Система коммутации

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ(72) Авторы Пилипович Владимир Антонович Есман Александр Константинович Гончаренко Игорь Андреевич Кулешов Владимир Константинович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ(57) Система коммутации, содержащая входной разветвитель, блок управления, отличающаяся тем, что включает множество дифракционных управляемых разветвителей,оптические входы которых связаны с выходами входного разветвителя, а электрические входы соединены с блоком управления, при этом выходы множества дифракционных управляемых разветвителей являются выходами системы. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из дифракционных управляемых разветвителей выполнен из множества оптически последовательно связанных через ответвители брэгговских отражателей с управляемым спектром отражения. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что брэгговские отражатели с управляемым спектром отражения выполнены на основе отдельных участков электрооптического волокна с расположенными вдоль этих участков электрооптического волокна управляющими электродами. 4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что управляющие электроды выполнены встречно-штыревыми.(56)5889610 , 1999.01715075 , 1995.02121230 1, 1998. Изобретение относится к технике связи и может использоваться в информационных сетях со значительным количеством абонентов, а также в цифровых вычислительных сетях. Известна двумерная оптоэлектронная переключающая матрица 1, содержащая множество фотоприемных элементов (фототиристоров или фототранзисторов), соединенных в матрицу и имеющих матрицу оптических (волоконных) входов, множество лазерных элементов, соединенных в матрицу и имеющих матрицу оптических (волоконных) выходов,причем каждый лазерный элемент подключен к соответствующему фотоприемному элементу множества и цепям смещения. Технической задачей, которую не решает данное устройство, является ограниченное количество каналов коммутации и недостаточная достоверность, т.к. наличие электрических цепей связи между элементами матриц фотоприемников и лазеров, а также цепей смещения (переключения) в каждом элементе матрицы лазеров, существенно ограничивает размерность описанной двумерной переключающей матрицы при заданных ее частотных свойствах. В источнике 1 описана топологическая схема с количеством каналов 44. Кроме этого, в устройстве выполняется входное и выходное сопряжение волоконных и волноводных каналов, что приводит к низкой энергетической эффективности, необходимости использования лазеров в каждом канале, при этом деградация любого лазера снижает достоверность работы всего устройства. Наиболее близкой по технической сущности является система коммутации с защитой 2, содержащая оптический вход и оптически последовательно связанные входной разветвитель, множество усилителей с переключаемым коэффициентом усиления, множество ответвителей, выходной разветвитель, выход, причем множество ответвителей связано с оптическими входами блока настройки накачки, электрические входы которого соединены с блоком управления, а электрические выходы блока настройки накачки подключены к блоку накачки, оптические выходы которого через множество фильтров связаны с множеством усилителей с переключаемым коэффициентом усиления. Данная система имеет ограниченное количество каналов, по которым могут коммутироваться и передаваться данные, так как в каждый канал ответвляется часть мощностивходного оптического сигнала. Обычно эта часть задается /, где- количество каналов. Использование пассивного разветвителя в описанной системе коммутации с защитой ограничивает как количество направлений, по которым может передаваться информация,так и производительность передачи при фиксированных частотных свойствах каналов. При применении однокаскадных усилителей с переключаемым коэффициентом усиления на основе легированного эрбием волокна количество каналов коммутации ограничено величиной 100. Техническая задача - увеличение количества каналов коммутации оптических данных при одновременном увеличении производительности передачи информации. Поставленная техническая задача решается тем, что в систему коммутации, содержащую входной разветвитель, блок управления, введено множество дифракционных управляемых разветвителей, оптические входы которых связаны с выходами входного разветвителя, а электрические входы соединены с блоком управления, при этом выходы множества дифракционных управляемых раветвителей являются выходами устройства. Для эффективного решения технической задачи дифракционный управляемый разветвитель выполнен из множества отически последовательно связанных через ответвители брэгговских отражателей с управляемым спектром отражения. 2 5928 1 Для эффективного решения технической задачи брэгговские отражатели с управляемым спектром отражения выполнены на основе отдельных участков электрооптического волокна с расположенными вдоль этих участков электрооптического волокна управляющими электродами. Также для эффективного решения технической задачи управляющие электроды выполнены встречно-штыревыми. Совокупность признаков позволяет существенно увеличить количество каналов, по которым производится коммутация или по которым параллельно передаются данные, т.к. в предлагаемом устройстве количество каналов определяется потерями в материале волновода. Последнее обстоятельство позволяет существенно увеличить количество оптических выходов в дифракционном управляемом разветвителе (по сравнению с пассивной конструкцией разветвителя, в котором на каждый выход ответвляется часть энергии, что ограничивает количество выходных каналов, по которым можно производить коммутацию информации). Сущность изобретения поясняется на фиг., где 1 - входной разветвитель, 212 - множество дифракционных управляемых разветвителей, 3 - блок управления. В заявляемом устройстве входной разветвитель 1 связан с множеством 212 дифракционных управляемых разветвителей, электрические входы которых соединены с блоком управления 3, причем оптические выходы множества 212 дифракционных управляемых разветвителей являются выходами устройства 414, при этом оптический вход входного разветвителя 1 является входом устройства. В конкретном исполнении входной разветвитель 1 - пассивный демультиплексер по длинам волн 1, состоящий, например, из набора брэгговских отражателей на указанные длины волн с ответвителями между ними. Каждый дифракционный управляемый разветвитель из множества 212 - это электрооптическое волокно, на отдельных участках которого записаны волоконные брэгговские решетки, вдоль которых по обеим сторонам расположены управляющие электроды. Между указанными управляемыми брэгговскими решетками расположены ответвители. Блок управления 3 - цифровой блок, на выходах которого расположены схемы согласования уровней коммутирующих сигналов, волоконные выходы 414 - выходы устройства. Система коммутации работает следующим образом на входной разветвитель 1 поступают потоки информационных сигналов на разных длинах волн , причем каждая из указанных несущих длин волн ответвляется на соответствующий выход входного разветвителя 1. Каждая из несущих длин волн поступает на вход отдельного дифракционного управляемого разветвителя из множества 212, в котором исходное состояние характеризуется смещением спектров отражения всех входящих в его состав брэгговских отражателейотносительно отдельной несущей, причем при разнесении спектральных составляющих -0,2 нм потери мощности информационного сигнала в одном управляемом брэгговском отражателе составляют менее 1 . Для передачи информационного сигнала на , -тый выход устройства, на -тый вход -того дифракционного управляемого разветвителя, принадлежащего множеству 212, поступает из блока управления 3 коммутирующее напряжение амплитудой 5 В, под действием которого изменяется показатель преломления электрооптического волокна, и спектр отражения соответствующей брэгговской волоконной решетки смещается в область расположения информационного сигнала, который отражается (99 мощности) и ответвляется навыход указанного выше -го дифракционного управляемого разветвителя. Таким образом, используя нужнуюнесущую частоту и приводя в активное состояние требуемый каналответвления в -том дифракционном управляемом ответвителе, можно направить информационный сигнал в любой извыходов устройства. Количество сигналов спектрального мультиплексированияопределяется характеристиками входного разветвителя 1 и при выполнении его на основе брэгговских отражателей может достигать величины 103. 3 5928 1 При коммутации сигнала, передаваемого на одной длине волны в дифракционном управляемом разветвителе из множества 212, возможно получение разветвления на к 100 выходов при спектральном разнесении -0,2 нм. В предлагаемом устройстве существенно на несколько порядков увеличено количество каналов, по которым могут передаваться данные, при этом из системы коммутации исключены активные лазерные компоненты, склонные к деградации. При подключении нескольких каналов к одному абоненту, принимающему данные, передача может выполняться с высокой достоверностью,т.к. электрооптическая коммутация выполняется в реальном масштабе времени, что исключает потери информации. В дифракционных управляемых разветвителях описанной конструкции вся входная энергия (за исключением потерь в материале волновода) ответвляется на заданный из блока управления выход, что позволяет в совокупности с остальными признаками устройства решить поставленную техническую задачу. При выполнении управляющих электродов встречно-штыревыми брэгговские отражатели в дифракционном разветвителе появляются при подаче напряжения, т.е. в этом случае задача выполнения брэгговского отражателя в электрооптическом волокне решается в процессе нанесения электродов на поверхность волокна. Использование спектрального мультиплексирования в предлагаемой системе коммутации позволяет передавать данные параллельно по 1000 каналам, что по сравнению с прототипом увеличивает производительность передачи информации при фиксированных частотных свойствах каналов. Источники информации 1. Пат. США 5572540. 2. Пат. США 5889610. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.