RU2347245C1

RU2347245C1 - Circuit changer of optical signals

Info

Publication number: RU2347245C1
Application number: RU2007137070/28A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Баринов (RU); Виктор Владимирович Баринов; с Борис Владимирович Шевкопл (RU); Борис Владимирович Шевкопляс
Original assignee: Виктор Владимирович Баринов; Борис Владимирович Шевкопляс
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2009-02-20

Abstract

FIELD: physics; communication.

SUBSTANCE: invention concerns to devices for coding, decoding and data transmission, presented by optical signals, in particular, to the circuit changers of optical signals applied in computer networks. The circuit changer contains 2N+1 logic blocks, N=1, 2, 3, …. The logic block contains first, second and third inlets-exits, the first inlet-exit of the logic block with number J=1, 2, …, 2N+1 is inlet-exit J th of the channel of the circuit changer. The second inlet-exit of the logic block with odd number J=1, 3, 5, …, 2N-1 is joined to the second inlet-exit of the logic block with the nearest major even number J=2, 4, 6, …, 2N. The second inlet-exit of the logic block with number J=2N+1 is joined to the third inlet-exit of the logic block with number J=1. The third inlet-exit of the logic block with odd number J=3, 5, …, 2N+1 is joined to the third inlet-exit of the logic block with the nearest smaller even number J=2, 4, 6,…, 2N.

EFFECT: simplification of the circuit changer of optical signals and expansion of its functionality.

2 cl, 7 dwg

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+1 логических блоков, N=1, 2, 3, …, логический блок содержит первый, второй и третий входы-выходы, первый вход-выход логического блока с номером J=1, 2, …, 2N+1 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 + 1 logical blocks, N = 1, 2, 3, ..., 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 + 1 is the input-output of the J-th 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+1 логических блоков, N=1, 2, 3, …, логический блок содержит первый, второй и третий входы-выходы, первый вход-выход логического блока с номером J=1, 2, …, 2N+1 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, второй вход-выход логического блока с номером J=2N+1 соединен с третьим входом-выходом логического блока с номером J=1, третий вход-выход логического блока с нечетным номером J=3, 5, …, 2N+1 соединен с третьим входом-выходом логического блока с ближайшим меньшим четным номером J=2, 4, 6, …, 2N, логические блоки с номерами J=1 и J=2 содержат волновые фильтры первого типа, логические блоки с номерами J=3, 4, 5, …, 2N+1 содержат волновые фильтры второго типа, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого и второго типа является первым входом-выходом соответствующего логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы волнового фильтра первого и второго типа являются соответственно вторым и третьим входами-выходами логического блока.The goal is achieved by the fact that in the optical signal switch containing 2N + 1 logical blocks, N = 1, 2, 3, ..., 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 + 1 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 second input-output of the logic block with the number J = 2N + 1 is connected to the third input-output of the logical block with rum J = 1, the third input-output of a logic block with an odd number J = 3, 5, ..., 2N + 1 is connected to the third input-output of a logic block with the nearest smaller even number J = 2, 4, 6, ..., 2N, logic blocks with numbers J = 1 and J = 2 contain wave filters of the first type, logic blocks with numbers J = 3, 4, 5, ..., 2N + 1 contain wave filters of the second type, multiplexed input-output of a wave filter of the first and second type is the first input-output of the corresponding logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the wave filter of the second and second types are, respectively, the second and third inputs and outputs of the logical unit.

В предлагаемом коммутаторе оптических сигналов волновые фильтры первого и второго типов 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 первого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ2, λ3, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа 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 первого типа 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, …, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ4, λ6, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ6, λ10, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ4, λ8, λ12, …, второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ4, λ8, λ12, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ6, λ10, …In the proposed optical signal switcher, the wave filters of the first and second types operate with optical signals with wavelengths numbered in the form of a number λ1, λ2, λ3, ..., the wavelength increases uniformly with increasing number, the multiplexed input-output of the wave filter of the first type is transparent to optical signals with wavelengths with the numbers λ1, λ2, λ3, ..., the first demultiplexed input-output of the wave filter of the first type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ1, λ3, λ5, ... and opaque of natural signals with wavelengths with the numbers λ2, λ4, λ6, ..., the second demultiplexed input-output of the wave filter of the first type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ2, λ4, λ6, ... and opaque for optical signals with wavelengths with the numbers λ1, λ3, λ5, ..., the multiplexed input-output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ2, λ4, λ6, ..., the first demultiplexed input and output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ6, λ10, ... and opaque for optical signals with wavelengths with the numbers λ4, λ8, λ12, ..., the second demultiplexed input-output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ4, λ8, λ12, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ6, λ10, ...

На фиг.1, а представлен упрощенный эскиз конструкции известного [1] волнового фильтра; на фиг.1, б и в - варианты диаграмм прозрачности волнового фильтра первого (F1) и второго (F2) типов; на фиг.2 и фиг.3, а - примеры трасс прохождения оптических сигналов через волновой фильтр первого типа; на фиг.3, б - пример включения фильтра первого типа в систему передачи данных. На фиг.4 представлены наиболее распространенные варианты топологии компьютерных сетей; на фиг.5, а, б - функциональная схема и диаграмма внутренних соединений предлагаемого трехканального коммутатора оптических сигналов; на фиг.6, а, б - функциональная схема и диаграмма внутренних соединений предлагаемого пятиканального коммутатора оптических сигналов; на фиг.7 - функциональная схема предлагаемого (2N+1)-канального коммутатора оптических сигналов (N=1, 2, 3, …).Figure 1, a presents a simplified sketch of the design of the known [1] wave filter; figure 1, b and c are variants of transparency diagrams of the wave filter of the first (F1) and second (F2) types; figure 2 and figure 3, a - examples of paths of the passage of optical signals through a wave filter of the first type; figure 3, b is an example of the inclusion of a filter of the first type in a data transmission system. Figure 4 presents the most common topologies for computer networks; figure 5, a, b - functional diagram and diagram of the internal connections of the proposed three-channel optical signal switch; Fig.6, a, b - functional diagram and diagram of the internal connections of the proposed five-channel optical signal switch; Fig.7 is a functional diagram of the proposed (2N + 1) -channel switch of optical signals (N = 1, 2, 3, ...).

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 в зависимости от настройки при его изготовлении (фильтр первого или второго типа) фильтр имеет обозначения F1 или F2. В любом случае 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 optical fibers 2 and 3 [1]. Hereinafter, depending on the setting during its manufacture (filter of the first or second type), the filter is designated F1 or F2. In any case, the filter is symmetrical in the sense that the pairs of its terminals X-W, W-X, Y-Z and Z-Y are functionally equivalent.

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, в. 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 FIGS. 1, b, c. 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 F1. 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.Graphs 4 and 5 (Fig. 1, b) represent one of the possible variants of the transparency diagrams of the channels X-Y and X-Z of the filter F1. Since the filter is symmetrical, the same graphs display the transparency diagrams of the W-Z and W-Y channels, as well as the two remaining channels obtained by mutually reverse substitution of the X, W symbols with the Y, Z symbols. Levels 0 and 100% correspond to the opaque and fully transparent channel states. The graphs for their simplification are represented by two antiphase sinusoids, although in reality their shape is more complex and depends on the filter manufacturing technology.

Из графика 4 следует, что канал X-Y (а также канал W-Z) фильтра F1 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 graph 4 it follows that the X-Y channel (as well as the W-Z channel) of the F1 filter is transparent for light with wavelengths λ1, λ3, λ5, ..., λ15 and opaque for light with wavelengths λ2, λ4, λ6, ..., λ16. If the channel is transparent, then light of the corresponding wavelengths can be transmitted through it in either or simultaneously in both directions. An opaque channel does not transmit light of the corresponding wavelengths in any direction.

График 5 показывает, что канал X-Z (а также канал W-Y) фильтра F1 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) of the F1 filter is transparent to light with wavelengths λ2, λ4, λ6, ..., λ16 and opaque to light with wavelengths λ1, λ3, λ5, ..., λ15.

Графики 6 и 7 (фиг.1, в) соответствуют одному из возможных вариантов диаграмм прозрачности каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F2. Они представлены синусоидами с удвоенными периодами по сравнению с графиками 4 и 5. Из графика 6 следует, что канал X-Y фильтра F2 прозрачен для света с длинами волн λ2, λ6, λ10, λ14 и непрозрачен для света с длинами волн λ4, λ8, λ12, λ16. График 7 противофазен графику 6 и отображает диаграмму прозрачности канала X-Z фильтра F2. Прозрачность каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F2 по отношению к световым сигналам с длинами волн λ1, λ3, λ5, …, λ15 неопределенна, но такие сигналы не поступают на этот фильтр в процессе его работы.Graphs 6 and 7 (figure 1, c) correspond to one of the possible variants of the transparency diagrams of the channels X-Y and X-Z (W-Z and W-Y) of the filter F2. They are represented by sinusoids with doubled periods compared to graphs 4 and 5. From graph 6 it follows that the channel XY of the filter F2 is transparent to light with wavelengths λ2, λ6, λ10, λ14 and opaque to light with wavelengths λ4, λ8, λ12, λ16. Graph 7 is out of phase with graph 6 and displays the transparency diagram of the X-Z channel of the F2 filter. The transparency of the X-Y and X-Z channels (W-Z and W-Y) of the F2 filter with respect to light signals with wavelengths λ1, λ3, λ5, ..., λ15 is undefined, but such signals do not arrive at this filter during its operation.

Примеры 8-13 трасс прохождения оптических сигналов через волновой фильтр F1 (фиг.2, а-е) показывают распространение группы световых сигналов через фильтр слева направо, справа налево и одновременно в обоих направлениях. В этих примерах один из выводов фильтра не используется.Examples 8-13 of the paths of the passage of optical signals through the wave filter F1 (figure 2, a-e) show the propagation of a group of light signals through the filter 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 12 (фиг.2, д), вход-выход X фильтра F1 (F2) далее именуется мультиплексированным входом-выходом, вход-выход Y - первым демультиплексированным входом-выходом, вход-выход Z - вторым демультиплексированным входом-выходом фильтра.In accordance with example 12 (Fig.2, d), the input-output X of the filter F1 (F2) is hereinafter referred to as multiplexed input-output, input-output Y - the first demultiplexed input-output, input-output Z - the second demultiplexed input-output filter.

В примерах 14-16, приведенных на фиг.2, ж, з и фиг.3, а, использованы все выводы фильтра F1.In examples 14-16, shown in figure 2, g, h and figure 3, a, used all the conclusions of the filter F1.

Примеры 14 и 15 показывают возможность применения фильтра F1 для сопряжения однонаправленных линий передачи оптических сигналов с двунаправленными.Examples 14 and 15 show the possibility of using the filter F1 to interface unidirectional transmission lines of optical signals with bidirectional.

В примере 14 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 F1 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 14, 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 F1 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 15 отличается от примера 14 направлениями передачи сигналов через выводы X и W фильтра F1.Example 15 differs from example 14 in the directions of signal transmission through the terminals X and W of the filter F1.

В примере 16 все подключенные к фильтру F1 линии двунаправленные. По каждой линии передаются 16 пар противоположно направленных оптических сигналов, каждая пара имеет одинаковую длину волны. По существу, эта схема представляет собой неполносвязный 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 F1, 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 16, all lines connected to the F1 filter are bi-directional. On each line 16 pairs of oppositely directed optical signals are transmitted, each pair has the same wavelength. In essence, this scheme is a non-connected switch capable of transmitting data in the directions: X → Y, X → Z, W → Y, W → Z, Y → X, Y → W, Z → X, Z → W. To select the direction of transmission (routing the information packet), the data source uses wavelengths with even or odd numbers. For example, an external source of the signal supplied to the input-output Z of the filter F1, wishing to transmit a message to the communication line connected to the input-outputs X or W, can use light pulses for this purpose with the corresponding wavelengths λ * 6 or λ * 15.

Непосредственная передача данных в смежных направлениях X→W, W→X, Y→Z, Z→Y невозможна. При наличии устройства-посредника 17 (фиг.3, б) такие передачи осуществимы. Например, внешний источник сигнала, подаваемого на вход-выход Z фильтра F, желая передать сообщение в линию связи 18, 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 (17). 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 F1 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. In the presence of an intermediary device 17 (FIG. 3, b), 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 communication line 18 connected to the inputs / outputs Y, can use light pulses with a wavelength of λ * 8 for this. These pulses pass to input-output X and are received by device Q (17). By preliminary "agreement" with this device, it immediately gives the received pulses back to the input-output X, but uses light with a wavelength of λ13 for this. Filter F1 transfers these pulses to input-output Y, as required.

Приведенные примеры (их можно распространить и на фильтр F2 второго типа с учетом его диаграммы прозрачности) показывают отмеченные ранее ограниченные возможности фильтра [1] при его использовании в качестве функционально-законченного коммутатора оптических сигналов в компьютерной сети.The above examples (they can be extended to the F2 filter of the second type, taking into account its transparency diagram) show the previously mentioned limited capabilities of the filter [1] when it is used as a functionally complete switch of optical signals in a computer network.

На фиг.4 представлены наиболее распространенные варианты топологии компьютерных сетей. Топология типа "общая шина" (фиг.4, a) 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 19 к общей магистрали 20. 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 4 presents the most common options for the topology of computer networks. The topology of the type of "common bus" (figure 4, 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 node 19 to a common trunk 20. This is not technologically advanced, in addition, each splitter divides the energy of the signal arriving at it into two parts, so that the levels of the received signals depend from the relative position of the transmitter and receiver.

Топология типа "звезда" с общим концентратором 21 (фиг.4, б) предполагает наличие радиальных связей между концентратором и узлами 22 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 22 к общей среде передачи сигналов.The topology of the star type with a common hub 21 (Fig. 4, b) implies the presence of radial connections between the hub and the nodes of the network 22. The concentrator summarizes all the optical signals entering it, distributes the total signal evenly between all channels, if possible, and simultaneously transmits it in the opposite directions. Some hubs work on the principle of distributing the input signal between all channels except for their own, which facilitates the detection of collisions while simultaneously addressing two or more nodes 22 to a common signal transmission medium.

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.4, в) узлы 23 соединены в последовательную замкнутую цепь. Недостатки, свойственные рассмотренным ранее сетям (фиг.4, 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. 4, c), the nodes 23 are connected in a series closed circuit. The disadvantages inherent in the previously discussed networks (figure 4, a, b), in this case are absent. Each node suspends the distribution of information packets addressed to it and transmits “foreign” packets to the next node.

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.4, г). Внешне она напоминает рассмотренную ранее сеть с топологией типа "звезда" (фиг.4, б), но вместо концентратора 21 в ней применен коммутатор 24, соединенный с узлами 25. В отличие от концентратора коммутатор 24 способен определенным образом объединять между собой оптические волокна, соединяющие его с узлами 25. Например, внутри коммутатора можно создать соединения, при которых сеть имеет кольцевую логическую структуру, аналогичную показанной на фиг.4, в. Стрелки 26 на фиг.4, г соответствуют маршрутам передачи пакетов между узлами 25. Как следует из приведенной схемы, передача пакетов между узлами 25 происходит, по существу, по стрелкам 27, как в сети с кольцевой топологией.This disadvantage is absent in the network with combined topology (figure 4, g). Outwardly, it resembles the previously considered network with a star topology (Fig. 4, b), but instead of a hub 21, it uses a switch 24 connected to nodes 25. Unlike a hub, switch 24 is capable of combining optical fibers in a certain way, connecting it with the nodes 25. For example, inside the switch, you can create connections in which the network has a ring logical structure similar to that shown in figure 4, c. Arrows 26 in FIG. 4, d correspond to packet transmission routes between nodes 25. As follows from the above diagram, packet transmission between nodes 25 occurs essentially along arrows 27, as in a network with a ring topology.

Изоляция и обход одного или нескольких неисправных узлов 25 осуществляется соответствующей настройкой внутренних цепей коммутатора 24 и не затрагивает узлы сети и линии связи.Isolation and bypass of one or more faulty nodes 25 is carried out by the corresponding adjustment of the internal circuits of the switch 24 and does not affect the network nodes and communication lines.

Коммутатор 28 [2] (фиг.4, д) содержит 2N+1 логических блоков 29, N=1, 2, 3, … Логический блок 29 содержит первый 30, второй 31 и третий 32 входы-выходы, первый 30 вход-выход логического блока с номером J=1, 2, …, 2N является входом-выходом J-го канала коммутатора. Входы-выходы 30 логических блоков 29 соединены с узлами 33 сети. Вход-выход 32 логического блока с номером J соединен с входом-выходом 31 соседнего логического блока с номером J+1 (J=1, 2, …, 2N), вход-выход 32 логического блока с номером 2N+1 соединен с входом-выходом 31 логического блока с номером J=1.The switch 28 [2] (Fig. 4, d) contains 2N + 1 logic blocks 29, N = 1, 2, 3, ... Logical block 29 contains the first 30, second 31 and third 32 inputs / outputs, first 30 input / output logical unit with the number J = 1, 2, ..., 2N is the input-output of the J-th channel of the switch. The inputs / outputs 30 of the logical blocks 29 are connected to the nodes 33 of the network. The input-output 32 of the logical block with the number J is connected to the input-output 31 of the adjacent logical block with the number J + 1 (J = 1, 2, ..., 2N), the input-output 32 of the logical block with the number 2N + 1 is connected to the input- output 31 of the logic block with the number J = 1.

Логические блоки 29 могут быть настроены на передачу сигналов между узлами 33 по кольцевой схеме, как было показано на фиг.4, г.Logic blocks 29 can be configured to transmit signals between nodes 33 in a ring circuit, as was shown in figure 4,

Предлагаемый коммутатор (трехканальный вариант, N=1, J=1, 2, 3), показанный на фиг.5, а, содержит 2N+1=3 логических блока 34-36, логический блок содержит первый 37, второй 38 и третий 39 входы-выходы. Первый вход-выход 37 логического блока 34 (35, 36) с номером J=1 (J=2, J=3) является входом-выходом первого 40 (второго 41, третьего 42) канала коммутатора.The proposed switch (three-channel version, N = 1, J = 1, 2, 3), shown in Fig. 5a, contains 2N + 1 = 3 logical blocks 34-36, the logical block contains the first 37, second 38 and third 39 inputs and outputs. The first input-output 37 of the logical unit 34 (35, 36) with the number J = 1 (J = 2, J = 3) is the input-output of the first 40 (second 41, third 42) channel of the switch.

Второй вход-выход 38 логического блока 34 с нечетным номером J=2N-1=1 соединен со вторым входом-выходом 38 логического блока 35 с ближайшим большим четным номером J=2N=2, второй вход-выход 38 логического блока 36 с номером J=2N+1=3 соединен с третьим входом-выходом 39 логического блока 34 с номером J=1, третий вход-выход 39 логического блока 36 с нечетным номером J=2N+1=3 соединен с третьим входом-выходом 39 логического блока 35 с ближайшим меньшим четным номером J=2.The second input-output 38 of the logical block 34 with an odd number J = 2N-1 = 1 is connected to the second input-output 38 of the logical block 35 with the nearest large even number J = 2N = 2, the second input-output 38 of the logical block 36 with number J = 2N + 1 = 3 is connected to the third input-output 39 of the logical block 34 with the number J = 1, the third input-output 39 of the logical block 36 with the odd number J = 2N + 1 = 3 is connected to the third input-output 39 of the logical block 35 with the nearest lower even number J = 2.

Логические блоки 34 и 35 с номерами J=1 и J=2 содержат волновые фильтры F1 первого типа (фиг.1, а, б), логический блок с номером J=2N+1=3 содержит волновой фильтр F2 второго типа (фиг.1, а, в), мультиплексированный вход-выход X волнового фильтра первого и второго типа является первым входом-выходом 37 соответствующего логического блока 34-36, первый Y и второй Z демультиплексированные входы-выходы волнового фильтра первого и второго типа являются соответственно вторым 38 и третьим 39 входами-выходами логического блока.Logic blocks 34 and 35 with numbers J = 1 and J = 2 contain wave filters F1 of the first type (Fig. 1, a, b), logic block with number J = 2N + 1 = 3 contains a wave filter F2 of the second type (Fig. 1a, c), the multiplexed input-output X of the wave filter of the first and second type is the first input-output 37 of the corresponding logic unit 34-36, the first Y and second Z demultiplexed inputs and outputs of the wave filter of the first and second type are respectively the second 38 and the third 39 inputs and outputs of the logical unit.

При включении коммутатора в компьютерную сеть ее узлы подключаются к входам-выходам 40-42 первого - третьего каналов (J=1, 2, 3). Для удобства изложения на фиг.5 каналы обозначены буквами А, В, и С.When the switch is switched on to the computer network, its nodes are connected to the inputs and outputs 40-42 of the first and third channels (J = 1, 2, 3). For convenience of presentation in figure 5, the channels are indicated by the letters A, B, and C.

Для обмена данными между узлами сети используются оптические сигналы с длинами волн λ1, λ2, … λ8, λ10, λ12, λ14 и λ16 из множества сигналов с длинами волн λ1-λ16, равномерно распределенными на горизонтальных числовых осях диаграммы 43, показанной на фиг.5, б. Соседние длины волн разделены промежутками 100 нм.To exchange data between network nodes, optical signals with wavelengths λ1, λ2, ... λ8, λ10, λ12, λ14 and λ16 from a plurality of signals with wavelengths λ1-λ16 uniformly distributed on the horizontal numerical axes of diagram 43 shown in FIG. 5 are used. b. Adjacent wavelengths are separated by gaps of 100 nm.

На диаграмме 43 точки 44 и дуги 45 между ними отображают пары каналов (А-В, А-С, В-С), 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, λ7. Эта группа длин волн может быть расширена резервными длинами волн λ9, λ11, λ13, λ15, что отражено на диаграмме 43 кружками 46 и дугами между ними. Узлы сети, подключенные к каналам А и С, обмениваются данными с использованием длин волн λ2, λ6, λ10, λ14, что отображается удлиненными дугами на диаграмме 43. Узлы сети, подключенные к каналам В и С, обмениваются данными с использованием длин волн λ4, λ8, λ12, λ16.In diagram 43, points 44 and arcs 45 between them display pairs of channels (AB, AC, BC) that use a predetermined 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, λ7. This group of wavelengths can be expanded with reserve wavelengths λ9, λ11, λ13, λ15, which is shown in diagram 43 by circles 46 and arcs between them. Network nodes connected to channels A and C exchange data using wavelengths λ2, λ6, λ10, λ14, which is shown by elongated arcs in diagram 43. Network nodes connected to channels B and C exchange data using wavelengths λ4, λ8, λ12, λ16.

Для указания направлений передачи сигналов через коммутатор, показанный на фиг.5, а, приняты следующие обозначения. В записи вида "λ1^А" верхний индекс указывает источник сигнала (в данном примере это устройство, подключенное к каналу А) с длиной волны λ1. Таким образом:To indicate the directions of signal transmission through the switch, shown in figure 5, a, the following notation. In a record of the form “λ1 ^A ”, the superscript indicates the source of the signal (in this example, a device connected to channel A) with a wavelength of λ1. In this way:

λ1^А, λ3^A, λ5^A, λ7^A - длины волн для передачи данных из канала А в канал В;λ1 ^A , λ3 ^A , λ5 ^A , λ7 ^A - wavelengths for data transmission from channel A to channel B;

λ1^B, λ3^B, λ5^B, λ7^B - длины волн для передачи данных из канала В в канал А;λ1 ^B , λ3 ^B , λ5 ^B , λ7 ^B - wavelengths for data transmission from channel B to channel A;

λ2^A, λ6^A, λ10^A, λ14^A - длины волн для передачи данных из канала А в канал С;λ2 ^A , λ6 ^A , λ10 ^A , λ14 ^A - wavelengths for data transmission from channel A to channel C;

λ2^C, λ6^C, λ10^C, λ14^C - длины волн для передачи данных из канала С в канал А;λ2 ^C , λ6 ^C , λ10 ^C , λ14 ^C - wavelengths for data transmission from channel C to channel A;

λ4^B, λ8^B, λ12^B, λ16^B - длины волн для передачи данных из канала В в канал С;λ4 ^B , λ8 ^B , λ12 ^B , λ16 ^B - wavelengths for data transmission from channel B to channel C;

λ4^C, λ8^C, λ12^C, λ16^C - длины волн для передачи данных из канала С в канал В.λ4 ^C , λ8 ^C , λ12 ^C , λ16 ^C - wavelengths for data transmission from channel C to channel B.

В данном случае каждый узел сети может одновременно и двусторонне обмениваться данными с двумя ближайшими соседними узлами с использованием в каждом направлении приема-передачи четырех длин волн (не считая четырех резервных длин волн для обмена данными между каналами А и В).In this case, each network node can simultaneously and bilaterally exchange data with the two nearest neighboring nodes using four wavelengths in each receive-transmit direction (not counting the four backup wavelengths for data exchange between channels A and B).

Пятиканальный вариант предлагаемого коммутатора (N=2, J=1, 2, 3, 4, 5), показанный на фиг.6, а, содержит 2N+1=5 логических блоков 47-51, логический блок содержит первый 52, второй 53 и третий 54 входы-выходы. Первый вход-выход 52 логического блока с номером J является входом-выходом первого 55 второго 56, третьего 57, четвертого 58 и пятого 59 каналов коммутатора.The five-channel version of the proposed switch (N = 2, J = 1, 2, 3, 4, 5), shown in Fig.6a, contains 2N + 1 = 5 logical blocks 47-51, the logical block contains the first 52, the second 53 and the third 54 inputs and outputs. The first input-output 52 of the logical unit with number J is the input-output of the first 55 of the second 56, third 57, fourth 58 and fifth 59 channels of the switch.

Второй вход-выход 53 логического блока 47 (49) с номером J=1 (J=3) соединен со вторым входом-выходом 53 логического блока 48 (50) с ближайшим большим четным номером J=2 (J=4), второй вход-выход 53 логического блока 51 с номером J=2N+1=5 соединен с третьим входом-выходом 54 логического блока 47 с номером J=1, третий вход-выход 54 логического блока 49 (51) с номером J=3 (J=2N+1=5) соединен с третьим входом-выходом 54 логического блока 48 (50) с ближайшим меньшим четным номером J=2 (J=4).The second input-output 53 of the logical unit 47 (49) with the number J = 1 (J = 3) is connected to the second input-output 53 of the logical unit 48 (50) with the nearest large even number J = 2 (J = 4), the second input - output 53 of logic block 51 with number J = 2N + 1 = 5 is connected to the third input-output 54 of logic block 47 with number J = 1, the third input-output 54 of logic block 49 (51) with number J = 3 (J = 2N + 1 = 5) is connected to the third input-output 54 of the logic unit 48 (50) with the nearest smaller even number J = 2 (J = 4).

Логические блоки 47 и 48 с номерами J=1 и J=2 содержат волновые фильтры F1 первого типа (фиг.1, а, б), логический блок с номерами J=3, J=4 и J=2N+1=5 содержат волновой фильтр F2 второго типа (фиг.1, а, в), мультиплексированный вход-выход X волнового фильтра первого и второго типа является первым входом-выходом 52 соответствующего логического блока 47-51, первый Y и второй Z демультиплексированные входы-выходы волнового фильтра первого и второго типа являются соответственно вторым 53 и третьим 54 входами-выходами логического блока.Logic blocks 47 and 48 with numbers J = 1 and J = 2 contain wave filters F1 of the first type (Fig. 1, a, b), logic block with numbers J = 3, J = 4 and J = 2N + 1 = 5 contain the wave filter F2 of the second type (Fig. 1, a, c), the multiplexed input-output X of the wave filter of the first and second type is the first input-output 52 of the corresponding logic unit 47-51, the first Y and second Z are the demultiplexed inputs and outputs of the wave filter the first and second types are respectively the second 53 and third 54 inputs and outputs of the logical unit.

Так же, как и в рассмотренном варианте построения коммутатора (фиг.5, а), в данном случае для обмена данными между узлами сети используются оптические сигналы с длинами волн λ1, λ2, … λ8, λ10, λ12, λ14 и λ16 из множества сигналов с длинами волн λ1-λ16, равномерно распределенными на горизонтальных числовых осях диаграммы 60, показанной на фиг.6, б.As in the considered embodiment of the switch construction (Fig. 5, a), in this case, optical signals with wavelengths λ1, λ2, ... λ8, λ10, λ12, λ14, and λ16 from the set of signals are used to exchange data between network nodes with wavelengths λ1-λ16 uniformly distributed on the horizontal numerical axes of the diagram 60 shown in Fig.6, b.

Из диаграммы 60 следует, что одна и та же длина волны может использоваться для передачи данных между одной или двумя парами узлов сети, подключенных к соседним каналам. Так, сигнал с длиной волны λ1 используется только для передачи данных по двунаправленной цепи А-В. Сигнал с длиной волны λ2 используется как для передачи данных по цепи А-Е, так и по цепи С-D и т.д.From diagram 60 it follows that the same wavelength can be used to transfer data between one or two pairs of network nodes connected to adjacent channels. So, a signal with a wavelength of λ1 is used only for data transmission on a bidirectional circuit AB. A signal with a wavelength of λ2 is used both for data transmission on the A-E circuit, and on the C-D circuit, etc.

Так же, как и в рассмотренном варианте построения коммутатора (фиг.5, а), в данном случае для обмена данными между узлами сети подключенными к соседним каналам А и В, могут использоваться резервные длины волн λ9, λ11, λ13 и λ15.As in the considered embodiment of the switch construction (Fig. 5, a), in this case, reserve wavelengths λ9, λ11, λ13 and λ15 can be used to exchange data between network nodes connected to neighboring channels A and B.

В общем случае предлагаемый коммутатор оптических сигналов, показанный на фиг.7, содержит 2N+1 логических блоков 61-67, N=1, 2, 3, …, логический блок содержит первый 68, второй 69 и третий 70 входы-выходы, первый вход-выход 68 логического блока с номером J=1, 2, …, 2N+1 является входом-выходом J-го канала коммутатора.In the General case, the proposed optical signal switch, shown in Fig.7, contains 2N + 1 logical blocks 61-67, N = 1, 2, 3, ..., the logical block contains the first 68, second 69 and third 70 inputs and outputs, the first input-output 68 of the logical unit with the number J = 1, 2, ..., 2N + 1 is the input-output of the J-th channel of the switch.

Второй вход-выход 69 логического блока 61, 63, 65 с нечетным номером J=1, 3, 5, …, 2N-1 соединен со вторым входом-выходом логического блока 62, 64, 66 с ближайшим большим четным номером J=2, 4, 6, …, 2N, второй вход-выход 69 логического блока 67 с номером J=2N+1 соединен с третьим входом-выходом 70 логического блока 61 с номером J=1, третий вход-выход 70 логического блока 63, 65 67 с нечетным номером J=3, 5, …, 2N+1 соединен с третьим входом-выходом 70 логического блока 62, 64, 66 с ближайшим меньшим четным номером J=2, 4, 6, …, 2N.The second input-output 69 of the logical block 61, 63, 65 with an odd number J = 1, 3, 5, ..., 2N-1 is connected to the second input-output of the logical block 62, 64, 66 with the nearest large even number J = 2, 4, 6, ..., 2N, the second input-output 69 of the logical block 67 with the number J = 2N + 1 is connected to the third input-output 70 of the logical block 61 with the number J = 1, the third input-output 70 of the logical block 63, 65 67 with an odd number J = 3, 5, ..., 2N + 1 is connected to the third input-output 70 of the logic block 62, 64, 66 with the nearest smaller even number J = 2, 4, 6, ..., 2N.

Логические блоки 61 и 62 с номерами J=1 и J=2 содержат волновые фильтры первого типа, логические блоки 63-67 с номерами J=3, 4, 5, …, 2N+1 содержат волновые фильтры второго типа, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого и второго типа является первым входом-выходом 68 соответствующего логического блока 61-67. первый и второй демультиплексированные входы-выходы волнового фильтра первого и второго типа являются соответственно вторым 69 и третьим 70 входами-выходами логического блока.Logic blocks 61 and 62 with numbers J = 1 and J = 2 contain wave filters of the first type, logic blocks 63-67 with numbers J = 3, 4, 5, ..., 2N + 1 contain wave filters of the second type, multiplexed input-output the wave filter of the first and second type is the first input-output 68 of the corresponding logical block 61-67. the first and second demultiplexed inputs and outputs of the wave filter of the first and second type are, respectively, the second 69 and third 70 inputs and outputs of the logic unit.

Волновые фильтры первого и второго типов, как было показано на фиг.1, а-в, оперируют оптическими сигналами с длинами волн, пронумерованными в виде ряда λ1, λ2, λ3, … (в общем случае число длин волн не ограничивается шестнадцатью), длина волны равномерно возрастает по мере увеличения ее номера, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ2, λ3, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа 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 первого типа 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, …, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ4, λ6, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ6, λ10, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ4, λ8, λ12, …, второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ4, λ8, λ12, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ6, λ10, …Wave filters of the first and second types, as shown in Fig. 1, a-c, operate with optical signals with wavelengths numbered in the form of a series of λ1, λ2, λ3, ... (in the general case, the number of wavelengths is not limited to sixteen), length the wave increases uniformly as its number increases, the multiplexed input-output of the wave filter of the first type is transparent for optical signals with wavelengths λ1, λ2, λ3, ..., the first demultiplexed input-output of the wave filter of the first type is transparent for optical signals with lengths of wave with numbers λ1, λ3, λ5, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ4, λ6, ..., the second demultiplexed input-output wave filter of the first type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ4, λ6, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ1, λ3, λ5, ..., the multiplexed input-output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ4, λ6, ..., the first demultiplexed input is the output of the wave filter of the second type is transparent to optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ6, λ10, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ4, λ8, λ12, ..., the second demultiplexed input-output of a wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ4, λ8, λ12, ... and is opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ6, λ10, ...

Так же как и в схемах, представленных на фиг.5 и фиг.6, соседние узлы компьютерной сети обмениваются данными с использованием соответствующих длин волн в зависимости от сочетания номеров J каналов коммутатора.As in the schemes shown in FIGS. 5 and 6, neighboring nodes of the computer network exchange data using the appropriate wavelengths, depending on the combination of the J channel numbers of the switch.

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, что позволяет одновременно обмениваться информацией с соседними узлами с использованием нескольких 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, which allows you to simultaneously exchange information with neighboring nodes using multiple 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

1. The optical signal switch containing 2N + 1 logical blocks, N = 1, 2, 3, ..., 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 + 1 is the input-output of the J-th channel of the switch, characterized in that 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 second input-output of the logic block with the number J = 2N + 1 is connected to the third input-output of the logical block with the number J = 1, the third input-output of a logic block with an odd number J = 3, 5, ..., 2N + 1 is connected to the third input-output of a logical block with the nearest smaller even number J = 2, 4, 6, ..., 2N, logical blocks with numbers J = 1 and J = 2 contain wave filters of the first type, logic blocks with numbers J = 3, 4, 5, ..., 2N + 1 contain wave filters of the second type, multiplexed input-output of the wave filter of the first and second types is the first the input-output of the corresponding logical block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the wave filter and the second type are respectively second and third logic block inputs-outputs.

2. The optical signal switch according to claim 1, characterized in that the wave filters of the first and second types operate with optical signals with wavelengths numbered in the form of a series of λ1, λ2, λ3, ..., the wavelength increases uniformly as its number increases, multiplexed the input-output of the wave filter of the first type is transparent for optical signals with wavelengths λ1, λ2, λ3, ..., the first demultiplexed input-output of the wave filter of the first type is transparent for optical signals with wavelengths λ1, λ3, λ5, ... and not about Designed for optical signals with wavelengths λ2, λ4, λ6, ..., the second demultiplexed input-output of the wave filter of the first type is transparent for optical signals with wavelengths λ1, λ4, λ6, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ1, λ3, λ5, ..., the multiplexed input-output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ2, λ4, λ6, ..., the first demultiplexed input and output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with lengths in flax with numbers λ2, λ6, λ10, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ4, λ8, λ12, ..., the second demultiplexed input-output of a wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ4, λ8, λ12, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ6, λ10, ....