Способ организации абонентского доступа к сетям передачи данных

 

Изобретение относится к технике оптической связи и может быть использовано в сетях передачи данных. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных при обеспечении гарантированной полосы передачи, в том числе с заданным уровнем устойчивости обратного канала к неблагоприятным условиям погоды. Способ включает в себя организацию пунктов доступа к сети по территориальному признаку и передачу информации от абонентов каждой зоны обслуживания к соответствующему пункту доступа. В способе используют узконаправленные пучки электромагнитного излучения оптического диапазона. Для установления соединения формируют уменьшенное пространственное изображение абонентских передатчиков. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области оптической связи и предназначено для использования в сетях передачи данных.

Известны способы организации абонентского доступа к сетям передачи пакетов данных на основе гибридных двунаправленных систем, использующие в качестве прямого капала спутниковые системы связи, а в качестве обратного канала связи - наземные телефонные линии (см., например, журнал Сети и системы связи, 2 (66), 21 февраля 2001, с. 60-61). Основным недостатком подобных систем является низкая скорость и невысокая доступность обратного канала.

Наиболее близким по технической сути к предложенному является способ организации абонентского доступа к сетям передачи данных, при котором организуют пункты доступа к сети по территориальному признаку и передают информацию от абонентов каждой зоны обслуживания к соответствующему пункту доступа при помощи модулированных пучков электромагнитного излучения, излучаемых абонентскими передатчиками в направлении обслуживающих соответствующую зону базовых приемников пункта доступа (см. журнал Мир связи - Connect, 2000, 7, стр. 93).

Поясним известный способ-прототип на примере системы Alcatel 9900 (там же). Это система беспроводного доступа в микроволновом диапазоне 24,25-29,5 ГГц. Базовая станция (пункт абонентского доступа) выделяет из потока данных пакеты с адресами абонентов этого пункта доступа. Все абоненты одной станции разделены на четыре зоны обслуживания, вместе составляющих круговую диаграмму. Пакеты данных абонентов, соответствующие конкретной зоне, используются для модуляции пучка электромагнитного излучения, излучаемого передающей направленной антенной, обслуживающей соответствующую зону. В качестве канала передачи информации от абонентов к пункту доступа также используются каналы, образованные пучками электромагнитного излучения радиодиапазона, направляемые абонентским передающим устройством в направлении приемной антенны, обслуживающей данную зону.

Основными недостатками этого способа абонентского доступа является недостаточное качество обслуживания. В дополнение к относительно низкой предельной полосе каналов доступа доступность предоставляемых абоненту для соединения с пунктом доступа каналов в прямом и обратном направлениях находится в зависимости от активности других абонентов, находящихся в соединении в данной зоне обслуживания в текущий момент времени. При этом известный способ не позволяет обеспечить абонентам из одной и той же зоны обслуживания качество обратного канала с различным (заказываемым) уровнем чувствительности приемника, т. е. формирование различных подклассов обслуживания участка абонентского канала (например, с различной устойчивостью обратного канала к погодным условиям). Способ также обладает принципиальными ограничениями возможности расширения числа обслуживаемых абонентов и отличается низкой устойчивостью к несанкционированному доступу.

Решаемая предлагаемым изобретением задача - увеличение качества и расширение диапазона представляемых услуг доступа при увеличении функциональных возможностей способа.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении способа - повышение скорости передачи данных при обеспечении гарантированной полосы передачи, в том числе с заданным уровнем устойчивости обратного канала к неблагоприятным погодным условиям.

Дополнительными техническими эффектами являются возможность практически неограниченного наращивания числа абонентов в каждой зоне обслуживания в одном и том же частотном диапазоне, равно как и в других диапазонах оптического спектра электромагнитного излучения, повышение защищенности каналов передачи данных от несанкционированного доступа, возможность организации различных пунктов доступа или различных услуг доступа к одной и той же или разным сетям передачи данных на одной территории с использованием одного и того же диапазона длин волн.

Для решения поставленной задачи с достижением технического результата в известном способе организации абонентского доступа к сетям передачи данных, при котором организуют пункты доступа к сети по территориальному признаку и передают информацию от абонентов каждой зоны обслуживания к соответствующему пункту доступа при помощи модулированных пучков электромагнитного излучения, излучаемых абонентскими передатчиками в направлении обслуживающих соответствующую зону базовых приемников пункта доступа, для формирования каналов передачи от абонентов к пункту доступа используют узконаправленные пучки электромагнитного излучения оптического диапазона и устанавливают независимые оптические соединения между абонентскими передатчиками и соответствующими им базовыми приемниками, для чего используют количество приемников, не меньшее числа абонентских передатчиков, причем для установления упомянутого оптического соединения для каждой зоны обслуживания формируют уменьшенное пространственное изображение расположенных в данной зоне обслуживания абонентских источников электромагнитного излучения.

Возможен дополнительный вариант осуществления способа, в котором целесообразно, чтобы изображение абонентских источников излучения формировали путем отражения их излучения от спектрально-селективного фокусирующего отражателя.

Суть предлагаемого изобретения и его вариантов поясняется чертежом, на котором схематично представлен вариант системы доступа, построенной в соответствии с предложенным способом. На чертеже и далее по тексту не приводятся пояснения методов и технических средств передачи информации к абонентам от пункта доступа, так как это не является принципиальным для достижения ожидаемого положительного эффекта.

На чертеже изображена возможная схема построения системы доступа по предложенному способу. На чертеже обозначены: 1 - сеть передачи данных, 2 - устройство доступа к сети передачи данных (коммутатор, маршрутизатор, их комбинация и т.п.), 3 - устройство преобразования сигналов от приемников, 4 - блок базовых приемников, 5 - сферическое селективно отражающее зеркало, 6 - терминальные устройства абонентов, 7 - абонентские передающие устройства.

Доступ абонентов к сети передачи данных согласно предложенному способу в данной конкретной его реализации осуществляется следующим образом. Данные от абонентских терминалов 6 используют для модуляции излучения оптических абоненских передатчиков 7. Узконаправленные пучки излучения абонентских передатчиков направляют к пункту доступа на спектрально-селективно отражающее сферическое зеркало 5. За счет спектральной селективности отражения обеспечивается ослабление фоновой засветки приемников 4 на нерабочих оптических частотах. При помощи зеркала 5 формируют оптическое уменьшенное изображение абонентских источников излучения, при этом также обеспечивается относительное снижение фоновой засветки каждого конкретного приемника, но теперь уже на рабочей оптической длине волны. В области пространственного расположения формируемого зеркалом 5 изображения абонентских источников излучения помещают базовые приемники 4.

Базовые приемники могут быть фотоприемными устройствами, преобразующими оптическое излучение каждого абоненского приемника в соответствующий электрический сигнал. Базовые приемники могут также быть выполнены в виде пучка оптических волоконных световодов с соответствующей апертурой и в этом случае оптические сигналы от абонентских источников далее передаются этими световодами. При этом подразумевается выполнение условия разрешения фокусирующим отражателем изображений различных источников аналогично известным правилам построения оптических телескопов. И в том, и в другом случае реализации приемников должны также обеспечиваться определенные формулой предложенного способа требования к количеству и размерам приемников, а именно чтобы различные абонентские источники находились в оптическом контакте с различными приемниками.

Таким образом, после приемников 4 передаваемые от абонентов данные в виде электрических (последовательных или параллельных) сигналов или по оптическим волокнам передают на устройство преобразования этих сигналов 3, в котором сигналы от абонентов преобразуют в интерфейс, воспринимаемый устройством доступа к сети передачи данных 2. Устройство доступа 2 осуществляет доступ абонентов к сети передачи данных 1 с качеством и в порядке сообразно определяемым заранее условиям обслуживания абонентов.

Предложенный способ, таким образом, позволяет обеспечить формирование независимых высокоскоростных защищенных от паразитных сигналов абонентских каналов передачи данных. При этом обеспечивается возможность использования приемных устройств различной чувствительности, что позволяет формировать абонентские каналы с различным энергетическим потенциалом, т.е. разной устойчивостью канала к неблагоприятным погодным условиям.

Одновременно обеспечивается возможность наращивания числа абонентов того же пункта доступа, а также организация на той же территории других пунктов доступа к той же или иной сети передачи данных в том же или ином оптическом диапазоне за счет использования оптических направленных абоненских излучателей (лазеров). Предложенный способ также снижает возможность несанкционированного доступа к абоненскому каналу. Таким образом, предложение обеспечивает достижение поставленной цели с обеспечением ожидаемых технических результатов.

Формула изобретения

1. Способ абонентского доступа к сетям передачи данных, при котором организуют пункты доступа к сети по территориальному принципу и передают информацию от абонентов каждой зоны обслуживания к соответствующему пункту доступа при помощи модулированных пучков электромагнитного излучения, излучаемых абонентскими передатчиками в направлении обслуживающих соответствующую зону базовых приемников доступа, отличающийся тем, что для формирования каналов передачи данных от абонентов к пункту доступа используют узконаправленные пучки электромагнитного излучения оптического диапазона и устанавливают независимые оптические соединения между абонентскими передатчиками и соответствующими им базовыми приемниками, для чего используют количество приемников не меньше числа абонентских передатчиков, причем для установления упомянутого оптического соединения для каждой зоны обслуживания формируют уменьшенное пространственное изображение абонентских передатчиков электромагнитного излучения, расположенных в данной зоне обслуживания, при этом в область пространственного расположения сформированного изображения помещают базовые приемники доступа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изображение абонентских источников излучения формируют путем отражения их излучения от спектрально-селективного фокусирующего отражателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1