SU1709393A1

SU1709393A1 - Optical transducer for storages

Info

Publication number: SU1709393A1
Application number: SU904816265A
Authority: SU
Inventors: Александр Александрович Вербовецкий; Игорь Анатольевич Шилов
Original assignee: Институт Точной Механики И Вычислительной Техники Им.С.А.Лебедева
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени одновременной и независимей коммутации групп устройств. Оптиче- с'бсий преобразователь содержит подюночен- ные к выходам процессоров 1 (в количество не вход т) группы 2 спектральных излучате- nefi, группы 3 световодов, группу 4 световод- ных мультиплексоров, группу 5 спектральных смесителей, группу 6 световодных демуль- типлексороа, группы 7 световодов, группы 8 регенераторов, группы 9 сеетоводных де- мультиНлексоров, группы 10 световодов, группы 11 спектральных демультиплексоров, блоки 12 фотоприемников, соединенные с запоминающими устройствами 13, и блок 14 синхронизации, который имеет две группы входов 15-1 и 15-2 ичетыре группы выходов 16-1,... 16-4 и содержит генератор синхроимпульсов, формирователи управл ющих сигналов и буферный накопитель. 2 ил.WоWThe invention relates to computing. The purpose of the invention is to expand the functionality by providing simultaneous and independent switching of groups of devices. The optical converter contains pre-set to the outputs of processor 1 (not included in the number) groups 2 of spectral emitters, groups of 3 fibers, group 4 of light-guided multiplexers, group 5 of spectral mixers, group 6 of light-guided demultiplexers , groups of 7 light guides, groups of 8 regenerators, groups of 9 setovodnyh de-multiplexors, groups of 10 light guides, groups of 11 spectral demultiplexers, blocks of 12 photodetectors connected to storage devices 13, and block 14 of synchronization, which has two groups of inputs 15 -1 and 15-2 and four groups of outputs 16-1, ... 16-4 and contains a clock generator, control signal drivers and a buffer drive. 2 W.W.

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано, например, дл коммутации группы запоминающих устройств с группой центральныхThe invention relates to computing and can be used, for example, for switching a group of storage devices with a group of central

процессоров.processors.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени одмооременной и неэааисимой коммутации групп устройств.The purpose of the invention is to expand the functionality by providing simultaneous and non-dependent switching of device groups.

На фиг. 1 приоедена функциональна схема оптического преобразовател дл группы запоминающих устройств ; на фиг. 2 - блок-схема блока синхронизации.FIG. 1 is a functional diagram of an optical converter for a group of storage devices; in fig. 2 is a block diagram of a synchronization unit.

Оптический преобразователь до запоминающих устройств содержит подключенныо к выходам процессоров 1 (з устройство не зход т) группы 2 спектральных излучателей , группы 3 световодов, группу I соетоводных мультиплексоров, группу 5 спектральных смесителей..группу 6 СЕОТОводных демультиплексоров, группы Тсветоводоа , группы 8 регенераторов, группы 9 саетоводных демультиплексоров, группы 10 свегоЕОдов, группы 11 спектральных демультиплексоров , блоки 12 фотоприемникоп , соединенные с запоминающими устройстоами,13, и блок 14 синхронизации, который имеет две группы входов 15-1 мThe optical converter to the storage device contains connected to the outputs of the processors 1 (the device does not come out) group 2 of the spectral emitters, group 3 of the light guides, group I of the soldering multiplexers, group 5 of the spectral mixers .. group 6 of the HWTO demultiplexers, group of the light conductor, group 8 of regenerators, groups 9 of the powering demultiplexers, groups 10 of their EOs, groups 11 of spectral demultiplexers, blocks 12 photodetectors connected to the storage device, 13, and block 14 of synchronization, which has two groups of inputs 15-1 m

15-2 и чвТьфе группы выходов Тб--116-415-2 and chtTfe TB output groups - 116-4

и содержит генератор 17 синхроимпульсов. формирователи 18-20 управл ющих сигналов м буферный (закопитель 21.and contains a generator of 17 clock pulses. drivers 18-20 of control signals and buffer (accumulator 21.

Кажда группа 2 излучателей предназначена дл ввода информации в оптический преобразователь в виде световых пучков и преобразует, например, выходные злектрические сигналы соответствующего центрального процессора 1 в оптические. При ЭТОГ4 равр ды каждого слова информап.ии данного процесса отображаютс с зетовыми лучками с одинаковой длиной волны, отл11чной от длин золи световых пучков, на которых отображаютс слова других процессороз , э каждый разр д слопа вводитс S преобразователь, например, своим отдельным излучателем. Кажда группа 2 излучателей может состо ть, например, из линейки лазерных диодоз, излучающей на своей определенной длине волны.Each group 2 of emitters is designed to input information into the optical converter in the form of light beams and converts, for example, the output signals of the corresponding central processor 1 into optical ones. At ETHO4, the equals of each word information of this process are displayed with Zeta rays with the same wavelength, different from the lengths of the sols of the light beams, on which the words of other processions are displayed, and each discharge of the slope is inserted into the S converter, for example, by its own radiator. Each group of 2 emitters may consist, for example, of a laser diode line emitting at its specific wavelength.

Группы 3 световодов предназ1 ачены дл передачи световых сигналов vi могут быть выполнены, например, из .юлоконнь х или интегральных светооодоо.Groups of 3 light guides, predisposed for transmitting light signals vi, can be made, for example, from syllables or integral light-emitting diodes.

Каждый световодиый мультиплексор гр ппы 4 предназначен дл объединени свст;Тйых пучков С рэзными длинзми волн в единый многоволновой (многоцветный) световой пучок и может быть выполнен, например , D виде волоконно-оптического илиEach light-emitting multiplexer group 4 is designed to unite the light beams with different wavelengths into a single multi-wave (multi-color) light beam and can be performed, for example, D as a fiber-optic or

1нтегрально-оптт/1ческого волноводного мультиплексора или объединител .1 integrated opt / 1 waveguide multiplexer or combiner.

Каждый спектральный смеситель группы 5 предназначен дл смешени отдельных спектральных компонентов в единый однородный многоволновой (многоцветный) световой пучок и может быть выполнен, например , из отрезка волоконно-оптического или интегрально-оптического световода.Each spectral mixer of group 5 is designed to mix individual spectral components into a single homogeneous multiwave (multicolor) light beam and can be made, for example, from a fiber-optic or integrated-optical fiber.

0 Каждый световодный демультиплексор группы б предназначен дл размножени многоволнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интеграль5 но-оптического волнооодного демультиплексора или разветвител .0 Each fiber-optic group B demultiplexer is designed to propagate a multi-wave (multicolor) light beam and can be implemented, for example, in the form of a fiber-optic or integral-optical fiber wavelength demultiplexer or a splitter.

Группы 7 саетоводов предназначены дл передачи многоволновых (многоцветных) сБбтовых сигналов и могут быть выполнены, например, из волоконных или интегральных световодов.Groups 7 of the fiber-optic cables are designed for transmitting multi-wave (multicolor) cBbt signals and can be made, for example, from fiber or integrated light guides.

Каждый регенератор группы 8 предназначен дл восстановлени , формировани и увеличени мощности многоволновогоEach regenerator of group 8 is designed to restore, form and increase the power of the multiwave

5 (многоцветного) оптичес-кого сигнала и может состо ть, например, из многоцветного фотоприемника, линейки усилителей-формирователей , линейки лазерных диодов, каждый из которых излучает н8 своей определенной (Гу1ине волны, соответствующей длине волны соответствующего входного оптического сиг(ала, и сиетоводного мультиплексора или объединител , объедин ющего разноцветные световые пучки от лазерных5 (multicolor) optical signal and may consist, for example, of a multicolor photodetector, a line of amplifiers-formers, a line of laser diodes, each of which emits its particular (Guinea wave corresponding to the wavelength of the corresponding input optical signal (ala, and sietovodnogo multiplexer or combiner, combining multi-colored light beams from laser

5 диодов в единый многоволновой (многоцветный ) световой пучок. Вместо многоцветного фотоприемника в регенераторе может быть использован, например, спектральный световодный демультиплексор. выполненный на основе сплавных ответвителей из одномодовых волоконных световодов, или гофрированных волноводных структур, на каждом выходе которого расположен фотоприемник .5 diodes in a single multiwave (multi-color) light beam. Instead of a multi-color photodetector in the regenerator, for example, a spectral optical fiber demultiplexer can be used. made on the basis of alloy couplers of single-mode optical fibers, or corrugated waveguide structures, at each output of which a photodetector is located.

5Каждый световодиый демультиплексор5 Each svetovodiy demultiplexer

групп 9 предназначен дл размножени многоЕолнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интеграль0 НС-оптического волноводного демультиплексора или разветвител .Groups 9 is designed for multiplication of a multi-wave (multi-color) light beam and can be performed, for example, in the form of a fiber-optic or integral HC-optical waveguide demultiplexer or a splitter.

Группы 10 световодов предназначены дл передачи многоволновых (многоцветных ) световых сигналов и могут быть выполнены, например, из волоконных или интегральных световодов.Groups of 10 light guides are designed for transmitting multi-wave (multi-color) light signals and can be made, for example, from fiber or integrated light guides.

Каждый спектральный демультиплексор групп 11 предназначен дл разделени многосолнового (многоцветного) светового пучка на составл ющие его одноволновыеEach spectral demultiplexer of groups 11 is designed to divide a multi-wave (multicolor) light beam into its single-wave components.

(одноцветные) световые пучки (спектральные составл ющие) и может быть выполнен, например, на основе сплавных ответвителей из одномодовых волоконных световодов или интегральных световодов или гофрированных волноводных структур.(monochrome) light beams (spectral components) and can be made, for example, on the basis of fused couplers from single-mode optical fibers or integral optical fibers or corrugated waveguide structures.

Каждый блок 12 фотоприемников служит дл преобразовани оптических сигналов в электрические и ввода информации в соответствующее запоминающее устройство 13. Блок 12 может быть выполнен, например , в виде набора линеек интегральных или наборных фотоприемников.Each photodetector unit 12 serves to convert optical signals into electrical ones and enter information into the corresponding storage device 13. Unit 12 can be performed, for example, as a set of lines of integrated or composable photodetectors.

Оптический преобразователь дл запоминающих устройств работает следующим образом.The optical converter for storage devices operates as follows.

Предположим, что п (где п 1, 2, 3,.,.) центральных процессоров 1 необходимо коммутировать с k (где 1, 2, 3,...) запоминающими устройствами 13. При этом каждый процессор 1 может обратитьс к любому одному, подгруппе или ко всем k-м запоминающим устройствам одновременно. Кроме того , все процессоры 1 могут одновременно обратитьс К одному, подгруппе или ко всей группе запоминающих устройств 13.Suppose that n (where n 1, 2, 3,.,.) Of central processors 1 needs to be switched to k (where 1, 2, 3, ...) memory devices 13. In this case, each processor 1 can access any one , a subgroup, or all kth storage devices at the same time. In addition, all processors 1 can simultaneously access one, a subgroup, or the entire group of storage devices 13.

При этом предполагаетс , что в каждом п-м процессоре 1 используетс п- группа 2 излучателей, содержаща излучатели в количестве , равном, например, числу р(где р 1, 2, 3,..., s: S - максимальное число разр дов в слове) разр дов передаваемого слова. Причем п- группа 2 излучателей передает информацию на длине волны Л( оптического сигнала, отличающейс от длин волн оптических сигналов, на которых передаетс информаци остальными (п-1)-ми процессорами . А в каждом запоминающем устройстве 13 располагаетс блок 12 фотоприемников , содержащий п групп (линеек) фотоприемников по р фотоприемников в каждой, т.е. всего рхп фотоприемников.In this case, it is assumed that in each nth processor 1 a p-group of 2 emitters is used, containing emitters in an amount equal to, for example, the number p (where p is 1, 2, 3, ..., s: S is the maximum number of bits in the word) bits of the transmitted word. Moreover, the p-group 2 of the emitters transmits information at a wavelength L (an optical signal different from the wavelengths of the optical signals on which information is transmitted by other (n-1) processors. And in each storage device 13 a block of 12 photodetectors is located, containing groups (lines) of photodetectors with p photodetectors in each, i.e., the total number of photodetectors.

По команде генератора 17 синхроимпульсов (по переднему фронту синхроимпульса ) формирователи 18-20 подают управл ющие сигналы на группы 2 спектральных излучателей, группы 8 регенераторов и блоки 12 фотоприемников.At the command of the generator 17 clock pulses (on the leading edge of the clock pulse), the drivers 18–20 supply control signals to groups 2 of spectral emitters, groups 8 of regenerators, and blocks of 12 photodetectors.

По команде генератора 17 синхроимпульсов от каждого п-го процессора 1 электрические сигналы, отображающие информационные слова, поступают на соответствующую п-ю группу 2 излучателей так, что, например, разр ды слова поступают параллельно, каждый на свой излучательный элемент группы 2. Группы 2 спектральных излучателей преобразуют электрические сигналы в оптические, например , таким образом, чтобы всем р разр дам каждого п-го передаваемого словаAt the command of the generator 17 clock pulses from each n-th processor 1, electrical signals representing information words are transmitted to the corresponding n-th group of 2 emitters so that, for example, word discharges flow in parallel, each to its own radiating element of group 2. Group 2 spectral emitters convert electrical signals into optical signals, for example, in such a way that all p will discharge every nth transmitted word

соответствовали световые пучки с одной и той же длиной волны Ли,отличной от длин волн световых пучков, на которых передаютс остальные (п-1) словз другими процессорами 1.corresponded to the light beams with the same Lie wavelength, different from the wavelengths of the light beams, on which the remaining (n-1) words are transmitted by other processors 1.

Световые пучки, отображающие одноименные р-е разр ды всех п информационных слов, пооход т через соответствующие световоды групп 3 и объедин ютс соответствующим мультиплексором 4 в единый пцветный световой пучок. Спектральные компоненты этого п-цветного светового пучка перемешиваютс в соответствующем спектральном смесителе группы 5 и демуль5 типлексором группы 6 размножаютс на число многоцветных оптических сигналов,Light beams, which display the same p-th bits of all n information words, travel through the corresponding optical fibers of group 3 and are combined with the corresponding multiplexer 4 into a single color beam. The spectral components of this p-color light beam are mixed in the corresponding spectral mixer of group 5 and the multiplexer of group 6 multiplies by the number of multicolor optical signals,

равное числу г (где г 2, 3, 4k/2) групп 8equal to the number of r (where r 2, 3, 4k / 2) groups 8

регенераторов. С каждого г-го выхода демультипЛексора группы 6 оптический сигнал через соответствующий световод группы 7 поступает на соответствующий г-й регенератор группы 8.regenerators. From each gth output of a demultiplexer of group 6, the optical signal through the corresponding fiber of group 7 is fed to the corresponding gth regenerator of group 8.

Многоцветный оптический сигнал от каждого г-го регенератора группы 8 поступает на соответствующий г-й световодный демультиплексор группы 9, который размножает его на число многоцветных оптических сигналов, равное числу q (где q 2, 3, 4 (k-1) запоминающих устройств в г-йA multicolored optical signal from each g-th regenerator of group 8 is fed to the corresponding g-th light guide demultiplexer of group 9, which multiplies it by the number of multicolor optical signals equal to the number q (where q is 2, 3, 4 (k-1) storage devices in gd

0 подгруппе устройств 13. С каждого q-ro выхода каждого г-го демультиплексора 9 многоцветный оптический сигнал через соответствующий световод соответствующей группь 10 поступает на соответствующий0 to the subgroup of devices 13. From each q-ro output of each rth demultiplexer 9 a multicolor optical signal through the corresponding fiber to the corresponding group 10 is fed to the corresponding

5 q-й спектральный демультиплексор 11 г-й группы устройств 13. Этот демультиплексор группы 11 направл ет каждую п-ю спектральную составл ющую многоцветного светового пучка на соответствующий р-й5 q-th spectral demultiplexer of the 11th group of devices 13. This demultiplexer of group 11 directs each n-th spectral component of the multicolor light beam to the corresponding pth

0 фотоприемник п-й группы (линейки) соответствующего блока 12 фотоприемников соответствующего q-ro запоминающего устройства г-й подгруппы устройств 13.0 photodetector of pth group (ruler) of the corresponding block 12 photoreceivers of the corresponding q-ro storage device of the ith subgroup of devices 13.

Фотоприемники преобразуют оптические сигналы в электрические, которые через соответствующий буферный накопитель 21 по сигналу генератора 17 синхроимпульсов поступают в соответствующее запоминающее устройство 13.Photodetectors convert optical signals into electrical signals, which through the corresponding buffer store 21, according to a signal from the clock generator 17, arrive at the corresponding memory device 13.

Claims

Optical converter for storage devices containing groups of spectral emitters, the outputs of the emitters of each group through the corresponding optical fibers of the first group are optically connected to the corresponding inputs of the optical fiber multiplexers of the group, the outputs of which through optical spectral mixers of the group are optically connected to the corresponding inputs of the optical fiber demultiplexers of the first group, group spectral demultiplexers, the outputs of each of which are optically coupled to the corresponding input The corresponding photodetector unit, the output of which is connected to the first input of the synchronization unit, the first group of inputs of which is a group of control inputs of the converter, the output groups of the synchronization unit from the first to the third, are connected respectively to the control inputs of the photoelectric blocks, memory devices, spectral emitters, different in order to expand the functionality of the converter by providing simultaneous and independent switching of storage device groups stw.

The second and third groups of optical fibers, the group of regenerators, the second group of optical wave demultiplexers are introduced into the converter, each block of photodetectors contains

groups of photodetectors according to the number of groups of emitters, whereby the outputs of the light guide demultiplexers of the first group through successively connected respective fibers of the second group of regenerators of the group are optically connected to the inputs of the corresponding light guide demultiplexers of the second group, whose outputs through the corresponding fibers of the third group are optically connected to the inputs of the corresponding groups of spectral demultiplexers, the fourth group of outputs of the synchronization unit is connected to the control inputs of the regenerator in the group.

W

U2, 2