коммутатор оптических сигналов

Формула изобретения

1. Коммутатор оптических сигналов, содержащий 4N логических блоков, N=2, 3, 4, ..., логический блок содержит первый - пятый входы-выходы, первый вход-выход J-го, J=1, 2, ..., 4N, логического блока является входом-выходом J-го канала коммутатора, отличающийся тем, что второй вход-выход логического блока с номером 1, 3, 5, ..., 4N-1 соединен соответственно со вторым входом-выходом логического блока с номером 2, 4, 6, ..., 4N, третий вход-выход логического блока с номером 2, 4, 6, ..., 4N-2, 4N соединен соответственно с третьим входом-выходом логического блока с номером 3, 5, 7, ..., 4N-1, 1, четвертый вход-выход логического блока с номером 1, 2, 5, 6, 10, 11, ..., 4N-3, 4N-2 соединен соответственно с четвертым входом-выходом логического блока с номером 3, 4, 7, 8, 11, 12, ..., 4N-1, 4N, пятый вход-выход логического блока с номером 3, 4, 7, 8, 11, 12, ..., 4N-1, 4N соединен соответственно с пятым входом-выходом логического блока с номером 5, 6, 9, 10, 13, 14, ..., 1, 2, логический блок содержит первый - третий волновые фильтры, мультиплексированный вход-выход первого волнового фильтра является первым входом-выходом логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы первого волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами второго и третьего волновых фильтров, первый и второй демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра являются соответственно пятым и четвертым входами-выходами логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра являются соответственно третьим и вторым входами-выходами логического блока, первый - третий волновые фильтры логического блока являются соответственно волновыми фильтрами первого - третьего типов.

2. Коммутатор оптических сигналов по п.1, отличающийся тем, что волновые фильтры первого - третьего типов оперируют оптическими сигналами с длинами волн, пронумерованными в виде ряда 1, 2, 3, ..., 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 1, 2, 3, ..., первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 3, 5, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 4, 6, ..., второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 4, 6, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 3, 5, ..., мультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 3, 5, ..., первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 5, 9, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 3, 7, 11, ..., второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 3, 7, 11, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 5, 9, ..., мультиплексированный вход-выход волнового фильтра третьего типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 4, 6, ..., первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра третьего типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 6, 10, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 4, 8, 12, ..., второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра третьего типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 4, 8, 12, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 6, 10, ... .

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для кодирования, декодирования и передачи данных, представленных оптическими сигналами, в частности к коммутаторам оптических сигналов, применяемым в компьютерных сетях.

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.

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".

Известен коммутатор оптических сигналов [2], содержащий 4N логических блоков, N=2, 3, 4, ..., логический блок содержит первый - пятый входы-выходы, первый вход-выход J-го, J=1, 2, ..., 4N, логического блока является входом-выходом J-го канала коммутатора. Логический блок настраивается на передачу оптических сигналов в определенных направлениях. В частности, его можно настроить на передачу сигналов в компьютерной сети с кольцевой логической структурой и топологией типа "звезда".

Недостатками коммутатора [2] являются сложность и ограниченные функциональные возможности.

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.

Второй недостаток состоит в том, что для передачи данных в каждом направлении используется только один канал.

Цель изобретения - упрощение коммутатора и расширение его функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что в коммутаторе оптических сигналов, содержащем 4N логических блоков, N=2, 3, 4, ..., логический блок содержит первый - пятый входы-выходы, первый вход-выход J-го, J=1, 2, ..., 4N, логического блока является входом-выходом J-го канала коммутатора, второй вход-выход логического блока с номером 1, 3, 5, ..., 4N-1 соединен соответственно со вторым входом-выходом логического блока с номером 2, 4, 6, ..., 4N, третий вход-выход логического блока с номером 2, 4, 6, ..., 4N-2, 4N соединен соответственно с третьим входом-выходом логического блока с номером 3, 5, 7, ..., 4N-1, 1, четвертый вход-выход логического блока с номером 1, 2, 5, 6, 9, 10, ..., 4N-3, 4N-2 соединен соответственно с четвертым входом-выходом логического блока с номером 3, 4, 7, 8, 11, 12, ..., 4N-1, 4N, пятый вход-выход логического блока с номером 3, 4, 7, 8, 11, 12, ..., 4N-1, 4N соединен соответственно с пятым входом-выходом логического блока с номером 5, 6, 9, 10, 13, 14, ..., 1, 2, логический блок содержит первый - третий волновые фильтры, мультиплексированный вход-выход первого волнового фильтра является первым входом-выходом логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы первого волнового фильтра соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами второго и третьего волновых фильтров, первый и второй демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра являются соответственно пятым и четвертым входами-выходами логического блока, первый и второй демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра являются соответственно третьим и вторым входами-выходами логического блока, первый - третий волновые фильтры логического блока являются соответственно волновыми фильтрами первого - третьего типов.

В предлагаемом коммутаторе оптических сигналов волновые фильтры первого - третьего типов оперируют оптическими сигналами с длинами волн, пронумерованными в виде ряда 1, 2, 3, ..., 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 1, 2, 3, ..., первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 3, 5, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 4, 6, ..., второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 4, 6, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 3, 5, ..., мультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 3, 5, ..., первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра второго типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 5, 9, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 3, 7, 11, ..., второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра первого типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 3, 7, 11, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 1, 5, 9, ..., мультиплексированный вход-выход волнового фильтра третьего типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 4, 6, ..., первый демультиплексированный вход-выход волнового фильтра третьего типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 6, 10, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 4, 8, 12, ..., второй демультиплексированный вход-выход волнового фильтра третьего типа прозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 4, 8, 12, ... и непрозрачен для оптических сигналов с длинами волн с номерами 2, 6, 10, ....

На фиг.1 представлен упрощенный эскиз конструкции известного [1] волнового фильтра; на фиг.2а - диаграмма прозрачности волнового фильтра F1 первого типа; на фиг.2б - диаграммы прозрачности волновых фильтров F2 и F3 второго и третьего типов; на фиг.3а-з и фиг.4а - примеры трасс прохождения оптических сигналов через волновой фильтр первого типа; на фиг.4б - 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 коммутатора оптических сигналов; на фиг.7 - функциональная схема логического блока.

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 или F3 (фильтр первого - третьего типа). В любом случае фильтр симметричен в том смысле, что пары его выводов Х-W, W-X, Y-Z и Z-Y функционально равноценны. Однако для упорядочения терминологии выводы 4 - Х и W далее именуются соответственно первым и вторым мультиплексированными входами-выходами фильтра. Аналогично выводы 5 - Y и Z именуются соответственно первым и вторым демультиплексированными входами-выходами фильтра.

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 Х (на любой из четырех выводов). Сигналы, как здесь предполагается, имеют длины волн 1, 2, ..., 16, равномерно распределенные на горизонтальных числовых осях диаграмм прозрачности, показанных на фиг.2. Соседние длины волн разделены промежутками 100 нм или более (число используемых длин волн может превышать 16).

Графики 6 и 7 (фиг.2а) отображают диаграммы прозрачности каналов Х-Y и Х-Z фильтра F1. Так как фильтр симметричен, эти же графики отображают соответственно диаграммы прозрачности каналов W-Z и W-Y, a также двух оставшихся каналов, полученных взаимно-обратной заменой символов X, W символами Y, Z. Уровни 0 и 100% соответствуют непрозрачному и полностью прозрачному состояниям канала. Графики для их упрощения представлены двумя противофазными синусоидами, хотя в действительности их форма более сложная и зависит от технологии изготовления фильтра. Из графика 6 следует, что канал Х-Y (а также канал W-Z) фильтра F1 прозрачен для света с длинами волн 1, 3, 5, ..., 15 и непрозрачен для света с длинами волн 2, 4, 6, ..., 16. 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.

График 7 показывает, что канал Х-Z (а также канал W-Y) фильтра F1 прозрачен для света с длинами волн 2, 4, 6, ..., 16 и непрозрачен для света с длинами волн 1, 3, 5, ..., 15.

Графики 8 и 9 (фиг.2б) отображают диаграммы прозрачности каналов Х-Y и Х-Z (W-Z и W-Y) фильтра F2. Они представлены синусоидами с удвоенными периодами по сравнению с графиками 6 и 7. Из графика 8 следует, что канал Х-Y фильтра F2 прозрачен для света с длинами волн 1, 5, 9, 13 и непрозрачен для света с длинами волн 3, 7, 11, 15. График 9 противофазен графику 8 и отображает диаграмму прозрачности канала Х-Z фильтра F2. Прозрачность каналов Х-Y и Х-Z (W-Z и W-Y) фильтра F2 по отношению к световым сигналам с длинами волн 2, 4, 6, ..., 16 неопределенна, но такие сигналы не поступают на этот фильтр в процессе его работы.

Графики 10 и 11 (фиг.2б) отображают диаграммы прозрачности каналов Х-Y и Х-Z (W-Z и W-Y) фильтра F3. Они представлены синусоидами той же частоты, что и синусоиды 8 и 9, но сдвинуты относительно них по фазе вправо на четверть периода. Из графика 10 следует, что канал Х-Y фильтра F3 прозрачен для света с длинами волн 2, 6, 10, 14 и непрозрачен для света с длинами волн 4, 8, 12, 16. График 11 противофазен графику 10 и отображает диаграмму прозрачности канала Х-Z фильтра F3. Канал Х-Z фильтра F3 прозрачен для света с длинами волн 4, 8, 12, 16 и непрозрачен для света с длинами волн 2, 6, 10, 14. Прозрачность каналов Х-Y и Х-Z (W-Z и W-Y) фильтра F3 по отношению к световым сигналам с длинами волн 1, 3, 5, ..., 15 неопределенна, но такие сигналы не поступают на этот фильтр в процессе его работы.

Примеры 12-17 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.

В примерах 18-20, приведенных на фиг.3ж, з и фиг.4а использованы все выводы фильтра F1.

Примеры 18 и 19 показывают возможность применения фильтра F1 для сопряжения однонаправленных линий передачи оптических сигналов с двунаправленными.

В примере 18 оптический сигнал, поступающий на вход Х с левой стороны, содержит 16 составляющих с длинами волн 1- 16. Сигнал, снимаемый с выхода W фильтра, также содержит 16 составляющих с теми же длинами волн *1- *16. Знаки "*" показывают, что сигналы поступили на входы фильтра F1 с правой стороны. На входе-выходе Y сигналы с длинами волн 1, 3, 5, ..., 15 распространяются вправо, а сигналы с длинами волн *2, *4, *6, ..., *16 - влево. На входе-выходе Z сигналы с длинами волн 2, 4, 6, ..., 16 распространяются вправо, а сигналы с длинами волн *1, *3, *5, ..., *15 - влево.

Пример 19 отличается от примера 18 направлениями передачи сигналов через выводы Х и W фильтра F1.

В примере 20 (фиг.4а) все подключенные к фильтру F 1 линии - двунаправленные. По каждой линии передаются 16 пар противоположно направленных оптических сигналов, каждая пара имеет одинаковую длину волны. По существу, эта схема представляет собой неполносвязный коммутатор, способный транслировать данные в направлениях: Х Y, Х 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 Х или W, может использовать для этого световые импульсы с соответствующими длинами волн *6 или 15.

Непосредственная передача данных в смежных направлениях Х W, W X, Y Z, Z Y невозможна. При наличии устройства-посредника 21 (фиг.4б) такие передачи осуществимы. Например, внешний источник сигнала, подаваемого на вход-выход Z фильтра F, желая передать сообщение в линию связи 22, подключенную к входам-выходам Y, может использовать для этого световые импульсы с длиной волны *8. Эти импульсы проходят на вход-выход Х и принимаются устройством Q (21). По предварительной "договоренности" с этим устройством, оно незамедлительно выдает полученные импульсы обратно на вход-выход X, но использует для этого свет с длиной волны 13. Фильтр F1 передает эти импульсы на вход-выход Y, что и требуется.

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.

На фиг.5 представлены наиболее распространенные варианты топологии компьютерных сетей. Топология типа "общая шина" (фиг.5а) 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 23 к общей магистрали 24. 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.

Топология типа "звезда" с общим концентратором 25 (фиг.5б) предполагает наличие радиальных связей между концентратором и узлами 26 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 26 к общей среде передачи сигналов.

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.

В сети с топологией типа "кольцо" (фиг.5в) узлы 27 соединены в последовательную замкнутую цепь. Недостатки, свойственные рассмотренным ранее сетям (фиг.5а, б), в данном случае отсутствуют. Каждый узел приостанавливает распространение адресованных ему информационных пакетов и транслирует "чужие" пакеты следующему узлу.

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.

Этот недостаток отсутствует в сети с комбинированной топологией (фиг.5г). Внешне она напоминает рассмотренную ранее сеть с топологией типа "звезда" (фиг.5б), но вместо концентратора 25 в ней применен коммутатор 28, соединенный с узлами 29. В отличие от концентратора, коммутатор 28 способен определенным образом объединять между собой оптические волокна, соединяющие его с узлами 29. Например, внутри коммутатора можно создать соединения, при которых сеть имеет кольцевую логическую структуру, аналогичную показанной на фиг.5в. Стрелки 30 на фиг.5г соответствуют маршрутам передачи пакетов данных между узлами 29. Как следует из приведенной схемы, передача пакетов между узлами 29 происходит, по существу, по стрелкам 31, как в сети с кольцевой топологией.

В резервированных кольцевых сетях изоляция и обход одного или нескольких неисправных узлов 29 осуществляется соответствующей настройкой внутренних цепей коммутатора 28 и непосредственно не затрагивает узлы сети и линии связи.

Коммутатор 32 [2] (фиг.5д) содержит логические блоки 33, логический блок содержит внешний 34 и внутренние 35 входы-выходы, внешний вход-выход 34 логического блока 33 является входом-выходом соответствующего канала коммутатора и соединен с соответствующим узлом 36 сети. Внутренние входы-выходы 35 логических блоков 33 подключены к оптической коммутационной матрице 37.

Логические блоки 33 могут быть настроены на передачу сигналов между узлами 36 по кольцевой схеме, как было показано на фиг.5г. Возможны настройки, обеспечивающие логическую изоляцию и обход неисправных узлов 36 или линий связи с этими узлами.

Предлагаемый коммутатор оптических сигналов, показанный на фиг.6 (на примере восьмиканального варианта, N=2), содержит 4N=8 логических блоков 38-45, каждый логический блок содержит первый - пятый 46-50 входы-выходы, первый вход-выход 46 первого - пятого логических блоков 38-45 является соответственно входом-выходом первого - пятого каналов коммутатора.

Второй вход-выход 47 ("а") логических блоков 38, 40, 42 и 44 с номерами J=1, 3, 5, 7 соединен соответственно со вторым входом-выходом 47 ("а") логических блоков с номером 39, 41, 43 и 45 с номерами J=2, 4, 6, 8. Третий вход-выход 48 ("b") логических блоков 39, 41, 43 и 45 с номерами J=2, 4, 6, 8 соединен соответственно с третьим входом-выходом 48 ("b") логических блоков с номером 40, 42, 44 и 38 с номерами J=3, 5, 7, 1.

Четвертый вход-выход 49 ("с") логических блоков 38, 39, 42, 43 с номерами 1, 2, 5, 6 соединен соответственно с четвертым входом-выходом 49 ("с") логических блоков 40, 41, 44, 45 с номерами 3, 4, 7, 8, пятый вход-выход 50 ("d") логических блоков 40, 41, 44, 45 с номерами З, 4, 7, 8 соединен соответственно с пятым входом-выходом 50 ("d") логических блоков 42, 43, 38, 39 с номерами 5, 6, 1, 2.

Логический блок 38-45 (фиг.7) содержит первый - третий 51-53 волновые фильтры, мультиплексированный вход-выход 54 первого волнового фильтра 51 является первым входом-выходом 46 логического блока, первый 55 и второй 56 демультиплексированные входы-выходы первого волнового фильтра 51 соединены соответственно с мультиплексированными входами-выходами 57 и 58 второго 52 и третьего 53 волновых фильтров, первый 59 и второй 60 демультиплексированные входы-выходы второго волнового фильтра 52 являются соответственно пятым 50 и четвертым 49 входами-выходами логического блока, первый 61 и второй 62 демультиплексированные входы-выходы третьего волнового фильтра 53 являются соответственно третьим 48 и вторым 47 входами-выходами логического блока, первый - третий 51-53 волновые фильтры логического блока 38-45 являются соответственно волновыми фильтрами первого - третьего типов (F1-F3, фиг.1, фиг.2).

Предлагаемый коммутатор может применяться в резервированных компьютерных сетях с кольцевой логической структурой и топологией типа "звезда" (фиг.5г). Резервирование в данном случае предполагает логическую изоляцию и обход неисправных узлов сети или линий связи с ними.

При использовании коммутатора в компьютерной сети ее узлы подключаются к входам-выходам 46 логических блоков 38-45. Для удобства изложения на фиг.6 и фиг.7 оптоволоконные каналы связи коммутатора с узлами сети обозначены буквами А, В, С, ..., Н.

Для обмена данными между узлами сети используются оптические сигналы с длинами волн 1- 16, равномерно распределенными на горизонтальных числовых осях диаграмм, показанных на фиг.2.

С помощью предлагаемого коммутатора любой узел сети имеет возможность двунаправленного обмена данными как с двумя ближайшими соседними узлами сети, расположенными в направлении против часовой стрелки, так и с двумя ближайшими соседними узлами сети, расположенными в направлении по часовой стрелке.

Так, например, узел, подключенный к каналу D (фиг.6, фиг.7), может осуществлять двунаправленный обмен оптическими сигналами с узлом, подключенным к каналу С по связи "а"-"а" с использованием одной или одновременно двух, трех или четырех длин волн из группы 4, 8, 12, 16. Этот же узел (D) может осуществлять двунаправленный обмен оптическими сигналами с узлом, подключенным к каналу Е по связи "б"-"б" с использованием одной или одновременно двух, трех или четырех длин волн из группы 2, 6, 10, 14.

Узел сети, подключенный к каналу D, может в обход узлов С или Е (например, в случае отказа того или другого) двусторонне обмениваться данными с узлами, подключенными к каналам В или F.

Так, двунаправленный обмен оптическими сигналами между каналами D и В осуществляется по связи "с"-"с" между логическими блоками 41 и 39 с использованием одной или одновременно двух, трех или четырех длин волн из группы 3, 7, 11, 15. Аналогично двунаправленный обмен оптическими сигналами между каналами D и F осуществляется по связи "d"-"d" между логическими блоками 41 и 43 с использованием одной или одновременно двух, трех или четырех длин волн из группы 1, 5, 9, 13.

Применение предлагаемого коммутатора оптических сигналов позволяет упростить построение сетей с логической структурой типа "кольцо" и топологией типа "звезда". Благодаря возможности использования нескольких длин волн реализуется распараллеливание потоков данных. Коммутатор функционирует без источника питания. Маршрут передаваемого узлом сети пакета данных задается на физическом (а не на сетевом) уровне выбором длины волны линейного сигнала.

Источники информации

1. Патент США №5809190 (Fig.5).

2. Патент США №6134357 (Fig.4) (прототип).