RU2490798C1 - Device for accessing data transmission networks - Google Patents
Device for accessing data transmission networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490798C1 RU2490798C1 RU2012108031/07A RU2012108031A RU2490798C1 RU 2490798 C1 RU2490798 C1 RU 2490798C1 RU 2012108031/07 A RU2012108031/07 A RU 2012108031/07A RU 2012108031 A RU2012108031 A RU 2012108031A RU 2490798 C1 RU2490798 C1 RU 2490798C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- crystal
- electrodes
- optical radiation
- addresses
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптической связи и предназначено для использования в сетях передачи пакетов данных.The invention relates to the field of optical communications and is intended for use in data packet transmission networks.
Известны системы абонентского доступа к сетям передачи пакетов данных на основе волоконно-оптических систем связи (патент на изобретение RU 2127489 от 26.05.1998). Эти системы содержат устройство выделения пакетов данных из сети, источники оптического излучения, приемники оптического излучения и волоконно-оптические кабели, соединяющие соответствующие источники и приемники оптического излучения со стороны пункта доступа и со стороны абонента. Основным недостатком подобных систем является высокая стоимость инсталляции и эксплуатации волоконно-оптических линий связи, недоступная рядовым абонентам.Known subscriber access systems for transmitting data packets based on fiber-optic communication systems (patent for invention RU 2127489 from 05.26.1998). These systems comprise a device for extracting data packets from the network, optical radiation sources, optical radiation receivers, and fiber optic cables connecting the respective optical radiation sources and receivers from the access point and the subscriber. The main disadvantage of such systems is the high cost of installing and operating fiber-optic communication lines, inaccessible to ordinary subscribers.
Наиболее близким по технической сути к предложенному техническому решению является устройство доступа к сетям передачи данных, содержащее блок выделения из сети пакетов данных с адресами, соответствующими адресам абонентов, источник узкополосного оптического излучения и оптический адресуемый дефлектор (патент RU 2197783 от 15.03.2001).The closest in technical essence to the proposed technical solution is a device for accessing data transmission networks, comprising a unit for extracting data packets from the network with addresses corresponding to subscriber addresses, a narrow-band optical radiation source and an optical addressable deflector (patent RU 2197783 of 03.15.2001).
В прототипе предложена система оптического безволоконного доступа к сетям передачи данных, при этом в качестве адресуемого дефлектора предполагается использовать динамическую голограмму, являющуюся для каждого зарегистрированного адреса абонента оптическим сопряжением излучаемого источником пучка электромагнитного излучения и входного окна приемника абонента с этим адресом.The prototype proposed a system of optical fiber-free access to data transmission networks, while it is proposed to use a dynamic hologram as an addressable deflector, which for each registered subscriber address is an optical pairing of the electromagnetic radiation emitted by the source beam and the subscriber's receiver input window with this address.
Основным недостатком известного технического решения является технологическая сложность реализации динамических голограмм с заданными характеристиками, недоступная на настоящем уровне развития микроэлектроники.The main disadvantage of the known technical solution is the technological complexity of the implementation of dynamic holograms with specified characteristics, not available at the current level of development of microelectronics.
Задачей изобретения является обеспечение возможности практической реализации устройства оптического безволоконного доступа к сетям передачи данных.The objective of the invention is to provide the possibility of practical implementation of the device optical fiber-free access to data networks.
Технический результат заключается в обеспечении доступа к сети передачи данных путем выделения из сети и адресного направления пучком оптического излучения пакетов данных, предназначенных абонентам.The technical result consists in providing access to a data transmission network by extracting data packets intended for subscribers from the network and addressing the beam of optical radiation.
Для решения поставленной задачи с достижением технического результата, заявленное устройство доступа к сетям передачи данных, содержит блок выделения из сети пакетов данных с адресами, соответствующими адресам абонентов, вход которого является входом устройства, расположенные параллельно друг другу на одной оптической оси и перпендикулярно ей источник узкополосного оптического излучения и оптический адресуемый дефлектор, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено блоком управления управляющими электродами и поляризатором, расположенным на одной оптической оси и перпендикулярно ей, причем поляризатор установлен между источником излучения и оптическим адресуемым дефлектором, оптический адресуемые дефлектор выполнен в виде слоя одноосного электрооптического кристалла класса 3m толщиной не более 2 λ, где λ - длина волны источника оптического излучения, с нанесенными на кристалл прозрачными электродами, причем электрод с удаленной от источника узкополосного оптического излучения стороны кристалла выполнен сплошным по поверхности кристалла и поверх него нанесен слой поляризатора, ориентированного ортогонально поляризатору, а с другой стороны кристалла нанесена подсоединенная к блоку управления управляющими электродами двумерная матрица независимо управляемых электродов квадратной формы с размером стороны не более 1/4 λ, вход блока управления управляющими электродами соединен с выходом блока выделения из сети пакетов данных с адресами.To solve the problem with achieving a technical result, the claimed device for accessing data transmission networks, comprises a unit for extracting data packets from the network with addresses corresponding to the addresses of subscribers, the input of which is the input of the device located parallel to each other on the same optical axis and perpendicular to it the narrowband source optical radiation and an optical addressable deflector, characterized in that the device is additionally equipped with a control unit for controlling electrodes and polarization oror, located on one optical axis and perpendicular to it, with the polarizer installed between the radiation source and the optical addressable deflector, the optical addressable deflector is made in the form of a layer of a uniaxial class 3m electro-optical crystal with a thickness of not more than 2 λ, where λ is the wavelength of the optical radiation source, s transparent electrodes deposited on the crystal, and the electrode from the side of the crystal remote from the source of narrow-band optical radiation is solid along the surface of the crystal and over of a layer of a polarizer oriented orthogonally to the polarizer, and on the other side of the crystal deposited connected to a control unit control electrodes of the two-dimensional matrix of independently controlled electrodes of a square shape with sides of not more than 1/4 λ, the input control electrodes of the control unit connected to the output allocation from the network unit data packets with addresses.
Суть заявляемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 схематически изображены: подсоединенный к сети передачи данных блок выделения из сети пакетов данных с адресами, соответствующими адресам абонентов 1, источник узкополосного оптического излучения 2, поляризатор 3, оптический адресуемый дефлектор 4 и блок управления управляющими электродами 5. На фиг.1 также укрупненно изображен разрез оптического адресуемого дефлектора 4, на котором показаны слой одноосного электрооптического кристалла 6, сплошной электрод 7, слой поляризатора 8 и двумерная матрица управляемых электродов 9.The essence of the claimed invention is illustrated in the drawing, where Fig. 1 schematically shows: a unit for extracting data packets from a network of data packets with addresses corresponding to the addresses of subscribers 1, a narrow-band optical radiation source 2, a polarizer 3, an optical addressable deflector 4 and a control unit electrodes 5. Figure 1 also enlarged shows a section of an optical addressable deflector 4, which shows a layer of a uniaxial electro-optical crystal 6, a solid electrode 7, and a layer of a polarizer 8 and a two-dimensional matrix of controlled electrodes 9.
Устройство работает следующим образом. Блок выделения из сети пакетов данных с адресами 1, соответствующими адресам абонентов, извлекает из сети передачи пакетов данных (на фиг.1 не показана) пакеты, адресованные абонентам данного узла доступа, обслуживаемого этим устройством доступа к сети. Импульсы, содержащие информацию об адресе пакетов информации, а также собственно пакеты данных, используемых в конкретный отрезок времени для модуляции пучка, передают посредством блока управления управляющими электродами 5 на оптический адресуемый дефлектор 4. При помощи оптически адресуемого дефлектора 4, за счет преобразования в блоке управления управляющими электродами 5 адресной информации в распределение напряжений на управляющих электродах, изменяют направление распространения пучка электромагнитного излучения от источника узкополосного оптического излучения 2, ортогонально поляризованного после прохождения поляризатора 3, направляя его на время передачи пакетов, адресованных конкретному абоненту, на его приемное устройство (на чертеже не показаны). Тот же оптически адресуемый дефлектор 4, посредством непосредственной модуляции ранее сформированного в блоке управления управляющими электродами 5 распределения управляющих напряжений модулирует по интенсивности направляемое абоненту оптическое излучение пакетами данных, перерывая соответствующим образом направление пучка абоненту.The device operates as follows. The unit for extracting data packets from the network with addresses 1 corresponding to the addresses of the subscribers extracts packets from the transmission network of data packets (not shown in FIG. 1) addressed to the subscribers of this access node served by this network access device. Pulses containing information about the address of the information packets, as well as the actual data packets used at a specific time interval to modulate the beam, are transmitted via the control unit of the control electrodes 5 to the optical addressable deflector 4. Using the optically addressable deflector 4, due to conversion in the control unit control electrodes 5 address information in the voltage distribution on the control electrodes, change the propagation direction of the electromagnetic radiation beam from the source optical bandwidth radiation 2, orthogonally polarized after passing through the polarizer 3, directing it to the time of transmission of packets addressed to a particular subscriber to its receiving device (not shown in the drawing). The same optically addressable deflector 4, by direct modulation of the control voltage distribution previously generated in the control electrode control unit 5, modulates the intensity of the optical radiation directed to the subscriber by the data packets, interrupting the direction of the beam to the subscriber accordingly.
Поясним подробнее, как работает оптический адресуемый дефлектор 4. Линейно поляризованное оптическое излучение (узкополосное, с максимумом оптической мощности на длине волны λ) направляется сквозь двумерную матрицу прозрачных управляющих электродов 9 на поверхность слоя электрооптического кристалла 6. Плоскость кристалла в простейшем случае соответствует перпендикулярному сечению оптической оси кристалла (т.е. ортогонально т.н. z-срезу электрооптического кристалла). Соответственно, слой кристалла при приложении к управляющим электродам 9 напряжения (предполагаем для простоты, что сплошной электрод «заземлен») работает как продольный электрооптический модулятор. При ориентации слоя поляризатора 8 в плоскости, перпендикулярно поляризации падающего оптического излучения, при отсутствии напряжения на управляющих электродах 7, оптическое излучение не проходит сквозь оптический управляемый дефлектор 4. При подаче напряжения на управляющие электроды 9, вследствие электрооптического эффекта, по мере прохождения сквозь слой одноосного электрооптического кристалла класса 3m, между задействованными управляющими электродами 9 и «заземленным» электродом 7 происходит поворот плоскости поляризации оптического излучения. Угол поворота плоскости поляризации достигает значения 90 градусов при так называемом полуволновом напряжении (что, в частности, составляет около 0,9 кВ для пластин из танталата лития).Let us explain in more detail how the optical addressable deflector 4 works. Linearly polarized optical radiation (narrow-band, with a maximum optical power at wavelength λ) is directed through a two-dimensional matrix of transparent control electrodes 9 to the surface of the layer of electro-optical crystal 6. The plane of the crystal in the simplest case corresponds to the perpendicular optical section axis of the crystal (i.e., orthogonally to the so-called z-slice of the electro-optical crystal). Accordingly, the crystal layer when applied to the control electrodes 9 voltage (we assume for simplicity that the solid electrode is "grounded") works as a longitudinal electro-optical modulator. When the polarizer layer 8 is oriented perpendicular to the polarization of the incident optical radiation, in the absence of voltage on the control electrodes 7, the optical radiation does not pass through the optical controlled deflector 4. When voltage is applied to the control electrodes 9, due to the electro-optical effect, as it passes through the uniaxial layer of an electro-optical crystal of class 3m, between the involved control electrodes 9 and the “grounded” electrode 7, the plane of polarization of the optical radiation. The angle of rotation of the plane of polarization reaches 90 degrees at the so-called half-wave voltage (which, in particular, is about 0.9 kV for lithium tantalate plates).
Таким образом, при подаче любого отличающегося от нуля напряжения на различные управляющие электроды 9, после прохождения слоя электрооптического кристалла 6, сплошного прозрачного электрода 7 и слоя поляризатора 8, оптическое излучение оказывается пространственно модулированным, аналогично прохождению амплитудной дифракционной решетки. Эффективная дифракционная решетка на выходе слоя поляризатора 8 образована за счет поворота плоскости поляризации излучения между задействованными управляющими электродами 9, и электродом 7. При подаче полу волнового напряжения будет обеспечен максимальный контраст решетки, поскольку оптическое излучение будет максимально пропущено слоем поляризатора 8 в областях, соответствующих прохождению излучения сквозь задействованные управляющие электроды 9, на которые будет подано это напряжение.Thus, when any non-zero voltage is applied to the various control electrodes 9, after passing through the electro-optical crystal layer 6, the continuous transparent electrode 7 and the polarizer layer 8, the optical radiation turns out to be spatially modulated, similar to the passage of the amplitude diffraction grating. An effective diffraction grating at the output of the polarizer layer 8 is formed by rotating the plane of polarization of the radiation between the control electrodes 9 and the electrode 7. When applying a half-wave voltage, the maximum contrast of the grating will be ensured, since the optical radiation will be transmitted through the polarizer layer 8 in the regions corresponding to the passage radiation through the involved control electrodes 9, to which this voltage will be applied.
Выбирая те или иные независимые управляющие электроды 9, можно изменять пространственную частоту формируемой дифракционной решетки, то есть угол дифракции оптического излучения на выходе. Поскольку матрица управляющих электродов выполнена двумерной, в данном устройстве обеспечивается возможность реализации электрооптического двухкоординатного адресуемого дефлектора.Choosing certain independent control electrodes 9, it is possible to change the spatial frequency of the formed diffraction grating, that is, the diffraction angle of the optical radiation at the output. Since the matrix of control electrodes is made two-dimensional, in this device it is possible to implement an electro-optical two-coordinate addressable deflector.
Проведенное авторами математическое моделирование зависимости эффективности отклонения оптического излучения предложенным электрооптическим дефлектором показало, что предпочтительный размер управляемых электродов, обеспечивающий экономически эффективный баланс между эффективностью дифракции и требованиями к микроминиатюризации, должен составлять не более 1/4 λ, при толщине слоя одноосного кристалла класса 3m не более 2 λ.Conducted by the mathematical modeling of the effectiveness of the deviation of the optical radiation proposed electrooptic deflector it found that the preferred size of the control electrode, providing a cost-effective balance between the efficiency of diffraction and the requirements for miniaturization should be no more than 1/4 λ, the layer thickness of the uniaxial crystal class 3m max 2 λ.
Таким образом, использование предложенного устройства позволяет обеспечить решение поставленной задачи с достижением ожидаемого технического результата.Thus, the use of the proposed device can provide a solution to the problem with the achievement of the expected technical result.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012108031/07A RU2490798C1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Device for accessing data transmission networks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012108031/07A RU2490798C1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Device for accessing data transmission networks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2490798C1 true RU2490798C1 (en) | 2013-08-20 |
Family
ID=49163018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012108031/07A RU2490798C1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Device for accessing data transmission networks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2490798C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574581C1 (en) * | 2014-08-25 | 2016-02-10 | Татьяна Олеговна Иванова | Method of setting up access to data packet networks |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2199209A (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-29 | Stc Plc | Optical communication systems |
| RU2197783C2 (en) * | 2001-03-15 | 2003-01-27 | Аджалов Владимир Исфандеярович | Method for organizing access to data burst transmission networks |
| RU2319938C1 (en) * | 2006-05-19 | 2008-03-20 | ГОУ ВПО Дальневосточный государственный университет путей сообщения МПС России (ДВГУПС) | Coordinate-sensitive radiation detector |
-
2012
- 2012-03-05 RU RU2012108031/07A patent/RU2490798C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2199209A (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-29 | Stc Plc | Optical communication systems |
| RU2197783C2 (en) * | 2001-03-15 | 2003-01-27 | Аджалов Владимир Исфандеярович | Method for organizing access to data burst transmission networks |
| RU2319938C1 (en) * | 2006-05-19 | 2008-03-20 | ГОУ ВПО Дальневосточный государственный университет путей сообщения МПС России (ДВГУПС) | Coordinate-sensitive radiation detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574581C1 (en) * | 2014-08-25 | 2016-02-10 | Татьяна Олеговна Иванова | Method of setting up access to data packet networks |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1360683A (en) | Dynamically configurable spectral filter | |
| Vidal et al. | Optical beamforming network based on fiber-optical delay lines and spatial light modulators for large antenna arrays | |
| Xie et al. | LCoS-based wavelength-selective switch for future finer-grid elastic optical networks capable of all-optical wavelength conversion | |
| KR100288443B1 (en) | Optical modulator using isolator and optical transmitter comprising it | |
| CN107407847B (en) | Polarization-independent optical multiplexing and demultiplexing system based on ferroelectric liquid crystal phase modulator for spatial mode division multiplexing and demultiplexing | |
| JP2005260925A5 (en) | ||
| Ahderom et al. | Applications of liquid crystal spatial light modulators in optical communications | |
| US7720226B2 (en) | Private and secure optical communication system using an optical tapped delay line | |
| US11681084B2 (en) | Polarization-based method and apparatus for generating duality modulated electromagnetic radiation | |
| RU2490798C1 (en) | Device for accessing data transmission networks | |
| Milivojevic et al. | Silicon high speed modulator for advanced modulation: device structures and exemplary modulator performance | |
| Peng et al. | A novel method to realize optical single sideband modulation with tunable optical carrier to sideband ratio | |
| Fu et al. | Pre-correction of distorted Bessel–Gauss beams without wavefront detection | |
| Miles et al. | 7× 7 DMD-based diffractive fiber switch at 1550 nm | |
| EP1292858B1 (en) | Liquid crystal optical switch with reliable control | |
| Li et al. | Adaptive beamforming for optical wireless communication via fiber modal control | |
| Lyubopytov et al. | Optical-domain compensation for coupling between optical fiber conjugate vortex modes | |
| CN113572536B (en) | Signal generating device and method, communication device and method | |
| Shastri et al. | Ultrafast optical techniques for communication networks and signal processing | |
| Aljada et al. | Opto-VLSI-based correlator architecture for multiwavelength optical header recognition | |
| Chou et al. | Experimental demonstration of an LCoS-based access node for bidirectional optical wireless communications | |
| CN104518833A (en) | Light modulator and light modulation method | |
| Pei et al. | Ossb modulation of tunable optical carrier-to-sideband ratio with fbg-based acousto-optic tunable filter | |
| Liu et al. | Photonic generation of chirped microwave pulses with precisely targeted and tuned parameters using external modulation | |
| Khan et al. | Optical modulation using digital image symbol patterns and grating light valve technology in a hybrid multiplexed superchannel |