RU2346307C1 - Optical signal switching unit - Google Patents
Optical signal switching unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2346307C1 RU2346307C1 RU2007137069/28A RU2007137069A RU2346307C1 RU 2346307 C1 RU2346307 C1 RU 2346307C1 RU 2007137069/28 A RU2007137069/28 A RU 2007137069/28A RU 2007137069 A RU2007137069 A RU 2007137069A RU 2346307 C1 RU2346307 C1 RU 2346307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- wavelengths
- optical signals
- logical unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к устройствам для кодирования, декодирования и передачи данных, представленных оптическими сигналами, в частности, к коммутаторам оптических сигналов, применяемым в компьютерных сетях.The present invention relates to devices for encoding, decoding and transmitting data represented by optical signals, in particular, to optical signal switches used in computer networks.
Известен волновой фильтр-коммутатор оптических сигналов [1], содержащий первое и второе оптические волокна, образующие в некоторой ограниченной области сплавленную и растянутую витую пару. Первый вход-выход первого оптического волокна является первым мультиплексированным входом-выходом коммутатора. Второй вход-выход первого оптического волокна является первым демультиплексированным входом-выходом коммутатора. Первый вход-выход второго оптического волокна является вторым мультиплексированным входом-выходом коммутатора. Второй вход-выход второго оптического волокна является вторым демультиплексированным входом-выходом коммутатора. Волновой фильтр-коммутатор оптических сигналов [1] позволяет мультиплексировать и демультиплексировать двунаправленные оптические сигналы с разными длинами волн.Known wave filter switch optical signals [1], containing the first and second optical fibers, forming in a limited area fused and stretched twisted pair. The first input-output of the first optical fiber is the first multiplexed input-output of the switch. The second input-output of the first optical fiber is the first demultiplexed input-output of the switch. The first input-output of the second optical fiber is the second multiplexed input-output of the switch. The second input-output of the second optical fiber is the second demultiplexed input-output of the switch. The wave filter filter of optical signals [1] allows you to multiplex and demultiplex bi-directional optical signals with different wavelengths.
Недостатком устройства [1] являются ограниченные функциональные возможности. В частности, невозможна коммутация оптических сигналов между первым и вторым мультиплексированными или демультиплексированными входами-выходами. Это не позволяет использовать его в качестве центрального коммутирующего звена при построении компьютерной сети с топологией типа "звезда".The disadvantage of the device [1] are limited functionality. In particular, it is impossible to switch optical signals between the first and second multiplexed or demultiplexed inputs / outputs. This does not allow using it as a central switching link when building a computer network with a star topology.
Известен коммутатор оптических сигналов [2], содержащий 2N логических блоков, N=2, 3, 4, …, логический блок содержит первый, второй и третий входы-выходы, первый вход-выход логического блока с номером J=1, 2, …, 2N является входом-выходом J-го канала коммутатора. Логический блок настраивается на передачу оптических сигналов в определенных направлениях. В частности, его можно настроить на передачу сигналов в компьютерной сети с кольцевой логической структурой и топологией типа "звезда".A known optical signal switch [2], containing 2N logical blocks, N = 2, 3, 4, ..., the logical block contains the first, second and third inputs-outputs, the first input-output of the logical block with the number J = 1, 2, ... , 2N is the input / output of the Jth channel of the switch. The logic unit is configured to transmit optical signals in certain directions. In particular, it can be configured to transmit signals in a computer network with a ring logical structure and star topology.
Недостатками коммутатора [2] являются сложность и ограниченные функциональные возможности.The disadvantages of the switch [2] are complexity and limited functionality.
Первый недостаток связан с использованием матрицы из зеркал с управляемой прозрачностью. Для компенсации затухания сигнала в цепи из зеркал необходимы усилители. Управление прозрачностью зеркал может осуществляться вручную при конфигурировании системы либо дистанционно. Последний вариант подразумевает наличие программно-доступных средств управления (например, на основе микропроцессора с соответствующим программным обеспечением); в любом случае коммутатор должен иметь средства для подачи на него напряжения питания, что приводит к его дополнительному усложнению и ухудшает эксплуатационные качества.The first drawback is the use of a matrix of mirrors with controlled transparency. Amplifiers are needed to compensate for signal attenuation in a chain of mirrors. Mirror transparency can be controlled manually when configuring the system or remotely. The latter option implies the availability of software-accessible controls (for example, based on a microprocessor with appropriate software); in any case, the switch must have the means to supply voltage to it, which leads to its additional complication and degrades performance.
Второй недостаток состоит в том, что для передачи данных в каждом направлении используется только один канал.The second disadvantage is that only one channel is used to transmit data in each direction.
Цель изобретения - упрощение коммутатора и расширение его функциональных возможностей.The purpose of the invention is to simplify the switch and expand its functionality.
Цель достигается тем, что в коммутаторе оптических сигналов, содержащем 2N логических блоков, N=2, 3, 4, …, логический блок содержит первый, второй и третий входы-выходы, первый вход-выход логического блока с номером J=1, 2, …, 2N является входом-выходом J-го канала коммутатора, второй вход-выход логического блока с нечетным номером J=1, 3, 5, …, 2N-1 соединен со вторым входом-выходом логического блока с ближайшим большим четным номером J=2, 4, 6, …, 2N, третий вход-выход логического блока с нечетным номером J=1, 3, 5, …, 2N-1 соединен с третьим входом-выходом логического блока с ближайшим, меньшим по модулю 2N, четным номером J=2N, 2, 4, 6, …, 2N-2, логический блок содержит волновой фильтр, мультиплексированный вход-выход которого является первым входом-выходом логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы волнового фильтра являются соответственно вторым и третьим входами-выходами логического блока.The goal is achieved by the fact that in the optical signal switch containing 2N logical blocks, N = 2, 3, 4, ..., the logical block contains the first, second and third inputs-outputs, the first input-output of the logical unit with the number J = 1, 2 , ..., 2N is the input-output of the J-th channel of the switch, the second input-output of the logic block with an odd number J = 1, 3, 5, ..., 2N-1 is connected to the second input-output of the logical block with the nearest large even number J = 2, 4, 6, ..., 2N, the third input-output of a logic block with an odd number J = 1, 3, 5, ..., 2N-1 is connected to the third input-output of a logic of the first block with the closest, even
В предлагаемом коммутаторе волновые фильтры оперируют оптическими сигналами с длинами волн, пронумерованными в виде ряда λ1, λ2, λ3, …, длина волны равномерно возрастает по мере увеличения ее номера, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ2, λ3, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ3, λ5, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ4, λ6, …, второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ4, λ6, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ3, λ5, …In the proposed switch, wave filters operate with optical signals with wavelengths numbered in the form of the series λ1, λ2, λ3, ..., the wavelength increases uniformly as its number increases, the multiplexed input-output of the wave filter is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ1 , λ2, λ3, ..., the first demultiplexed input-output of the wave filter is transparent for optical signals with wavelengths λ1, λ3, λ5, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ2, λ4, λ6, ..., the second demultiplexed leksirovanny input-output wave filter is transparent to optical signals with wavelengths numbered λ2, λ4, λ6, ... and opaque to optical signals with wavelengths numbers λ1, λ3, λ5, ...
На фиг.1, а представлен упрощенный эскиз конструкции известного [1] волнового фильтра; на фиг.1, б - вариант диаграммы прозрачности волнового фильтра; на фиг.1, в-л - примеры трасс прохождения оптических сигналов через волновой фильтр; на фиг.1, м - пример включения фильтра в систему передачи данных. На фиг.2 представлены наиболее распространенные варианты топологии компьютерных сетей; на фиг.3, а, б - функциональная схема и диаграмма внутренних соединений предлагаемого четырехканального коммутатора оптических сигналов; на фиг.4 - функциональная схема предлагаемого 2N-канального коммутатора оптических сигналов (N=2, 3, 4, …).Figure 1, a presents a simplified sketch of the design of the known [1] wave filter; figure 1, b is a variant of the transparency diagram of the wave filter; figure 1, in - examples of the paths of the passage of optical signals through a wave filter; figure 1, m is an example of the inclusion of a filter in a data transmission system. Figure 2 presents the most common options for the topology of computer networks; figure 3, a, b - functional diagram and diagram of the internal connections of the proposed four-channel optical signal switch; figure 4 is a functional diagram of the proposed 2N-channel switch of optical signals (N = 2, 3, 4, ...).
Волновой фильтр 1 (фиг.1, а) предназначен для разделения (сортировки) группы сигналов по длинам волн. Он построен на основе особым образом свитых и сплавленных с одновременным растяжением расплава оптических волокон 2 и 3 [1]. Здесь и далее фильтр обозначен буквой F. Фильтр симметричен, в том смысле, что пары его выводов X-W, W-X, Y-Z и Z-Y функционально равноценны.The wave filter 1 (figure 1, a) is designed to separate (sort) a group of signals by wavelengths. It is built on the basis of a specially twisted and fused with the simultaneous stretching of the melt
В зависимости от параметров скрутки, плавления и растяжения оптических волокон при изготовлении фильтра он приобретает избирательную прозрачность по отношению к передаче световых сигналов определенных длин волн. Иными словами, фильтр может некоторым образом сортировать входной поток "разноцветных" световых сигналов инфракрасного диапазона, поступающих извне в произвольных сочетаниях на вывод X (на любой из четырех выводов). Сигналы, как здесь предполагается, имеют длины волн λ1, λ2, …, λ16, равномерно распределенные на горизонтальной числовой оси графиков, показанных на фиг.1, б. Соседние длины волн разделены промежутками 100 нм.Depending on the parameters of twisting, melting and stretching of the optical fibers during the manufacture of the filter, it acquires selective transparency with respect to the transmission of light signals of certain wavelengths. In other words, the filter can in some way sort the input stream of “multi-colored” infrared light signals arriving from outside in arbitrary combinations to pin X (to any of the four pins). The signals are assumed here to have wavelengths λ1, λ2, ..., λ16 uniformly distributed on the horizontal numerical axis of the graphs shown in FIG. 1, b. Adjacent wavelengths are separated by gaps of 100 nm.
Графики 4 и 5 (фиг.1, б) представляют собой один из возможных вариантов диаграмм прозрачности каналов X-Y и X-Z фильтра. Так как фильтр симметричен, эти же графики отображают диаграммы прозрачности каналов W-Z и W-Y, a также двух оставшихся каналов, полученных взаимно-обратной заменой символов X, W символами Y, Z. Уровни 0 и 100% соответствуют непрозрачному и полностью прозрачному состояниям канала. Графики для их упрощения представлены двумя противофазными синусоидами, хотя в действительности их форма более сложная и зависит от технологии изготовления фильтра.
Из графика 4 следует, что канал X-Y (а также канал W-Z) прозрачен для света с длинами волн λ1, λ3, λ5, …, λ15 и непрозрачен для света с длинами волн λ2, λ4, λ6, …, λ16. Если канал прозрачен, то свет соответствующих длин волн может передаваться через него в любом или одновременно в обоих направлениях. Непрозрачный канал не пропускает свет соответствующих длин волн ни в одном направлении.From
График 5 показывает, что канал X-Z (а также канал W-Y) прозрачен для света с длинами волн λ2, λ4, λ6, …, λ16 и непрозрачен для света с длинами волн λ1, λ3, λ5, …, λ15.Figure 5 shows that the X-Z channel (as well as the W-Y channel) is transparent to light with wavelengths λ2, λ4, λ6, ..., λ16 and opaque to light with wavelengths λ1, λ3, λ5, ..., λ15.
Примеры 6-11 трасс прохождения оптических сигналов через волновой фильтр (фиг.1, е-з) показывают распространение группы световых сигналов через фильтр F слева направо, справа налево и одновременно в обоих направлениях. В этих примерах один из выводов фильтра не используется.Examples 6-11 of the optical signal paths through the wave filter (FIG. 1, e-z) show the propagation of a group of light signals through the filter F from left to right, from right to left, and simultaneously in both directions. In these examples, one of the filter pins is not used.
В соответствии с примером 10 (фиг.1, ж), вход-выход X фильтра F далее именуется мультиплексированным входом-выходом, вход-выход Y - первым демультиплексированным входом-выходом, вход-выход Z - вторым демультиплексированным входом-выходом фильтра.In accordance with example 10 (FIG. 1, g), the input-output X of the filter F is hereinafter referred to as multiplexed input-output, input-output Y - the first demultiplexed input-output, input-output Z - the second demultiplexed input-output of the filter.
В примерах 12-14, приведенных на фиг.1, и-л, использованы все выводы фильтра.In examples 12-14, shown in figure 1, and-l, all the conclusions of the filter are used.
Примеры 12 и 13 показывают возможность применения фильтра F для сопряжения однонаправленных линий передачи оптических сигналов с двунаправленными.Examples 12 and 13 show the possibility of using a filter F to interface unidirectional transmission lines of optical signals with bidirectional.
В примере 12 оптический сигнал, поступающий на вход X с левой стороны, содержит 16 составляющих с длинами волн λ1-λ16. Сигнал, снимаемый с выхода W фильтра, также содержит 16 составляющих с теми же длинами волн λ*1-λ*16. Знаки "*" показывают, что сигналы поступили на входы фильтра F с правой стороны. На входе-выходе Y сигналы с длинами волн λ1, λ3, λ5, …, λ15 распространяются вправо, а сигналы с длинами волн λ*2, λ*4, λ*6, …, λ*16 - влево. На входе-выходе Z сигналы с длинами волн λ2, λ4, λ6, …, λ16 распространяются вправо, а сигналы с длинами волн λ*1, λ*3, λ*5, …, λ*15 - влево.In example 12, the optical signal supplied to the input X on the left side contains 16 components with wavelengths λ1-λ16. The signal taken from the output of the filter W also contains 16 components with the same wavelengths λ * 1-λ * 16. The signs "*" indicate that the signals arrived at the inputs of the filter F on the right side. At the input-output Y, signals with wavelengths λ1, λ3, λ5, ..., λ15 propagate to the right, and signals with wavelengths λ * 2, λ * 4, λ * 6, ..., λ * 16 - to the left. At the input / output Z, signals with wavelengths λ2, λ4, λ6, ..., λ16 propagate to the right, and signals with wavelengths λ * 1, λ * 3, λ * 5, ..., λ * 15 - to the left.
Пример 13 отличается от примера 12 направлениями передачи сигналов через выводы X и W фильтра F.Example 13 differs from example 12 in the directions of signal transmission through the terminals X and W of filter F.
В примере 14 все подключенные к фильтру F линии двунаправленные. По каждой линии передаются 16 пар противоположно направленных оптических сигналов, каждая пара имеет одинаковую длину волны. По существу, эта схема представляет собой не полносвязный коммутатор, способный транслировать данные в направлениях: X→Y, X→Z, W→Y, W→Z, Y→X, Y→W, Z→X, Z→W. Для выбора направления передачи (маршрутизации информационного пакета) источник данных использует длины волн с четными или нечетными номерами. Например, внешний источник сигнала, подаваемого на вход-выход Z фильтра F, желая передать сообщение в линию связи, подключенную к входам-выходам X или W, может использовать для этого световые импульсы с соответствующими длинами волн λ*6 или λ″15.In Example 14, all lines connected to the F filter are bidirectional. On each
Непосредственная передача данных в смежных направлениях X→W, W→X, Y→Z, Z→Y невозможна. При наличии устройства - посредника 15 (фиг.1, м) такие передачи осуществимы. Например, внешний источник сигнала, подаваемого на вход-выход Z фильтра F, желая передать сообщение в линию связи 16, подключенную к входам-выходам Y, может использовать для этого световые импульсы с длиной волны λ*8. Эти импульсы проходят на вход-выход X и принимаются устройством Q (15). По предварительной "договоренности" с этим устройством, оно незамедлительно выдает полученные импульсы обратно на вход-выход X, но использует для этого свет с длиной волны λ13. Фильтр F передает эти импульсы на вход-выход Y, что и требуется.Direct data transfer in adjacent directions X → W, W → X, Y → Z, Z → Y is impossible. If there is an intermediary device 15 (Fig. 1, m), such transfers are feasible. For example, an external source of the signal supplied to the input-output Z of the filter F, wishing to transmit a message to the
Приведенный пример показывает отмеченные ранее ограниченные возможности фильтра [1] при его использовании в качестве функционально-законченного коммутатора оптических сигналов в компьютерной сети.The given example shows the previously noted limited capabilities of the filter [1] when it is used as a functionally complete switch of optical signals in a computer network.
На фиг.2 представлены наиболее распространенные варианты топологии компьютерных сетей. Топология типа "общая шина" (фиг.2, а) применяется в основном в локальных сетях ранних поколений. В качестве среды передачи сигналов обычно применяют коаксиальные кабели. Использование оптоволоконных линий связи в рамках данной топологии затруднено, так как необходима установка оптических разветвителей для подключения каждого узла 17 к общей магистрали 18. Это нетехнологично, кроме того, каждый разветвитель делит энергию поступающего на него сигнала на две части, так что уровни принимаемых сигналов зависят от взаимного расположения передатчика и приемника.Figure 2 presents the most common options for the topology of computer networks. The topology of the type of "common bus" (figure 2, a) is mainly used in local networks of early generations. Coaxial cables are commonly used as signal transmission medium. The use of fiber-optic communication lines within the framework of this topology is difficult, since it is necessary to install optical splitters to connect each
Топология типа "звезда" с общим концентратором 19 (фиг.2, б) предполагает наличие радиальных связей между концентратором и узлами 20 сети. Концентратор суммирует все поступающие в него оптические сигналы, по возможности равномерно распределяет суммарный сигнал между всеми каналами и параллельно передает его в обратных направлениях. Некоторые концентраторы работают по принципу распределения входного сигнала между всеми каналами, кроме "своего", что облегчает обнаружение коллизий при одновременном обращении двух или более узлов 20 к общей среде передачи сигналов.The topology of the "star" type with a common hub 19 (Fig.2, b) involves the presence of radial connections between the hub and the
Основной недостаток такой структуры состоит в том, что мощность входного сигнала делится на число каналов, достигающее ста или более. Для восстановления уровней выходных сигналов применяют активные концентраторы, способные усиливать мощность выдаваемых ими световых потоков по всем направлениям. Это усложняет структуру концентратора и требует наличия источника питания.The main disadvantage of this structure is that the input signal power is divided by the number of channels reaching one hundred or more. To restore the levels of the output signals, active concentrators are used, which are able to enhance the power of the light fluxes emitted by them in all directions. This complicates the structure of the hub and requires a power source.
В сети с топологией типа "кольцо" (фиг.2, в) узлы 21 соединены в последовательную замкнутую цепь. Недостатки, свойственные рассмотренным ранее сетям (фиг.2, а, б), в данном случае отсутствуют. Каждый узел приостанавливает распространение адресованных ему информационных пакетов и транслирует "чужие" пакеты следующему узлу.In a network with a ring topology (FIG. 2, c), the
При отказе некоторого узла основное направление передачи пакетов можно, добравшись до ближайшего к нему узла, изменить на противоположное, так что все оставшиеся исправными узлы остаются доступными. Чтобы сохранить возможность двунаправленной передачи данных по кольцу при отказе одного из узлов, этот узел автоматически или вручную исключается из работы, а разорванные таким отказом оптические линии связи соединяются между собой "напрямую". При этом соединительный элемент вносит потери при передаче сигнала, кроме того, длина вновь созданной линии связи становится равной сумме длин линий связи, ранее соединявших отказавший узел с соседними.In the event of a failure of a node, the main direction of packet transmission, having reached the node closest to it, can be reversed, so that all nodes that are still operational are accessible. In order to preserve the possibility of bi-directional data transmission in a ring in case of failure of one of the nodes, this node is automatically or manually excluded from operation, and optical communication lines broken by such a failure are connected directly. In this case, the connecting element introduces losses in the transmission of the signal, in addition, the length of the newly created communication line becomes equal to the sum of the lengths of communication lines that previously connected the failed node to the neighboring ones.
Этот недостаток отсутствует в сети с комбинированной топологией (фиг.2, г). Внешне она напоминает рассмотренную ранее сеть с топологией типа "звезда" (фиг.2, б), но вместо концентратора 19 в ней применен коммутатор 22, соединенный с узлами 23. В отличие от концентратора, коммутатор 22 способен определенным образом объединять между собой оптические волокна, соединяющие его с узлами 23. Например, внутри коммутатора можно создать соединения, при которых сеть имеет кольцевую логическую структуру, аналогичную показанной на фиг.2, в. Стрелки 24 на фиг.2, г соответствуют маршрутам передачи пакетов между узлами 23. Как следует из приведенной схемы, передача пакетов между узлами 23 происходит, по существу, по стрелкам 25, как в сети с кольцевой топологией.This disadvantage is absent in the network with combined topology (figure 2, g). Outwardly, it resembles the previously considered network with a star topology (Fig. 2, b), but instead of a
Изоляция и обход одного или нескольких неисправных узлов 23 осуществляется соответствующей настройкой внутренних цепей коммутатора 22 и не затрагивает узлы сети и линии связи.Isolation and bypassing of one or more
Коммутатор 26 [2] (фиг.2, д) содержит 2N логических блоков 27, N=2, 3, 4, … Логический блок 27 содержит первый 28, второй 29 и третий 30 входы-выходы, первый 28 вход-выход логического блока с номером J=1, 2, …, 2N является входом-выходом 3-го канала коммутатора. Входы-выходы 28 логических блоков 27 соединены с узлами 31 сети. Вход-выход 30 логического блока с номером J соединен с входом-выходом 29 соседнего логического блока с номером J+1 (J=1, 2, …, 2N-1), вход-выход 30 логического блока с номером 2N соединен с входом-выходом 29 логического блока с номером J=1.The switch 26 [2] (Fig.2, d) contains 2N logic blocks 27, N = 2, 3, 4, ...
Логические блоки 27 могут быть настроены на передачу сигналов между узлами 31 по кольцевой схеме, как было показано на фиг.2, г.Logic blocks 27 can be configured to transmit signals between
Предлагаемый коммутатор (четырехканальный вариант, N=2, J=1, 2, 3, 4), показанный на фиг.3, а, содержит четыре одинаковых логических блока 32-35, каждый логический блок содержит первый 36, второй 37 и третий 38 входы-выходы. Первые входы-выходы 36 логических блоков 32-35 являются соответственно входами-выходами 39-42 коммутатора.The proposed switch (four-channel version, N = 2, J = 1, 2, 3, 4), shown in figure 3, a, contains four identical logical blocks 32-35, each logical block contains the first 36, second 37 and third 38 inputs and outputs. The first inputs and outputs 36 of the logical blocks 32-35 are respectively the inputs and outputs 39-42 of the switch.
Второй вход-выход 37 логического блока 32 (34) с нечетным номером J=1 (J=3) соединен со вторым входом-выходом 37 логического блока 33 (35) с ближайшим большим четным номером J=2 (J=4), третий вход-выход 38 логического блока 32 (34) с нечетным номером J=1 (J=3) соединен с третьим входом-выходом 38 логического блока 35 (33) с ближайшим меньшим по модулю четыре четным номером J=4 (J=2), логический блок 32 (33-35) содержит волновой фильтр 1 (фиг.1, а), мультиплексированный вход-выход X которого является первым входом-выходом 36 логического блока, первый Y и второй Z демультиплексированные входы-выходы волнового фильтра являются соответственно вторым 37 и третьим 38 входами-выходами логического блока.The second input-
При использовании коммутатора в компьютерной сети ее узлы подключаются к входам-выходам 39-42 первого - четвертого каналов (J=1, 2, 3, 4). Для удобства изложения каналы обозначены на фиг.3 буквами А, В, С и D.When using the switch in a computer network, its nodes are connected to the inputs and outputs 39-42 of the first and fourth channels (J = 1, 2, 3, 4). For convenience of presentation, the channels are indicated in FIG. 3 by the letters A, B, C, and D.
Для обмена данными между узлами сети используются оптические сигналы с длинами волн λ1, λ2, …, λ16, равномерно распределенными на горизонтальных числовых осях диаграммы 43, показанной на фиг.3, б. Соседние длины волн разделены промежутками 100 нм.To exchange data between network nodes, optical signals are used with wavelengths λ1, λ2, ..., λ16 uniformly distributed on the horizontal numerical axes of diagram 43 shown in FIG. 3, b. Adjacent wavelengths are separated by gaps of 100 nm.
На диаграмме 43 точки 44 и дуги 45 между ними отображают пары каналов, которые используют для двунаправленного обмена данными заданную длину волны. Из этой диаграммы следует, что узлы сети, подключенные к каналам А и В, обмениваются данными с использованием длин волн λ1, λ3, λ5, …, λ15. Эти же длины волн используются для двунаправленной передачи данных между устройствами, подключенными к каналам С и D. Узлы сети, подключенные к каналам А и D, обмениваются данными с использованием длин волн λ2, λ4, λ6, …, λ16, что отображается удлиненными дугами 45. Эти же длины волн используются для двунаправленной передачи данных между устройствами, подключенными к каналам В и С.In diagram 43, points 44 and arcs 45 between them display pairs of channels that use a given wavelength for bi-directional data exchange. From this diagram it follows that the network nodes connected to channels A and B exchange data using wavelengths λ1, λ3, λ5, ..., λ15. The same wavelengths are used for bi-directional data transfer between devices connected to channels C and D. Network nodes connected to channels A and D exchange data using wavelengths λ2, λ4, λ6, ..., λ16, which is displayed by
Таким образом, каждый узел сети может одновременно и двусторонне обмениваться данными с двумя ближайшими соседними узлами с использованием в каждом направлении приема-передачи восьми длин волн.Thus, each node in the network can simultaneously and bilaterally exchange data with two nearest neighboring nodes using eight wavelengths in each of the transmit-receive directions.
В общем случае предлагаемый коммутатор оптических сигналов, показанный на фиг.4, содержит 2N логических блоков 46-51, N=2, 3, 4, …, логический блок 46-51 содержит первый 52, второй 53 и третий 54 входы-выходы (соответствующие сигналы - X, Y, Z), первый 52 вход-выход логического блока с номером J=1, 2, …, 2N является входом-выходом J-го канала коммутатора, второй вход-выход 53 логического блока с нечетным номером J=1, 3, 5, …, 2N-1 соединен со вторым входом-выходом 53 логического блока с ближайшим большим четным номером J=2, 4, 6, …, 2N, третий вход-выход 54 логического блока с нечетным номером J=1, 3, 5, …, 2N-1 соединен с третьим входом-выходом 54 логического блока с ближайшим меньшим по модулю 2N четным номером J=2N, 2, 4, 6, …, 2N-2, логический блок 46-51 содержит волновой фильтр, мультиплексированный вход-выход которого является первым входом-выходом логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы волнового фильтра являются соответственно вторым и третьим входами-выходами логического блока.In the General case, the proposed optical signal switch, shown in figure 4, contains 2N logic blocks 46-51, N = 2, 3, 4, ..., logical block 46-51 contains the first 52, second 53 and third 54 inputs / outputs ( corresponding signals are X, Y, Z), the first 52 input-output of the logic block with the number J = 1, 2, ..., 2N is the input-output of the J-th channel of the switch, the second input-output 53 of the logical block with the odd number J = 1, 3, 5, ..., 2N-1 is connected to the second input-output 53 of the logic block with the nearest large even number J = 2, 4, 6, ..., 2N, the third input-output 54 of the logical block with odd J = 1, 3, 5, ..., 2N-1 is connected to the third input-output 54 of the logic block with the nearest evenly smaller 2N even number J = 2N, 2, 4, 6, ..., 2N-2, the logic block 46-51 contains a wave filter, the multiplexed input-output of which is the first input-output of the logic unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the wave filter are the second and third inputs and outputs of the logic unit.
Также как и в схеме на фиг.3, а, соответствующей N=2, соседние узлы компьютерной сети обмениваются данными с использованием длин волн λ1, λ3, λ5, …, λ15 или λ2, λ4, λ6, …, λ16 в зависимости от сочетания номеров J каналов коммутатора. В общем случае число используемых длин волн не ограничивается шестнадцатью.As in the diagram in Fig. 3, a, corresponding to N = 2, neighboring nodes of a computer network exchange data using wavelengths λ1, λ3, λ5, ..., λ15 or λ2, λ4, λ6, ..., λ16 depending on the combination J channel numbers of the switch. In general, the number of wavelengths used is not limited to sixteen.
Применение предлагаемого коммутатора оптических сигналов позволяет упростить построение сетей с логической структурой типа "кольцо" и топологией типа "звезда". Коммутатор функционирует без источника питания. Маршрут передаваемого узлом сети пакета задается выбором длины волны (λ1-λ16), что позволяет одновременно обмениваться информацией с соседними узлами с использованием 16 потоков данных.The application of the proposed switch of optical signals makes it possible to simplify the construction of networks with a logical structure of the ring type and star topology. The switch operates without a power source. The route of the packet transmitted by the network node is determined by the choice of wavelength (λ1-λ16), which allows you to simultaneously exchange information with neighboring nodes using 16 data streams.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №5.809.190 (Fig.5).1. US patent No. 5.809.190 (Fig. 5).
2. Патент США №6.134.357 (Fig.4) (прототип).2. US patent No. 6.134.357 (Fig.4) (prototype).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137069/28A RU2346307C1 (en) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | Optical signal switching unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137069/28A RU2346307C1 (en) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | Optical signal switching unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2346307C1 true RU2346307C1 (en) | 2009-02-10 |
Family
ID=40546844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007137069/28A RU2346307C1 (en) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | Optical signal switching unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2346307C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538314C1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method of improving fault-tolerance of distributed optical switching and conflict-free wireless retroreflection switch therefor |
-
2007
- 2007-10-09 RU RU2007137069/28A patent/RU2346307C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538314C1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Method of improving fault-tolerance of distributed optical switching and conflict-free wireless retroreflection switch therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7343093B2 (en) | Protected bidirectional WDM network | |
CN105474565B (en) | Photon switch chip for expansible reconfigurable optical add/drop multiplexer | |
JP6021492B2 (en) | Optical cross-connect device | |
JPH10502500A (en) | Transmission network system with high transmission capacity for communication | |
JP5287993B2 (en) | Optical signal transmitter, optical signal receiver, wavelength division multiplexing optical communication device, and wavelength path system | |
JP2021164162A (en) | Pair routing between three undersea fiber optic cables | |
CN108604940B (en) | Optoelectronic switch | |
JP2004215272A (en) | Bidirectional self-healing ring-like optical communication network of wavelength division multiplexing system | |
RU2346307C1 (en) | Optical signal switching unit | |
RU2347245C1 (en) | Circuit changer of optical signals | |
JP3863134B2 (en) | Optical line distribution system | |
US10524029B2 (en) | Optical circuit switch | |
US6895186B2 (en) | System for accessing a wavelength-division-multiplexed bidirectional optical fiber ring network | |
RU2347250C1 (en) | Circuit changer of optical signals | |
RU2347246C1 (en) | Circuit changer of optical signals | |
RU2346316C1 (en) | Optical signal switching unit | |
RU2346308C1 (en) | Optical signal switching unit | |
RU2346311C1 (en) | Optical signal switching unit | |
RU2346310C1 (en) | Optical signal switching unit | |
RU2347248C1 (en) | Circuit changer of optical signals | |
RU2347247C1 (en) | Circuit changer of optical signals | |
RU2346309C1 (en) | Optical signal switching unit | |
RU2347249C1 (en) | Circuit changer of optical signals | |
JP2002262317A (en) | Optical add/drop device | |
EP1267589B1 (en) | Optical node unit, wavelength multiplexing optical transmission system, and wavelength separating method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091010 |