RU2347248C1

RU2347248C1 - Circuit changer of optical signals

Info

Publication number: RU2347248C1
Application number: RU2007138929/28A
Authority: RU
Inventors: Сергей Маратович Сухман (RU); Сергей Маратович Сухман; с Борис Владимирович Шевкопл (RU); Борис Владимирович Шевкопляс
Original assignee: Сергей Маратович Сухман; Борис Владимирович Шевкопляс
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
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 seven logic blocks, the logic block contains the first-seventh inlets-exits, the first inlet-exit of the first-seventh logic blocks is accordingly an inlet-exit of the first-seventh channels of the circuit changer, the first-sixth logic blocks in addition contain the eighth inlet-exit, the second-eighth inlets-exits of the first logic block are joined accordingly to the second inlet-exit of the second logic block, with the third inlet-exit of the seventh logic block, with the fifth inlet-exit of the third logic block, with the fifth inlet-exit of the sixth logic block, with the seventh inlet-exit of the fourth logic block, with the seventh inlet-exit of the fifth logic block and with the eighth inlet-exit of the second logic block, the third-seventh inlets-exits of the second logic block are joined according to the third inlet-exit of the third logic block, to the fourth inlet-exit of the fourth logic block, with the fifth inlet-exit of the seventh logic block, with the sixth inlet-exit of the fifth logic block and with the seventh inlet-exit of the sixth logic block.

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

2 cl, 13 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 семь логических блоков, логический блок содержит первый-седьмой входы-выходы, первый вход-выход первого-седьмого логических блоков является соответственно входом-выходом первого-седьмого каналов 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". Возможны и иные настройки.A known optical signal switch [2], containing seven logical blocks, the logical block contains the first to seventh inputs-outputs, the first input-output of the first-seventh logical blocks is, respectively, the input-output of the first-seventh channels 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. Other settings are also possible.

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 семь логических блоков, логический блок содержит первый-седьмой входы-выходы, первый вход-выход первого-седьмого логических блоков является соответственно входом-выходом первого-седьмого каналов коммутатора, первый-шестой логические блоки дополнительно содержат восьмой вход-выход, второй-восьмой входы-выходы первого логического блока соединены соответственно со вторым входом-выходом второго логического блока, с третьим входом-выходом седьмого логического блока, с пятым входом-выходом третьего логического блока, с пятым входом-выходом шестого логического блока, с седьмым входом-выходом четвертого логического блока, с седьмым входом-выходом пятого логического блока и с восьмым входом-выходом второго логического блока, третий-седьмой входы-выходы второго логического блока соединены соответственно с третьим входом-выходом третьего логического блока, с четвертым входом-выходом четвертого логического блока, с пятым входом-выходом седьмого логического блока, с шестым входом-выходом пятого логического блока и с седьмым входом-выходом шестого логического блока, второй, четвертый и шестой-восьмой входы-выходы третьего логического блока соединены соответственно со вторым входом-выходом четвертого логического блока, с четвертым входом-выходом пятого логического блока, с шестым входом-выходом четвертого логического блока, с шестым входом-выходом шестого логического блока и с седьмым входом-выходом седьмого логического блока, третий, пятый и восьмой входы выходы четвертого логического блока соединены соответственно с третьим входом-выходом пятого логического блока, с четвертым входом-выходом шестого логического блока и с шестым входом-выходом седьмого логического блока, второй, пятый и восьмой входы-выходы пятого логического блока соединены соответственно со вторым входом-выходом шестого логического блока, с четвертым входом-выходом седьмого логического блока и с восьмым входом-выходом шестого логического блока, третий вход-выход шестого логического блока соединен со вторым входом-выходом седьмого логического блока, первый-шестой логические блоки содержат первый-шестой волновые фильтры, седьмой логический блок содержит первый-пятый волновые фильтры, в первом-седьмом логических блоках мультиплексированный вход-выход первого волнового фильтра является первым входом-выходом соответствующего логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы первого волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами второго и третьего волновых фильтров, в первом логическом блоке первый и второй демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами четвертого и пятого волновых фильтров, первый и второй демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированным входом-выходом шестого волнового фильтра и со вторым входом-выходом первого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра соединены соответственно с восьмым и седьмым входами-выходами первого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра соединены соответственно с шестым и пятым входами-выходами первого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы шестого волнового фильтра соединены соответственно с четвертым и третьим входами-выходами первого логического блока, во втором и шестом логических блоках первый и второй демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами четвертого и пятого волновых фильтров, первый и второй демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра соединены соответственно с четвертым входом-выходом соответствующего логического блока и с мультиплексированным входом-выходом шестого волнового фильтра, первый и второй демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра соединены соответственно с восьмым и седьмым входами-выходами соответствующего логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра соединены соответственно с шестым и пятым входами-выходами соответствующего логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы шестого волнового фильтра соединены соответственно с третьим и вторым входами-выходами соответствующего логического блока, в третьем и четвертом логических блоках первый и второй демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра соединены соответственно с восьмым входом-выходом соответствующего логического блока и с мультиплексированным входом-выходом четвертого волнового фильтра, первый и второй демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами пятого и шестого волновых фильтров, первый и второй демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра соединены соответственно с седьмым и шестым входами-выходами соответствующего логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра соединены соответственно с пятым и четвертым входами-выходами соответствующего логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы шестого волнового фильтра соединены соответственно с третьим и вторым входами-выходами соответствующего логического блока, в пятом логическом блоке первый и второй демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированным входом-выходом четвертого волнового фильтра и с шестым входом-выходом пятого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами пятого и шестого волновых фильтров, первый и второй демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра соединены соответственно с восьмым и седьмым входами-выходами пятого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра соединены соответственно с пятым и четвертым входами-выходами пятого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы шестого волнового фильтра соединены соответственно с третьим и вторым входами-выходами первого логического блока, в седьмом логическом блоке первый и второй демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированным входом-выходом четвертого волнового фильтра и с пятым входом-выходом седьмого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированным входом-выходом пятого волнового фильтра и со вторым входом-выходом седьмого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра соединены соответственно с седьмым и шестым входами-выходами седьмого логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра соединены соответственно с четвертым и третьим входами-выходами седьмого логического блока, первые-третьи волновые фильтры первого-седьмого логических блоков являются соответственно волновыми фильтрами первого-третьего типов, четвертые волновые фильтры первого, второго, пятого-седьмого логических блоков являются волновыми фильтрами четвертого типа, пятые волновые фильтры первого, второго, шестого логических блоков, а также четвертые волновые фильтры третьего и четвертого логических блоков являются волновыми фильтрами пятого типа, шестой волновой фильтр первого логического блока, а также пятые волновые фильтры третьего-пятого и седьмого логических блоков являются волновыми фильтрами шестого типа, шестые волновые фильтры второго-шестого логических блоков являются волновыми фильтрами седьмого типа.The goal is achieved in that in the optical signal switch containing seven logical blocks, the logical block contains the first-seventh inputs / outputs, the first input-output of the first-seventh logical blocks is the input-output of the first-seventh channels of the switch, the first-sixth logical blocks additionally contain an eighth input-output, the second-eighth inputs-outputs of the first logical block are connected respectively to the second input-output of the second logical block, with the third input-output of the seventh logical block , with the fifth input-output of the third logical unit, with the fifth input-output of the sixth logical unit, with the seventh input-output of the fourth logical unit, with the seventh input-output of the fifth logical unit and with the eighth input-output of the second logical unit, third-seventh inputs - the outputs of the second logical block are connected respectively with the third input-output of the third logical block, with the fourth input-output of the fourth logical block, with the fifth input-output of the seventh logical block, with the sixth input-output of the fifth logical block and with the seventh input-output of the sixth logical block, the second, fourth and sixth-eighth inputs and outputs of the third logical block are connected respectively to the second input-output of the fourth logical block, with the fourth input-output of the fifth logical block, with the sixth input-output the fourth logical block, with the sixth input-output of the sixth logical block and with the seventh input-output of the seventh logical block, the third, fifth and eighth inputs of the outputs of the fourth logical block are connected respectively to the third input - the output of the fifth logical block, with the fourth input-output of the sixth logical block and with the sixth input-output of the seventh logical block, the second, fifth and eighth inputs and outputs of the fifth logical block are connected respectively to the second input-output of the sixth logical block, with the fourth input the output of the seventh logical block and with the eighth input-output of the sixth logical block, the third input-output of the sixth logical block is connected to the second input-output of the seventh logical block, the first to sixth logical blocks contain the first fifth to sixth wave filters, the seventh logic block contains the first to fifth wave filters, in the first to seventh logic blocks the multiplexed input-output of the first wave filter is the first input-output of the corresponding logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the first wave filter are connected respectively with multiplexed inputs and outputs of the second and third wave filters, in the first logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter three are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs of the fourth and fifth wave filters, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter are connected respectively to the multiplexed input and output of the sixth wave filter and to the second input-output of the first logic unit, the first and second demultiplexed inputs are the outputs of the fourth wave filter are connected respectively to the eighth and seventh inputs-outputs of the first logical unit, the first and second demultiplexes the fifth-wave filter inputs and outputs are connected respectively to the sixth and fifth inputs-outputs of the first logic unit, the first and second demultiplexed wave-filter inputs and outputs are connected to the fourth and third inputs and outputs of the first logical unit, the first and second logical units and the second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs of the fourth and fifth wave filters, the first and second a swarm of demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter are connected respectively to the fourth input-output of the corresponding logic unit and to the multiplexed input and output of the sixth wave filter, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fourth wave filter are connected to the eighth and seventh inputs and outputs of the corresponding logic block , the first and second demultiplexed inputs-outputs of the fifth wave filter are connected respectively to the sixth and fifth inputs-output Dams of the corresponding logical block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the sixth wave filter are connected respectively to the third and second inputs and outputs of the corresponding logical block, in the third and fourth logical blocks the first and second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter are connected to the eighth input the output of the corresponding logical unit and with multiplexed input-output of the fourth wave filter, the first and second demultiplexed inputs The s-outputs of the third wave filter are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs of the fifth and sixth wave filters, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fourth wave filter are connected to the seventh and six inputs and outputs of the corresponding logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter connected respectively to the fifth and fourth inputs and outputs of the corresponding logical unit, the first and second demultiplexed in the outputs of the sixth wave filter are connected respectively to the third and second inputs and outputs of the corresponding logic unit, in the fifth logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter are connected respectively to the multiplexed input and output of the fourth wave filter and to the sixth input-output of the fifth logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs of the fifth o and the sixth wave filter, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fourth wave filter are connected to the eighth and seventh inputs and outputs of the fifth logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter are connected to the fifth and fourth inputs and outputs of the fifth logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the sixth wave filter are connected respectively to the third and second inputs and outputs of the first logical unit, in the seventh logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter are connected respectively to the multiplexed input-output of the fourth wave filter and to the fifth input-output of the seventh logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter are respectively connected to the multiplexed input-output the fifth wave filter and with the second input-output of the seventh logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fourth the main filter are connected respectively to the seventh and sixth inputs and outputs of the seventh logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter are connected to the fourth and third inputs and outputs of the seventh logic block, the first and third wave filters of the first to seventh logical blocks are respectively wave filters of the first to third types, fourth wave filters of the first, second, fifth to seventh logic blocks are wave filters of the fourth type, the fifth wave filters of the first, second, sixth logical blocks, as well as the fourth wave filters of the third and fourth logical blocks are the fifth type wave filters, the sixth wave filter of the first logical block, and the fifth wave filters of the third, fifth and seventh logic blocks are the sixth wave filters type, the sixth wave filters of the second to sixth logical blocks are wave filters of the seventh type.

В предлагаемом коммутаторе оптических сигналов волновые фильтры первого-седьмого 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 λ1, λ3, λ5, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ5, λ9, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ3, λ7, λ11, …, второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ3, λ7, λ11, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ5, λ9, …, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра третьего типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ4, λ6, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра третьего 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 третьего 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, …, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра четвертого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ5, λ9, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра четвертого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ9… и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ5, λ13, …, второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра четвертого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ5, λ13, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ1, λ9, …, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра пятого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ3, λ7, λ11, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра пятого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ3, λ11, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ7, λ15, …, второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра пятого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ7, λ15, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ3, λ11, …, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра шестого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ6, λ10, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра шестого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ10, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ6, λ14, …, второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра шестого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ6, λ14, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ2, λ10, …, мультиплексированный вход-выход волнового фильтра седьмого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ4, λ8, λ12, …, первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра седьмого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ4, λ12, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ8, λ16, …, второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра седьмого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ8, λ16, … и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами λ4, λ12…In the proposed switch of optical signals, wave filters of the first to seventh types operate with optical signals with wavelengths numbered in the form of a series of 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 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 numbers λ1, λ3, λ5, ... and is opaque to opt 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 numbers λ1, λ3, λ5, ..., the first demultiplexed input-output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ1, λ5, λ9, ... and opaque for optical signals with wavelengths with the numbers λ3, λ7, λ11, ..., the second demultiplexed input-output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ3, λ7, λ11, ... and opaque for optical signals with wavelengths with the numbers λ1, λ5, λ9, ..., the multiplexed input-output of the wave filter of the third type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ2, λ4, λ6, ..., the first demultiplexed input-output of the wave filter third type is transparent to optical signals with wavelengths λ2, λ6, λ10, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ4, λ8, λ12, ..., the second demultiplexed input-output wave filter of the third type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ4 , λ8, λ12, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ2, λ6, λ10, ..., the multiplexed input-output of the fourth wave filter is transparent for optical signals with wavelengths λ1, λ5, λ9, ..., the first demultiplexed input-output wave filter the fourth type is transparent for optical signals with wavelengths λ1, λ9 ... and opaque for optical signals with wavelengths λ5, λ13, ..., the second demultiplexed input-output wave filter of the fourth type is transparent for optical signals with wavelengths λ5 , λ13, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ1, λ9, ..., the fifth type multiplexed input-output of a wave filter of the fifth type is transparent for optical signals with wavelengths λ3, λ7, λ11, ..., the first demultiplexed input the fifth type wave filter d-output is transparent for optical signals with wavelengths λ3, λ11, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ7, λ15, ..., the second demultiplexed fifth-type wave filter input-output is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ7, λ15, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ3, λ11, ..., the multiplexed input-output of the wave filter of the sixth type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ6, λ10, ... first demul the sixth type of waveform input-output filter is transparent for optical signals with wavelengths λ2, λ10, ... and opaque for wavelengths with optical numbers λ6, λ14, ..., the second demultiplexed sixth waveform filter input-output is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ6, λ14, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ10, ..., the multiplexed input-output of the seventh type wave filter is transparent for optical signals with wavelengths with numbers 4, λ8, λ12, ..., the first demultiplexed input-output of a wave filter of the seventh type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ4, λ12, ... and opaque for optical signals with wavelengths with the numbers λ8, λ16, ..., the second demultiplexed input The output of the wave filter of the seventh type is transparent for optical signals with wavelengths λ8, λ16, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ4, λ12 ...

На фиг.1 представлен упрощенный эскиз конструкции известного [1] волнового фильтра; на фиг.2, а - диаграмма прозрачности волнового фильтра F1 первого типа; на фиг.2, б - диаграммы прозрачности волновых фильтров F2 и F3 второго и третьего типов; на фиг.2, в - диаграммы прозрачности волновых фильтров F4 - F7 четвертого-седьмого типов; на фиг.3, а-з и фиг.4, а - примеры трасс прохождения оптических сигналов через волновой фильтр первого типа; на фиг.4, б - пример включения фильтра первого типа в систему передачи данных. На фиг.5 представлены наиболее распространенные варианты топологии компьютерных сетей; на фиг.6 - функциональная схема предлагаемого шестиканального коммутатора оптических сигналов; на фиг.7-13 - функциональные схемы первого-седьмого логических блоков - составных частей предлагаемого коммутатора оптических сигналов.Figure 1 presents a simplified sketch of the design of the known [1] wave filter; figure 2, a is a transparency diagram of the wave filter F1 of the first type; figure 2, b - transparency diagrams of wave filters F2 and F3 of the second and third types; figure 2, in - transparency diagrams of wave filters F4 - F7 of the fourth to seventh types; figure 3, az and figure 4, a - examples of paths of passage of optical signals through a wave filter of the first type; figure 4, b is an example of the inclusion of a filter of the first type in a data transmission system. Figure 5 presents the most common options for the topology of computer networks; Fig.6 is a functional diagram of the proposed six-channel optical signal switch; 7-13 - functional diagrams of the first to seventh logical blocks - components of the proposed switch of optical signals.

Волновой фильтр 1 (фиг.1) 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 физических параметров фильтра при его изготовлении он имеет обозначения F1, F2, F3, …, F7 (фильтр первого-седьмого типов). 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 (Fig. 1) 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 of the physical parameters of the filter during its manufacture, it is designated F1, F2, F3, ..., F7 (filter of the first or seventh types). 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 горизонтальных числовых осях диаграмм прозрачности, показанных на фиг.2. Соседние длины волн разделены одинаковыми промежутками, например 100 нм или более.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 to have wavelengths λ1, λ2, ..., λ16 uniformly distributed on the horizontal numerical axes of the transparency diagrams shown in FIG. 2. Adjacent wavelengths are separated by equal gaps, for example 100 nm or more.

Графики 4 и 5 (фиг.2, d) отображают диаграммы прозрачности каналов X-Y и X-Z фильтра F1. Так как фильтр симметричен, эти же графики отображают соответственно диаграммы прозрачности каналов W-Z и W-Y, а 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) 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.Graphs 4 and 5 (figure 2, d) display the transparency diagrams of the channels X-Y and X-Z of the filter F1. Since the filter is symmetrical, these 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. 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.2, б) отображают диаграммы 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 λ1, λ5, λ9, λ13 и непрозрачен для света с длинами волн λ3, λ7, λ11, λ15. 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 λ2, λ4, λ6, …, λ16 неопределенна, но такие сигналы не поступают на этот фильтр в процессе его работы.Graphs 6 and 7 (figure 2, b) display 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 with graphs 4 and 5. From graph 6 it follows that the channel XY of the filter F2 is transparent to light with wavelengths λ1, λ5, λ9, λ13 and opaque to light with wavelengths λ3, λ7, λ11, λ15. 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 λ2, λ4, λ6, ..., λ16 is uncertain, but such signals do not arrive at this filter during its operation.

Графики 8 и 9 (фиг.2, б) отображают диаграммы прозрачности каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F3. Они представлены синусоидами той же частоты, что и синусоиды 6 и 7, но сдвинуты относительно них по фазе вправо на четверть периода. Из графика 8 следует, что канал X-Y фильтра F3 прозрачен для света с длинами волн λ2, λ6 λ10, λ14 и непрозрачен для света с длинами волн λ4, λ8, λ12, λ16 График 9 противофазен графику 8 и отображает диаграмму прозрачности канала X-Z фильтра F3. Канал X-Z фильтра F3 прозрачен для света с длинами волн λ4 λ8 λ12, λ16 и непрозрачен для света с длинами волн λ2, λ6, λ10, λ14. Прозрачность каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F3 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 8 and 9 (figure 2, b) display the transparency diagrams of the channels X-Y and X-Z (W-Z and W-Y) of the filter F3. They are represented by sinusoids of the same frequency as sinusoids 6 and 7, but are shifted relative to them in phase to the right by a quarter of the period. From graph 8 it follows that the X-Y channel of filter F3 is transparent to light with wavelengths λ2, λ6 λ10, λ14 and opaque to light with wavelengths λ4, λ8, λ12, λ16 Graph 9 is opposite to graph 8 and displays the transparency diagram of channel X-Z of filter F3. The X-Z channel of the F3 filter is transparent to light with wavelengths λ4 λ8 λ12, λ16 and opaque to light with wavelengths λ2, λ6, λ10, λ14. The transparency of the X-Y and X-Z channels (W-Z and W-Y) of the F3 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.

Графики 10 и 11 (фиг.2, в) отображают диаграммы прозрачности каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F4. Они представлены синусоидами с удвоенными периодами по сравнению с графиками 6-9. Из графика 10 следует, что канал X-Y фильтра F4 прозрачен для света с длинами волн λ1, λ9 и непрозрачен для света с длинами волн λ5, λ13. График 11 противофазен графику 10 и отображает диаграмму прозрачности канала X-Z фильтра F4. Этот канал прозрачен для света с длинами волн λ5, λ13 и непрозрачен для света с длинами волн λ1, λ9. Прозрачность каналов X- Y и Х-Z (W- Z и W-Y) фильтра F4 по отношению к световым сигналам с длинами волн λ2-λ4, λ6-λ8, λ10-λ12, λ14-λ16 неопределенна, но такие сигналы не поступают на этот фильтр в процессе его работы.Graphs 10 and 11 (figure 2, c) display the transparency diagrams of the channels X-Y and X-Z (W-Z and W-Y) of the filter F4. They are represented by sinusoids with doubled periods in comparison with graphs 6-9. From graph 10 it follows that the X-Y channel of the F4 filter is transparent to light with wavelengths λ1, λ9 and opaque to light with wavelengths λ5, λ13. Graph 11 is out of phase with graph 10 and displays the transparency diagram of the X-Z channel of the F4 filter. This channel is transparent to light with wavelengths λ5, λ13 and opaque to light with wavelengths λ1, λ9. The transparency of the X-Y and X-Z channels (W-Z and WY) of the F4 filter with respect to light signals with wavelengths λ2-λ4, λ6-λ8, λ10-λ12, λ14-λ16 is undefined, but such signals do not arrive at this filter in the process of its operation.

Графики 12 и 13 (фиг.2, в) отображают диаграммы прозрачности каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F5. Из графика 12 следует, что канал X-Y фильтра F5 прозрачен для света с длинами волн λ3, λ11 и непрозрачен для света с длинами волн λ7, λ15. График 13 противофазен графику 12 и отображает диаграмму прозрачности канала X-Z фильтра F5. Этот канал прозрачен для света с длинами волн λ7, λ15 и непрозрачен для света с длинами волн λ3, λl1. Прозрачность каналов X-Y и Х-Z (W-Z и W-Y) фильтра F5 по отношению к световым сигналам с длинами волн λ1, λ2, λ4-λ6, λ8-λ10, λ12-λ14, λ16 неопределенна, но такие сигналы не поступают на этот фильтр в процессе его работы.Graphs 12 and 13 (figure 2, c) display the transparency diagrams of the channels X-Y and X-Z (W-Z and W-Y) of the filter F5. From graph 12 it follows that the X-Y channel of the F5 filter is transparent to light with wavelengths λ3, λ11 and opaque to light with wavelengths λ7, λ15. Graph 13 is out of phase with graph 12 and displays the transparency diagram of channel X-Z of filter F5. This channel is transparent to light with wavelengths λ7, λ15 and opaque to light with wavelengths λ3, λl1. The transparency of the XY and X-Z channels (WZ and WY) of the F5 filter with respect to light signals with wavelengths λ1, λ2, λ4-λ6, λ8-λ10, λ12-λ14, λ16 is undefined, but such signals do not arrive at this filter in the process of his work.

Графики 14 и 15 (фиг.2, в) отображают диаграммы прозрачности каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F6. Из графика 14 следует, что канал X-Y фильтра F6 прозрачен для света с длинами волн λ2, λ10 и непрозрачен для света с длинами волн λ6, λ14. График 15 противофазен графику 14 и отображает диаграмму прозрачности канала X-Z фильтра F6. Этот канал прозрачен для света с длинами волн λ6, λ14 и непрозрачен для света с длинами волн λ2, λ10. Прозрачность каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F6 по отношению к световым сигналам с длинами волн λ1, λ3-λ5, λ7-λ9, λ11-λ13, λ15, λ16 неопределенна, но такие сигналы не поступают на этот фильтр в процессе его работы.Graphs 14 and 15 (figure 2, c) display the transparency diagrams of the channels X-Y and X-Z (W-Z and W-Y) of the filter F6. From graph 14 it follows that the X-Y channel of the F6 filter is transparent to light with wavelengths λ2, λ10 and opaque to light with wavelengths λ6, λ14. Graph 15 is out of phase with graph 14 and displays the transparency diagram of the X-Z channel of the F6 filter. This channel is transparent to light with wavelengths λ6, λ14 and opaque to light with wavelengths λ2, λ10. The transparency of the XY and XZ channels (WZ and WY) of the F6 filter with respect to light signals with wavelengths λ1, λ3-λ5, λ7-λ9, λ11-λ13, λ15, λ16 is undefined, but such signals do not arrive at this filter during work.

Графики 16 и 17 (фиг.2, в) отображают диаграммы прозрачности каналов X-Y и X-Z (W-Z и W-Y) фильтра F7. Из графика 16 следует, что канал X-Y фильтра F7 прозрачен для света с длинами волн λ4, λ12 и непрозрачен для света с длинами волн λ8, λ16. График 17 противофазен графику 16 и отображает диаграмму прозрачности канала X-Z фильтра F7. Этот канал прозрачен для света с длинами волн λ8, λ16 и непрозрачен для света с длинами волн λ4, λ12. Прозрачность каналов X-Y и Х-Z (W-Z и W-Y) фильтра F7 по отношению к световым сигналам с длинами волн λ1-λ3, λ5-λ7, λ9-λ11, λ13-λ15 неопределенна, но такие сигналы не поступают на этот фильтр в процессе его работы.Graphs 16 and 17 (figure 2, c) display the transparency diagrams of the channels X-Y and X-Z (W-Z and W-Y) of the filter F7. From graph 16 it follows that the X-Y channel of the F7 filter is transparent to light with wavelengths λ4, λ12 and opaque to light with wavelengths λ8, λ16. Graph 17 is out of phase with graph 16 and displays the transparency diagram of the X-Z channel of the F7 filter. This channel is transparent to light with wavelengths λ8, λ16 and opaque to light with wavelengths λ4, λ12. The transparency of the XY and X-Z channels (WZ and WY) of the F7 filter with respect to light signals with wavelengths λ1-λ3, λ5-λ7, λ9-λ11, λ13-λ15 is undefined, but such signals do not arrive at this filter during work.

Примеры 18-23 трасс прохождения оптических сигналов через волновой фильтр F1 (фиг.3, 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 of 18-23 paths of the passage of optical signals through the wave filter F1 (Fig.3, 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 22 (фиг.3, д) вход-выход X фильтра F1 далее именуется мультиплексированным входом-выходом, вход-выход Y - первым демультиплексированным входом-выходом, вход-выход Z - вторым демультиплексированным входом-выходом фильтра. Аналогично вход-выход X фильтров F2-F7 далее именуется мультиплексированным входом-выходом, вход-выход Y - первым демультиплексированным входом-выходом, вход-выход Z - вторым демультиплексированным входом-выходом.In accordance with example 22 (Fig. 3, d), the input-output X of the filter F1 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. Similarly, the input-output X of the filters F2-F7 is hereinafter referred to as multiplexed input-output, input-output Y - the first demultiplexed input-output, input-output Z - the second demultiplexed input-output.

В примерах 24-26, приведенных на фиг.3, ж, з и фиг.4, а, использованы все выводы фильтра F1.In examples 24-26, shown in figure 3, g, h and figure 4, a, used all the conclusions of the filter F1.

Примеры 24 и 25 показывают возможность применения фильтра F1 для сопряжения однонаправленных линий передачи оптических сигналов с двунаправленными.Examples 24 and 25 show the possibility of using the filter F1 to interface unidirectional transmission lines of optical signals with bidirectional.

В примере 24 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 24, 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 25 отличается от примера 24 направлениями передачи сигналов через выводы X и W фильтра F1.Example 25 differs from example 24 in the directions of signal transmission through the terminals X and W of filter F1.

В примере 26 (фиг.4, а) 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 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 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 26 (Fig. 4, a), all lines connected to the filter F1 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 not a fully 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 27 (фиг.4, б) такие передачи осуществимы. Например, внешний источник сигнала, подаваемого на вход-выход Z фильтра F, желая передать сообщение в линию связи 28, 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 (27). 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 27 (Fig. 4, 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 28 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 (27). 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 фильтры других типов с учетом их диаграмм 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 filters of other types, taking into account their transparency diagrams) 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.5 представлены наиболее распространенные варианты топологии компьютерных сетей. Топология типа "общая шина" (фиг.5, 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 29 к общей магистрали 30. 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 5 presents the most common options for the topology of computer networks. The topology of the type of "common bus" (Fig.5, 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 29 to a common trunk 30. This is not technologically advanced, in addition, each splitter divides the energy of the signal fed into it into two parts, so that the levels of received signals depend from the relative position of the transmitter and receiver.

Топология типа "звезда" с общим концентратором 31 (фиг.5, б) предполагает наличие радиальных связей между концентратором и узлами 32 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 32 к общей среде передачи сигналов.The topology of the "star" type with a common hub 31 (Fig.5, b) suggests the presence of radial connections between the hub and the nodes 32 of the network. 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 by 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 32 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.5, в) узлы 33 соединены в последовательную замкнутую цепь. Недостатки, свойственные рассмотренным ранее сетям (фиг.5, 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. 5, c), the nodes 33 are connected in a series closed circuit. The disadvantages inherent in the previously discussed networks (figure 5, 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.5, г). Внешне она напоминает рассмотренную ранее сеть с топологией типа "звезда" (фиг.5, б), но вместо концентратора 31 в ней применен коммутатор 34, соединенный с узлами 35. В отличие от концентратора, коммутатор 34 способен определенным образом объединять между собой оптические волокна, соединяющие его с узлами 35. Например, внутри коммутатора можно создать соединения, при которых сеть имеет кольцевую логическую структуру, аналогичную показанной на фиг.5, в. Стрелки 36 на фиг.5, г соответствуют маршрутам передачи пакетов между узлами 35. Как следует из приведенной схемы, передача пакетов между узлами 35 происходит, по существу, по стрелкам 37, как в сети с кольцевой топологией.This disadvantage is absent in the network with combined topology (figure 5, g). Outwardly, it resembles the previously considered network with a star topology (Fig. 5, b), but instead of a hub 31, it uses a switch 34 connected to nodes 35. Unlike a hub, the switch 34 is capable of combining optical fibers in a certain way connecting it with nodes 35. For example, inside the switch, you can create connections in which the network has a ring logical structure similar to that shown in Fig. 5, c. Arrows 36 in FIG. 5, d correspond to packet transmission routes between nodes 35. As follows from the above diagram, packet transmission between nodes 35 occurs essentially along arrows 37, as in a network with a ring topology.

Изоляция и обход одного или нескольких неисправных или выключенных узлов 35 осуществляется соответствующей настройкой внутренних цепей коммутатора 34 и не затрагивает узлы сети и линии связи.Isolation and bypass of one or more faulty or switched off nodes 35 is carried out by the corresponding adjustment of the internal circuits of the switch 34 and does not affect the network nodes and communication lines.

Коммутатор 38 [2] (фиг.5, д) содержит логические блоки 39, логический блок содержит внешний 40 и внутренние 41 входы-выходы, внешний вход-выход 40 логического блока 39 является входом-выходом соответствующего канала коммутатора и соединен с соответствующим узлом 42 сети. Внутренние входы-выходы 41 логических блоков 39 подключены к оптической коммутационной матрице 43.The switch 38 [2] (Fig. 5, d) contains logical blocks 39, the logical block contains an external 40 and internal 41 inputs / outputs, the external input-output 40 of the logical unit 39 is the input-output of the corresponding channel of the switch and is connected to the corresponding node 42 network. The internal inputs and outputs 41 of the logic blocks 39 are connected to the optical switching matrix 43.

Логические блоки 39 могут быть настроены на передачу сигналов между узлами 42 по кольцевой схеме, как было показано на фиг.5, г. Возможны настройки, обеспечивающие логическую изоляцию и обход неисправных или выключенных узлов 42 или линий связи с этими узлами.Logic blocks 39 can be configured to transmit signals between nodes 42 in a ring pattern, as shown in Fig. 5, d. Settings are possible that provide logical isolation and bypass of faulty or switched off nodes 42 or communication lines with these nodes.

Предлагаемый коммутатор, показанный на фиг.6, содержит семь логических блоков 44-50, каждый из которых содержит первый-седьмой входы-выходы 51-57, первый вход-выход 51 первого-седьмого логических блоков является соответственно входом-выходом первого-седьмого каналов коммутатора, первый-шестой логические блоки 44-49 дополнительно содержат восьмой вход-выход 58.The proposed switch, shown in Fig.6, contains seven logical blocks 44-50, each of which contains the first-seventh inputs-outputs 51-57, the first input-output 51 of the first-seventh logical blocks is respectively the input-output of the first-seventh channels switch, the first to sixth logical blocks 44-49 further comprise an eighth input-output 58.

Второй-восьмой входы-выходы 52-58 первого логического блока 44 соединены соответственно со вторым входом-выходом 52 второго логического блока 45, с третьим входом-выходом 53 седьмого логического блока 50, с пятым входом-выходом 55 третьего логического блока 46, с пятым входом-выходом 55 шестого логического блока 49, с седьмым входом-выходом 57 четвертого логического блока 47, с седьмым входом-выходом 57 пятого логического блока 48 и с восьмым входом-выходом 58 второго логического блока 45.The second-eighth inputs and outputs 52-58 of the first logical block 44 are connected respectively to the second input-output 52 of the second logical block 45, with the third input-output 53 of the seventh logical block 50, with the fifth input-output 55 of the third logical block 46, with the fifth the input-output 55 of the sixth logical unit 49, with the seventh input-output 57 of the fourth logical unit 47, with the seventh input-output 57 of the fifth logical unit 48 and with the eighth input-output 58 of the second logical unit 45.

Третий-седьмой входы-выходы 53-57 второго логического блока 45 соединены соответственно с третьим входом-выходом 53 третьего логического блока 46, с четвертым входом-выходом 54 четвертого логического блока 47, с пятым входом-выходом 55 седьмого логического блока 50, с шестым входом-выходом 56 пятого логического блока 48 и с седьмым входом-выходом 57 шестого логического блока 49.The third-seventh inputs and outputs 53-57 of the second logical block 45 are connected respectively to the third input-output 53 of the third logical block 46, with the fourth input-output 54 of the fourth logical block 47, with the fifth input-output 55 of the seventh logical block 50, with the sixth input-output 56 of the fifth logical unit 48 and with a seventh input-output 57 of the sixth logical unit 49.

Второй 52, четвертый 54 и шестой-восьмой 56-58 входы-выходы третьего логического блока 46 соединены соответственно со вторым входом-выходом 52 четвертого логического блока 47, с четвертым входом-выходом 54 пятого логического блока 48, с шестым входом-выходом 56 четвертого логического блока 47, с шестым входом-выходом 56 шестого логического блока 49 и с седьмым входом-выходом 57 седьмого логического блока 50.The second 52, fourth 54 and sixth-eighth 56-58 inputs and outputs of the third logical unit 46 are connected respectively to the second input-output 52 of the fourth logical unit 47, with the fourth input-output 54 of the fifth logical unit 48, with the sixth input-output 56 of the fourth logic block 47, with a sixth input-output 56 of the sixth logical block 49 and with a seventh input-output 57 of the seventh logical block 50.

Третий 53, пятый 55 и восьмой 58 входы-выходы четвертого логического блока 47 соединены соответственно с третьим 53 входом-выходом пятого логического блока 48, с четвертым входом-выходом 54 шестого логического блока 49 и с шестым входом-выходом 56 седьмого логического блока 50.The third 53, fifth 55 and eighth 58 inputs and outputs of the fourth logical unit 47 are connected respectively to the third 53 input-output of the fifth logical unit 48, with the fourth input-output 54 of the sixth logical unit 49 and with the sixth input-output 56 of the seventh logical unit 50.

Второй 52, пятый 55 и восьмой 58 входы-выходы пятого логического блока 48 соединены соответственно со вторым входом-выходом 52 шестого логического блока 49, с четвертым входом-выходом 54 седьмого логического блока 50 и с восьмым входом-выходом 58 шестого логического блока 49, третий вход-выход 53 шестого логического блока соединен со вторым входом-выходом 52 седьмого логического блока 50.The second 52, fifth 55 and eighth 58 inputs and outputs of the fifth logical block 48 are connected respectively to the second input-output 52 of the sixth logical block 49, with the fourth input-output 54 of the seventh logical block 50 and with the eighth input-output 58 of the sixth logical block 49, the third input-output 53 of the sixth logical unit is connected to the second input-output 52 of the seventh logical unit 50.

Первый шестой логические блоки 44-49 (фиг.7-фиг.12) содержат первый-шестой волновые фильтры 59-64, седьмой логический блок 50 (фиг.13) содержит первый-пятый волновые фильтры 59-63, в первом-седьмом логических блоках 44-50 мультиплексированный вход-выход 65 первого волнового фильтра 59 является первым входом-выходом 51 соответствующего логического блока, первый 66 и второй 67 демультиплексированные входы-выходы первого волнового фильтра 59 соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами 68 и 69 второго 60 и третьего 61 волновых фильтров.The first sixth logic blocks 44-49 (Fig.7-Fig.12) contain the first to sixth wave filters 59-64, the seventh logic block 50 (Fig.13) contains the first to fifth wave filters 59-63, in the first to seventh logical blocks 44-50, the multiplexed input-output 65 of the first wave filter 59 is the first input-output 51 of the corresponding logic unit, the first 66 and second 67 demultiplexed inputs and outputs of the first wave filter 59 are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs 68 and 69 of the second 60 and third 61 wave filters.

В первом логическом блоке 44 первый 70 и второй 71 демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра 60 соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами 72 и 73 четвертого 62 и пятого 63 волновых фильтров, первый 74 и второй 75 демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра 61 соединены соответственно с мультиплексированным входом-выходом 76 шестого волнового фильтра 64 и со вторым входом-выходом 52 первого логического блока 44, первый 77 и второй 78 демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра 62 соединены соответственно с восьмым 58 и седьмым 57 входами-выходами первого логического блока 44, первый 79 и второй 80 демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра 63 соединены соответственно с шестым 56 и пятым 55 входами-выходами первого логического блока 44, первый 81 и второй 82 демультиплексированные входы-выходы шестого волнового фильтра 64 соединены соответственно с четвертым 54 и третьим 53 входами-выходами первого логического блока 44.In the first logical block 44, the first 70 and second 71 demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter 60 are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs 72 and 73 of the fourth 62 and fifth 63 wave filters, the first 74 and second 75 demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter 61 are connected respectively, with the multiplexed input-output 76 of the sixth wave filter 64 and with the second input-output 52 of the first logical unit 44, the first 77 and second 78 demultiplexed inputs and outputs of the fourth wave filter 62 are connected to the eighth 58 and seventh 57 respectively inputs and outputs of the first logic unit 44, the first 79 and second 80 demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter 63 are connected to the sixth 56 and fifth 55 inputs and outputs of the first logic unit 44, the first 81 and the second 82 demultiplexed inputs and outputs of the sixth wave filter 64 are connected respectively to the fourth 54 and third 53 inputs and outputs of the first logical block 44.

Во втором 45 и шестом 49 логических блоках первый 83 и второй 84 демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра 60 соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами 85 и 86 четвертого 62 и пятого 63 волновых фильтров, первый 87 и второй 88 демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра 61 соединены соответственно с четвертым 54 входом-выходом соответствующего логического блока и с мультиплексированным входом-выходом 89 шестого волнового фильтра 64, первый 90 и второй 91 демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра 62 соединены соответственно с восьмым 58 и седьмым 57 входами-выходами соответствующего логического блока, первый 92 и второй 93 демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра 63 соединены соответственно с шестым 56 и пятым 55 входами-выходами соответствующего логического блока, первый 94 и второй 95 демультиплексированные входы-выходы шестого волнового фильтра 64 соединены соответственно с третьим 53 и вторым 52 входами-выходами соответствующего логического блока.In the second 45th and sixth 49th logical blocks, the first 83 and second 84 demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter 60 are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs 85 and 86 of the fourth 62 and fifth 63 wave filters, the first 87 and second 88 demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter 61 are connected respectively to the fourth 54 input-output of the corresponding logic unit and to the multiplexed input-output 89 of the sixth wave filter 64, the first 90 and second 91 demultiplexed input-output The fourth wave filter 62 is connected to the eighth 58 and seventh 57 inputs and outputs of the corresponding logic block, the first 92 and second 93 demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter 63 are connected to the sixth 56 and fifth 55 inputs and outputs of the corresponding logic block, the first 94 and the second 95 demultiplexed inputs and outputs of the sixth wave filter 64 are connected respectively to the third 53 and second 52 inputs and outputs of the corresponding logic unit.

В третьем 46 и четвертом 47 логических блоках первый 96 и второй 97 демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра 60 соединены соответственно с восьмым входом-выходом 58 соответствующего логического блока и с мультиплексированным входом-выходом 98 четвертого волнового фильтра 62, первый 99 и второй 100 демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра 61 соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами 101 и 102 пятого 63 и шестого 64 волновых фильтров, первый 103 и второй 104 демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра 62 соединены соответственно с седьмым 57 и шестым 56 входами-выходами соответствующего логического блока, первый 105 и второй 106 демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра 63 соединены соответственно с пятым 55 и четвертым 54 входами-выходами соответствующего логического блока, первый 107 и второй 108 демультиплексированные входы-выходы шестого волнового фильтра 64 соединены соответственно с третьим 53 и вторым 52 входами-выходами соответствующего логического блока.In the third 46 and fourth 47 logic blocks, the first 96 and second 97 demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter 60 are connected respectively to the eighth input and output 58 of the corresponding logic block and to the multiplexed input and output 98 of the fourth wave filter 62, the first 99 and second 100 are demultiplexed the inputs and outputs of the third wave filter 61 are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs 101 and 102 of the fifth 63 and sixth 64 wave filters, the first 103 and second 104 demultiplexed inputs the outputs of the fourth wave filter 62 are connected respectively to the seventh 57 and sixth 56 inputs and outputs of the corresponding logic unit, the first 105 and second 106 demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter 63 are connected respectively to the fifth 55 and fourth 54 inputs and outputs of the corresponding logic block, the first 107 and the second 108 demultiplexed inputs and outputs of the sixth wave filter 64 are connected respectively to the third 53 and second 52 inputs and outputs of the corresponding logic unit.

В пятом логическом блоке 48 первый 109 и второй 110 демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра 60 соединены соответственно с мультиплексированным входом-выходом 111 четвертого волнового фильтра 62 и с шестым входом-выходом 56 пятого логического блока 48, первый 112 и второй 113 демультиплексированные входы-выходы третьего 61 волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами 114 и 115 пятого 63 и шестого 64 волновых фильтров, первый 116 и второй 117 демультиплексированные входы-выходы четвертого 62 волнового фильтра соединены соответственно с восьмым 58 и седьмым 57 входами-выходами пятого логического блока 48, первый 118 и второй 119 демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра 63 соединены соответственно с пятым 55 и четвертым 54 входами-выходами пятого логического блока 48, первый 120 и второй 121 демультиплексированные входы-выходы шестого 64 волнового фильтра соединены соответственно с третьим 53 и вторым 52 входами-выходами пятого логического блока 48.In the fifth logic block 48, the first 109 and second 110 demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter 60 are connected respectively to the multiplexed input-output 111 of the fourth wave filter 62 and to the sixth input-output 56 of the fifth logic block 48, the first 112 and second 113 demultiplexed inputs the outputs of the third 61 wave filter are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs 114 and 115 of the fifth 63 and sixth 64 wave filters, the first 116 and second 117 demultiplexed inputs and outputs of the fourth 62 wave of the fifth filter are connected respectively to the eighth 58 and seventh 57 inputs and outputs of the fifth logic unit 48, the first 118 and second 119 demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter 63 are connected respectively to the fifth 55 and fourth 54 inputs and outputs of the fifth logical unit 48, first 120 and the second 121 demultiplexed inputs and outputs of the sixth 64 wave filter are connected respectively to the third 53 and second 52 inputs and outputs of the fifth logical unit 48.

В седьмом логическом блоке 50 первый 122 и второй 123 демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра 60 соединены соответственно с мультиплексированным входом-выходом 124 четвертого волнового фильтра 62 и с пятым входом-выходом 55 седьмого логического блока 50, первый 125 и второй 126 демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра 61 соединены соответственно с мультиплексированным входом-выходом 127 пятого волнового фильтра 63 и со вторым входом-выходом 52 седьмого логического блока 50, первый 128 и второй 129 демультиплексированные входы-выходы четвертого волнового фильтра 62 соединены соответственно с седьмым 57 и шестым 56 входами-выходами седьмого логического блока 50, первый 130 и второй 131 демультиплексированные входы-выходы пятого волнового фильтра 63 соединены соответственно с четвертым 54 и третьим 53 входами-выходами седьмого логического блока 50.In the seventh logic block 50, the first 122 and second 123 demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter 60 are connected respectively to the multiplexed input-output 124 of the fourth wave filter 62 and to the fifth input-output 55 of the seventh logic block 50, the first 125 and second 126 demultiplexed inputs the outputs of the third wave filter 61 are connected respectively to the multiplexed input-output 127 of the fifth wave filter 63 and to the second input-output 52 of the seventh logic unit 50, the first 128 and second 129 demultiplex the fourth-wave filter inputs 62 connected to the seventh 57 and sixth 56 respectively of the seventh logic block 50, the first 130 and second 131 demultiplexed fifth wave filter inputs and outputs 63 are connected to the fourth 54 and third 53 of the seventh logic inputs respectively block 50.

Первые-третьи 59-61 волновые фильтры первого-седьмого 44-50 логических блоков являются соответственно волновыми фильтрами F1-F3 первого-третьего типов, четвертые волновые фильтры 62 первого 44, второго 45, пятого-седьмого 48-50 логических блоков являются волновыми фильтрами F4 четвертого типа, пятые волновые фильтры 63 первого 44, второго 45, шестого 49 логических блоков, а также четвертые 62 волновые фильтры третьего 46 и четвертого 47 логических блоков являются волновыми фильтрами F5 пятого типа, шестой волновой фильтр 64 первого логического блока 44, а также пятые волновые фильтры 63 третьего-пятого 46-48 и седьмого 50 логических блоков являются волновыми фильтрами F6 шестого типа, шестые волновые фильтры 64 второго-шестого 45-49 логических блоков являются волновыми фильтрами F7 седьмого типа.The first-third 59-61 wave filters of the first-seventh 44-50 logic blocks are, respectively, the first and third types of wave filters F1-F3, the fourth wave filters 62 of the first 44, second 45, fifth and seventh 48-50 logic blocks are F4 wave filters the fourth type, the fifth wave filters 63 of the first 44, the second 45, the sixth 49 logic blocks, as well as the fourth 62 wave filters of the third 46 and the fourth 47 logic blocks are wave filters F5 of the fifth type, the sixth wave filter 64 of the first logical block 44, and the fifth wave filters 63 of the third to fifth 46-48 and seventh 50 logic blocks are wave filters of the sixth type F6, the sixth wave filters 64 of the second to sixth 45-49 logic blocks are wave filters of the seventh type F7.

При включении коммутатора в компьютерную сеть ее узлы подключаются к входам-выходам 51 первого-седьмого логических блоков 44-50. Для удобства изложения на фиг.6 - фиг.13 оптоволоконные каналы связи с узлами сети обозначены буквами А, В, С, …, G.When the switch is turned on in the computer network, its nodes are connected to the inputs and outputs 51 of the first and seventh logical blocks 44-50. For convenience of presentation in Fig.6 - Fig.13 fiber-optic communication channels with network nodes are indicated by the letters A, B, C, ..., G.

Для обмена данными между узлами сети используются оптические сигналы с длинами волн λ1-λ16, равномерно распределенными на горизонтальных числовых осях диаграмм, показанных на фиг.2.To exchange data between network nodes, optical signals with wavelengths λ1-λ16 uniformly distributed on the horizontal numerical axes of the diagrams shown in FIG. 2 are used.

С помощью предлагаемого коммутатора реализуется полный граф двунаправленных соединений между узлами сети, подключенными к оптоволоконным каналам А-G:Using the proposed switch, a complete graph of bidirectional connections between network nodes connected to fiber optic channels A-G is implemented:

А↔В, А↔С, А↔D, А↔Е, А↔F, А↔G, В↔С, В↔D, В↔Е, В↔F, В↔G, С↔D, С↔Е, С↔F, С↔G, D↔Е, D↔F, D↔G, Е↔F, Е↔G, F↔G.А↔В, А↔С, А↔D, А↔Е, А↔F, А↔G, В↔С, В↔D, В↔Е, В↔F, В↔G, С↔D, С↔ E, С↔F, С↔G, D↔Е, D↔F, D↔G, Е↔F, Е↔G, F↔G.

В таблице приведены длины волн оптических сигналов, соответствующие маршрутам передачи данных между разными парами оптоволоконных каналов коммутатора.The table shows the wavelengths of the optical signals corresponding to data transmission routes between different pairs of fiber optic channels of the switch.

ТаблицаTable Маршрут передачи данныхData transfer route Длины волн оптических сигналовOptical wavelengths A↔ВA↔B λ1, λ8, λ9, λ16λ1, λ8, λ9, λ16 А↔СA↔C λ2, λ10λ2, λ10 A↔DA↔d λ3, λ11λ3, λ11 А↔ЕА↔Е λ5, λ13λ5, λ13 А↔FA↔F λ7, λ15λ7, λ15 A↔GA↔g λ6, λ14λ6, λ14 В↔СВ↔С λ4, λ12λ4, λ12 В↔DВ↔D λ6, λ14λ6, λ14 В↔ЕVE λ3, λ11λ3, λ11 B↔FB↔f λ5, λ13λ5, λ13 B↔GB↔g λ7, λ15λ7, λ15 C↔DC↔d λ7, λ8, λ15, λ16λ7, λ8, λ15, λ16 С↔ЕС↔Е λ6, λ14λ6, λ14 С↔FС↔F λ3, λ11λ3, λ11 C↔GC↔g λ1, λ9λ1, λ9 D↔ED↔e λ4, λ12λ4, λ12 D↔FD↔f λ2, λ10λ2, λ10 D↔GD↔g λ5, λ13λ5, λ13 E↔FE↔f λ1, λ8, λ9, λ16λ1, λ8, λ9, λ16 E↔GE↔g λ2, λ10λ2, λ10 F↔GF↔g λ4, λ12λ4, λ12

Из таблицы следует, что, например, для двунаправленной передачи пакетов данных между узлами сети, подключенными к каналам С и D коммутатора, можно воспользоваться сигналами с длинами волн λ7, λ8, λ15, λ16 - одним из этих сигналов либо для распараллеливания передачи одновременно двумя, тремя или четытьмя сигналами.It follows from the table that, for example, for bi-directional transmission of data packets between network nodes connected to channels C and D of the switch, you can use signals with wavelengths λ7, λ8, λ15, λ16 - one of these signals or to parallelize the transmission at the same time by two, three or four signals.

Применение предлагаемого коммутатора оптических сигналов позволяет упростить построение сетей с полносвязным графом соединений между ее узлами или с логической структурой типа "кольцо" и топологией типа "звезда". Благодаря возможности связи каждого канала с каждым реализуется распараллеливание потоков данных и логическая изоляция неисправных узлов сети. Коммутатор функционирует без источника питания. Маршрут передаваемого узлом сети пакета данных задается на физическом (а не на сетевом) уровне выбором длины волны линейного сигнала.The application of the proposed optical signal switch allows simplifying the construction of networks with a fully connected graph of connections between its nodes or with a logical structure of the ring type and star topology. Due to the possibility of communication of each channel with each, parallelization of data flows and logical isolation of faulty network nodes are implemented. The switch operates without a power source. The route of the data packet transmitted by the network node is specified at the physical (and not at the network) level by selecting the wavelength of the linear signal.

Источники информацииInformation sources

1. Патент США №5.809.190 (фиг.5).1. US patent No. 5.809.190 (figure 5).

2. Патент США №6.134.357 (фиг.4) (прототип).2. US patent No. 6.134.357 (figure 4) (prototype).

Claims

1. The optical signal switch containing seven logical blocks, the logical block contains the first - seventh inputs / outputs, the first input-output of the first - seventh logical blocks is respectively the input-output of the first - seventh channels of the switch, characterized in that the first to sixth logical blocks additionally contain an eighth input-output, the second and eighth inputs and outputs of the first logical unit are connected respectively to the second input-output of the second logical unit, with the third input-output of the seventh logical unit, with the fifth input-output of the third logical unit, with the fifth input-output of the sixth logical unit, with the seventh input-output of the fourth logical unit, with the seventh input-output of the fifth logical unit and with the eighth input-output of the second logical unit, the third - the seventh inputs - the outputs of the second logical block are connected respectively with the third input-output of the third logical block, with the fourth input-output of the fourth logical block, with the fifth input-output of the seventh logical block, with the sixth input-output of the fifth logic block and with the seventh input-output of the sixth logical unit, the second, fourth and sixth - eighth inputs and outputs of the third logical unit are connected respectively to the second input-output of the fourth logical unit, with the fourth input-output of the fifth logical unit, with the sixth input-output the fourth logical block, with the sixth input-output of the sixth logical block and with the seventh input-output of the seventh logical block, the third, fifth and eighth inputs and outputs of the fourth logical block are connected respectively to the third input m-output of the fifth logical block, with the fourth input-output of the sixth logical block and with the sixth input-output of the seventh logical block, the second, fifth and eighth inputs and outputs of the fifth logical block are connected respectively to the second input-output of the sixth logical block, with the fourth input the output of the seventh logical unit and with the eighth input-output of the sixth logical unit, the third input-output of the sixth logical unit is connected to the second input-output of the seventh logical unit, the first to sixth logical units contain the first and sixth wave filters, the seventh logic block contains the first and fifth wave filters, in the first and seventh logic blocks, the multiplexed input-output of the first wave filter is the first input-output of the corresponding logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the first wave filter are connected respectively with multiplexed inputs and outputs of the second and third wave filters, in the first logical block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the second wave the first filter are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs of the fourth and fifth wave filters, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter are connected respectively to the multiplexed input and output of the sixth wave filter and to the second input-output of the first logic block, the first and second demultiplexed inputs the outputs of the fourth wave filter are connected respectively to the eighth and seventh inputs and outputs of the first logical unit, the first and second demulti the lexed inputs and outputs of the fifth wave filter are connected respectively to the sixth and fifth inputs and outputs of the first logical block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the sixth wave filter are connected respectively to the fourth and third inputs and outputs of the first logical block, in the second and sixth logical blocks and the second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs of the fourth and fifth wave filters, the first and the second demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter are connected respectively to the fourth input-output of the corresponding logic unit and to the multiplexed input and output of the sixth wave filter, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fourth wave filter are connected to the eighth and seventh inputs and outputs of the corresponding logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter are connected respectively to the sixth and fifth inputs and the outputs of the corresponding logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the sixth wave filter are connected respectively to the third and second inputs and outputs of the corresponding logic block, in the third and fourth logical blocks the first and second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter are respectively connected to the eighth input-output of the corresponding logical unit and with multiplexed input-output of the fourth wave filter, the first and second demultiplexed e inputs and outputs of the third wave filter are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs of the fifth and sixth wave filters, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fourth wave filter are connected to the seventh and six inputs and outputs of the corresponding logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs the fifth wave filter are connected respectively to the fifth and fourth inputs and outputs of the corresponding logic unit, the first and second demultiplexed the sixth wave filter's inputs and outputs are connected respectively to the third and second inputs and outputs of the corresponding logic unit; in the fifth logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter are connected respectively to the multiplexed input and output of the fourth wave filter and with the sixth input and output of the fifth logical block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter are connected respectively to the multiplexed inputs and outputs of the fifth and sixth wave filters, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fourth wave filter are connected respectively to the eighth and seventh inputs and outputs of the fifth logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter are connected to the fifth and fourth inputs and outputs of the fifth logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the sixth wave filter are connected respectively to the third and second inputs and outputs of the first logical block a, in the seventh logical block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the second wave filter are connected respectively to the multiplexed input-output of the fourth wave filter and to the fifth input-output of the seventh logic block, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the third wave filter are respectively the input-output of the fifth wave filter and with the second input-output of the seventh logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fourth of the wave filter are connected respectively to the seventh and sixth inputs and outputs of the seventh logical unit, the first and second demultiplexed inputs and outputs of the fifth wave filter are connected to the fourth and third inputs and outputs of the seventh logical unit, the first and third wave filters of the first to seventh logical blocks are accordingly, the wave filters of the first - third types, the fourth wave filters of the first, second, fifth - seventh logical blocks are the wave filters of four of this type, the fifth wave filters of the first, second, sixth logical blocks, as well as the fourth wave filters of the third and fourth logical blocks are wave filters of the fifth type, the sixth wave filter of the first logical block, and the fifth wave filters of the third - fifth and seventh logical blocks wave filters of the sixth type, sixth wave filters of the second to sixth logic blocks are wave filters of the seventh type.

2. The optical signal switch according to claim 1, characterized in that the wave filters of the first to seventh types operate with optical signals with wavelengths numbered in the form of a number 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 transparent 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 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 the numbers λ1, λ3, λ5, ..., the first demultiplexed input and output of the wave filter of the second type is transparent for optical signals with lengths at wave with numbers λ1, λ5, λ9, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ3, λ7, λ11, ..., the second demultiplexed input-output of a wave filter of the second type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ3, λ7, λ11, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ1, λ5, λ9, ..., the multiplexed input-output of a wave filter of the third type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ4, λ6, ..., the first demultiplexed input the output of the wave filter of the third type is transparent For optical signals with wavelengths λ2, λ6, λ10, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ4, λ8, λ12, ..., the second demultiplexed input-output wave filter of the third 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, ..., the multiplexed input-output wave filter of the fourth type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ1, λ5, λ9, ... The first demultiplexed wave I / O The fourth type filter is transparent for optical signals with wavelengths λ1, λ9, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ5, λ13, ..., the second demultiplexed input-output wave filter of the fourth type is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ5, λ13, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ1, λ9, ..., the fifth-type multiplexed input-output of a wave filter of the type transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ3, λ7, λ11, ..., the first demultiple the fifth-wave encoded input-output of the fifth type wave filter is transparent for optical signals with the wavelengths λ3, λ11, ... and opaque for optical signals with the wavelengths with the λ7, λ15, ... numbers, the second demultiplexed fifth-type wave filter input-output is transparent for the optical signals with wavelengths with the numbers λ7, λ15, ... and opaque for optical signals with wavelengths with the numbers λ3, λ11, ..., the multiplexed input-output wave filter of the sixth type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ2, λ6, λ10,, the first demultiplexed input-output of the wave filter of the sixth type is transparent for optical signals with wavelengths with the numbers λ2, λ10, ... and opaque for optical signals with wavelengths with the numbers λ6, λ14, ..., the second demultiplexed input and output of the wave filter of the sixth is transparent for optical signals with wavelengths with numbers λ6, λ14, ... and opaque for optical signals with wavelengths with numbers λ2, λ10, ..., multiplexed input-output of a wave filter of the seventh type is transparent for optical signals with lengths wave number λ4, λ8, λ12, ..., the first demultiplexed input-output of the seventh type wave filter is transparent for optical signals with wavelengths λ4, λ12, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ8, λ16, ..., the second demultiplexed input-output of a wave filter of the seventh type is transparent for optical signals with wavelengths λ8, λ16, ... and opaque for optical signals with wavelengths λ4, λ12 ....