel speed of 1060 Mbit / s), MB / s Для интерфейса FCFor FC interface Для предложенного интерфейсаFor the proposed interface 1one 10,610.6 62,362.3 1616 77,177.1 997,6997.6 3232 97,597.5 1995,31995,3

Из таблицы видно, что предложенный интерфейс имеет преимущества по скорости передачи полезной информации по сравнению с интерфейсом FC.The table shows that the proposed interface has advantages in the transmission rate of useful information compared to the FC interface.

Так как и остальные рассмотренные интерфейсы, а это интерфейс по протоколу G.703; Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, FDDI, ATM (SONET), преобразуют параллельный код в битовую последовательность, кодируют ее, объединяют в пакеты (фреймы, трибы, кадры), имеющие служебные поля не несущие полезной информации, то можно показать, что предложенный интерфейс будет обеспечивать более высокую скорость передачи полезной информации при той же предельной скорости канала и по сравнению с этими интерфейсами.Since the rest of the considered interfaces, and this is the interface according to the G.703 protocol; Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, FDDI, ATM (SONET), convert the parallel code into a bit sequence, encode it, combine it into packets (frames, tribes, frames) having service fields that do not carry useful information, it can be shown that the proposed the interface will provide a higher transmission rate of useful information at the same maximum channel speed and in comparison with these interfaces.

Источники информацииInformation sources

1. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи, М.: Радио и связь, 2000 г., 467 с.1. Slepov N.N. Modern technologies of digital fiber-optic communication networks, M .: Radio and communications, 2000, 467 p.

2. Информация с сайта "ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ: справочная система"ТМ: http://www.opticovolokno.narod.ru/list/chastl.html.2. Information from the site "TELECOMMUNICATIONS: help system" TM : http://www.opticovolokno.narod.ru/list/chastl.html.

3. А.Шитиков Оптоволоконные линии и связь, "Chip News" №4, 2002 г.3. A.Shitikov Fiber optic lines and communications, "Chip News" No. 4, 2002

4. Описание микросхемы МАХ3691 на сайте http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX3691.pdf.4. Description of the MAX3691 chip at http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX3691.pdf.

5. Описание микросхемы МАХ3675 на сайте http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX3675.pdf.5. Description of the MAX3675 microcircuit on the site http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX3675.pdf.

6. Описание микросхемы МАХ3681 на сайте http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX3681.pdf.6. Description of the MAX3681 chip on the website http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX3681.pdf.

7. Скляров O.K. Волоконно-оптические сети и системы связи, М.: Солон-пресс, 2004 г., 266 с.7. Sklyarov O.K. Fiber-optic networks and communication systems, Moscow: Solon-press, 2004, 266 p.

8. К.Yonenaga, A.Hirano, S.Kuwabara. Temperature - independent 80 Gbit/s OTDM transmission line. ECOC'99, Nice, 1999.8. K. Yonenaga, A. Hirano, S. Kuwabara. Temperature - independent 80 Gbit / s OTDM transmission line. ECOC'99, Nice, 1999.

9. Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы - Сборник статей под редакцией Дмитриева С.А., Слепова Н.Н., АО "Волоконно-оптическая техника", изд-во "Connect", 2000 г.9. Fiber-optic technology: history, achievements, prospects - Collection of articles edited by Dmitriev SA, Slepova NN, JSC "Fiber-optic technology", publishing house "Connect", 2000

Claims (2)

1. Способ для передачи дискретной информации по оптическому каналу, заключающийся в том, что MN-разрядных цифровых данных в параллельном коде мультиплексируют (объединяют) в групповую битовую последовательность, преобразуют в оптические импульсы, направляют в оптический канал связи, на другом конце канала связи преобразуют в электрические импульсы и демультиплексируют (разуплотняют), отличающийся тем, что MN-разрядных цифровых данных в параллельном коде преобразуют в М Х N оптических сигналов, а мультиплексируют (объединяют) и демультиплексируют (разуплотняют) их в оптическом диапазоне путем задержки на фиксированные промежутки времени и преобразования длины волны оптического излучения.1. A method for transmitting discrete information on an optical channel, which consists in the fact that MN-bit digital data in parallel code is multiplexed (combined) into a group bit sequence, converted into optical pulses, sent to an optical communication channel, converted at the other end of the communication channel into electrical pulses and demultiplex (decompress), characterized in that the MN-bit digital data in parallel code is converted into M X N optical signals, and multiplex (combine) and demultiple siruyut (decompact) of the optical delay range by fixed time intervals and converting wavelength of optical radiation. 2. Устройство для передачи дискретной информации по оптическому каналу, содержащее М передающих блоков соединенных с М приемными блоками через последовательно установленные оптический объединитель с матрицей передачи М Х 1, оптический соединитель, волоконно-оптический тракт, второй оптический соединитель, оптический спектрально-селективный разветвитель с матрицей передачи 1 Х М, причем каждый из М передающих блоков содержит передающий оптический модуль, а каждый из М приемных блоков содержит приемный оптический модуль, отличающееся тем, что2. A device for transmitting discrete information on an optical channel, containing M transmitting units connected to M receiving units through sequentially mounted optical combiner with a transmission matrix M X 1, an optical connector, a fiber optic path, a second optical connector, an optical spectrally selective coupler with transmission matrix 1 X M, and each of the M transmitting blocks contains a transmitting optical module, and each of the M receiving blocks contains a receiving optical module, different m that в него введены М приемопередающих оптических модулей, связывающих выходные оптические полюса М передающих блоков и входные оптические полюса оптического объединителя, М приемопередающих оптических модулей, связывающих выходные оптические полюса спектрально-селективного разветвителя и входные оптические полюса М приемных блоков;M transceiving optical modules connecting the output optical poles of the M transmitting units and the input optical poles of the optical combiner, M transceiving optical modules connecting the output optical poles of a spectrally selective coupler and the input optical poles of the M receiving units are inserted into it; в передающие блоки введены входной буферный N-разрядный регистр, N передающих оптических модулей, оптический объединитель с матрицей передачи (N+1)Х1, (N+1) волоконно-оптических линий задержки, причем входной порт буферного регистра связан с источником информации, управляющий вход регистра связан с выходом устройства синхронизации, который одновременно соединен с управляющим входом (N+1)-го передающего оптического модуля, выходной порт буферного регистра связан с управляющими входами остальных передающих оптических модулей, оптические выходы передающих оптических модулей соединены с входными оптическими полюсами объединителя через волоконно-оптические линии задержки, а выходной оптический полюс объединителя является оптическим выходом передающего блока;input buffer N-bit register, N transmitting optical modules, an optical combiner with a transmission matrix (N + 1) X1, (N + 1) fiber-optic delay lines, the input port of the buffer register connected to the information source controlling the register input is connected to the output of the synchronization device, which is simultaneously connected to the control input of the (N + 1) -th transmitting optical module, the output port of the buffer register is connected to the control inputs of the remaining transmitting optical modules, optical outputs s optical transmission modules are connected with the poles of the input optical combiner via a fiber optic delay line, and an optical output terminal of the combiner is the optical output of the transmitting unit; в приемные блоки введены оптический разветвитель с матрицей передачи 1Х(N+1), входной оптический полюс которого является входом приемного блока, а выходные оптические полюса соединены с оптическими входными полюсами фотоприемных модулей через волоконно-оптические линии задержки, выходной буферный N-разрядный регистр, D-триггер, формирователь импульсов, устройство временной задержки, причем входной порт буферного регистра подключен к выходам N первых фотоприемных модулей, вход управления регистра подключен к выходу формирователя импульсов и входу устройства временной задержки, соединенного своим выходом с входом сброса D-триггера, вход данных D-триггера соединен с уровнем логической единицы, тактовый вход D-триггера соединен с выходом (N+1)-го фотоприемного модуля, а выходной порт буферного регистра соединен с приемником информации.an optical splitter with a transmission matrix 1X (N + 1) is introduced into the receiving blocks, the input optical pole of which is the input of the receiving block, and the output optical poles are connected to the optical input poles of the photodetector modules via fiber-optic delay lines, the output buffer N-bit register, D-trigger, pulse shaper, time delay device, and the input port of the buffer register is connected to the outputs of the N first photodetector modules, the control input of the register is connected to the output of the pulse shaper s and the input of the time delay device connected by its output to the reset input of the D-trigger, the data input of the D-trigger is connected to the logic unit level, the clock input of the D-trigger is connected to the output of the (N + 1) -th photodetector module, and the output port of the buffer register connected to the receiver of information.
RU2005114468/09A 2005-05-13 2005-05-13 Interface for transferring discrete information through optical channel RU2289207C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114468/09A RU2289207C1 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Interface for transferring discrete information through optical channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114468/09A RU2289207C1 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Interface for transferring discrete information through optical channel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2289207C1 true RU2289207C1 (en) 2006-12-10

Family

ID=37665715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005114468/09A RU2289207C1 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Interface for transferring discrete information through optical channel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2289207C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460124C2 (en) * 2010-05-26 2012-08-27 Закрытое акционерное общество "Электронно-вычислительные информационные и инструментальные системы" Communication interface device
US8406178B2 (en) 2009-07-27 2013-03-26 Huawei Technologies Co., Ltd. Signal transmission processing method and apparatus and distributed base station
RU2540800C2 (en) * 2012-08-03 2015-02-10 Павел Николаевич Бородай Method of switching optical packets and device for therefor
RU2574842C2 (en) * 2014-06-23 2016-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ГРЭК" METHOD OF TRANSMITTING INFORMATION VIA Fast Channel BETWEEN PHYSICAL DEVICES
RU2579758C1 (en) * 2015-03-19 2016-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Controller protection of fibre-optic lines
US9819431B2 (en) 2007-04-17 2017-11-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for transporting client signals in an optical transport network
CN113839206A (en) * 2021-09-22 2021-12-24 中国人民解放军63660部队 Multi-path trigger pulse control system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы; Сборник статей под ред. ДМИТРИЕВА С.А., СЛЕПОВА Н.Н., АО "Волоконно-оптическая техника". Connect, Москва, 2000, стр.165-166. *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10374738B2 (en) 2007-04-17 2019-08-06 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for transporting client signals in an optical transport network
US12088408B2 (en) 2007-04-17 2024-09-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for transporting client signals in an optical transport network
US11405123B2 (en) 2007-04-17 2022-08-02 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for transporting client signals in an optical transport network
US9819431B2 (en) 2007-04-17 2017-11-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for transporting client signals in an optical transport network
US8406178B2 (en) 2009-07-27 2013-03-26 Huawei Technologies Co., Ltd. Signal transmission processing method and apparatus and distributed base station
RU2494545C2 (en) * 2009-07-27 2013-09-27 Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. Signal transmission processing method and apparatus and distributed base station
US9300403B2 (en) 2009-07-27 2016-03-29 Huawei Technologies Co., Ltd. Signal transmission processing method and apparatus and distributed base station
US9564973B2 (en) 2009-07-27 2017-02-07 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for transmitting and receiving interface signals of distributed base station
US10305595B2 (en) 2009-07-27 2019-05-28 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for transmitting and receiving interface signals of distributed base station
RU2460124C2 (en) * 2010-05-26 2012-08-27 Закрытое акционерное общество "Электронно-вычислительные информационные и инструментальные системы" Communication interface device
RU2540800C2 (en) * 2012-08-03 2015-02-10 Павел Николаевич Бородай Method of switching optical packets and device for therefor
RU2574842C2 (en) * 2014-06-23 2016-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ГРЭК" METHOD OF TRANSMITTING INFORMATION VIA Fast Channel BETWEEN PHYSICAL DEVICES
RU2579758C1 (en) * 2015-03-19 2016-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Controller protection of fibre-optic lines
CN113839206A (en) * 2021-09-22 2021-12-24 中国人民解放军63660部队 Multi-path trigger pulse control system
CN113839206B (en) * 2021-09-22 2024-05-28 中国人民解放军63660部队 Multipath trigger pulse control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5617233A (en) Transparent optical node structure
US7860400B2 (en) Serializer/deserializers for use in optoelectronic devices
US6430201B1 (en) Method and apparatus for transporting gigabit ethernet and fiber channel signals in wavelength-division multiplexed systems
US7400657B2 (en) System and method for transporting multiple client data signals via a single server signal
PT2009824E (en) Method of communicating data in communication systems
RU2289207C1 (en) Interface for transferring discrete information through optical channel
JP2008092130A (en) Optical network system
JP2007166119A (en) Optical receiver equipment
US20020159484A1 (en) Coding scheme using a control code map for signal transmission in optical communications networks
JP2010016705A (en) Transmission system and transmission method
JP4784323B2 (en) Optical access network system
US7444081B2 (en) Optical transport system
US20140093242A1 (en) Security in multiwavelength optical networks
US8068734B2 (en) Mapping a client signal into transport frames
Chao et al. A photonic front-end processor in a WDM ATM multicast switch
JP3545572B2 (en) Optical transmission equipment
US20080025237A1 (en) Multiplex transmission apparatus, multiplex transmission system, and multiplex transmission method
US20230198622A1 (en) Providing Access To Client Overhead While Transparently Transmitting The Client Signal Over Multiple Optical Subcarriers
EP1523118A1 (en) Optical packet transmisson
US20030180046A1 (en) Method of transmitting optical packets on a high speed optical transmission link, an optical packet transmission system, an optical packet compression unit and an optical packet de-compression unit therefore
KR100500665B1 (en) Apparatus for Multiplexing Gigabits Ethernet Signal and Optical Transponder using that
JP2005136951A (en) Optical packet routing apparatus used for optical wavelength multiplex communication
JP4322908B2 (en) Transmitting apparatus and framer circuit control method
Kartalopoulos Bandwidth elasticity with dense wavelength-division multiplexing parallel wavelength bus in optical networks
Reinecke et al. An SDH-based optical transmission-system for applications in High-Energy Physics

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130514