Локальная волоконно-оптическая сеть и объединенная сеть

Изобретения относятся к волоконно-оптическим системам передачи и могут быть использованы в волоконно-оптических сетях информационного обмена. Технический результат состоит в повышении надежности сети. Локальная волоконно-оптическая сеть содержит N терминалов с оптическими приемниками и передатчиками, и шину обмена данными в виде петли световода, в первую и вторую ветви которой включены по (N -1) направленных оптических ответвителей. С первой и второй ветвью петли через ответвители связаны световодные линии. Линии содержат ответвители. Концы линий образуют выходные порты локальной сети. Другие концы линий образуют входные порты локальной сети. В ветвях петли в каждой линии ответвители от первого к последнему выполнены с убыванием коэффициентов передачи в гармонической последовательности. Объединенная сеть включает М локальных сетей, связанных между собой так, что каждая локальная сеть соединена с каждой другой из (М-1) локальных сетей, при этом с одной локальной сетью она связана по крайней мере одним входным и одним выходным портами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретения относятся к волоконно-оптическим системам передачи, к волоконно-оптическим сетям с временным разделением сигналов и могут быть использованы для организации последовательных мультиплексных каналов обмена данными.

Известна локальная волоконно-оптическая сеть, содержащая N-терминалов с оптическими приемником и передатчиком каждый. Терминалы связаны двухпроводными волоконно-оптическими линиями с оптическим разветвителем N×N типа «звезда».

Локальная сеть имеет входные и выходные порты, позволяющие производить наращивание (каскадирование) локальных сетей в объединенную сеть [1].

Недостатком известной сети является то, что мощность оптического сигнала на выходных портах сети равна мощности сигнала на портах, связанных с терминалами. В результате при пассивном каскадировании (без усиления) таких локальных сетей оптическая мощность при обмене данными между двумя соседними сетями будет в N раз меньше мощности при обмене данными внутри локальных сетей. Последнее приводит к неоправданно высоким требованиям к динамическому диапазону и чувствительности оптических приемников терминалов сети.

Известна объединенная сеть, полученная каскадированием локальных волоконно-оптических сетей с топологией «звезда». Связи между локальными сетями выполнены магистральными волоконно-оптическими линиями [2].

Недостатком известного технического решения является отсутствие в сети полносвязности, то есть нет прямой связи между любыми двумя ее локальными сетями. В силу чего сеть характеризуется низкой надежностью: нарушение связи (обрыв) любой из магистральных линий приводит к нарушению функционирования сети в целом. Кроме того, мощность оптического сигнала в случае обмена данными между терминалами разных локальных сетей падает в N раз (где N - число терминалов в локальной сети) на каждом «перегоне» от одной локальной сети к другой. Последнее ограничивает число объединяемых локальных сетей с пассивными связями между ними.

Известна локальная волоконно-оптическая сеть, содержащая N терминалов с оптическими приемником и передатчиком каждый, и шину обмена данными в виде световодной петли, в первую и вторую ветви которой включены первыми входными и выходными портами по (N-1) направленных оптических ответвителей, первый терминал связан с шиной через начало и конец световодной петли, а второй и последующие терминалы связаны с шиной соответственно через вторые входные порты первого и последующих, в порядке их размещения вдоль шины, ответвителей в первой и второй ветвях петли, причем все передатчики терминалов связаны с первой ветвью петли, а все приемники - с второй ветвью петли.

Все ответвители имеют равные коэффициенты ответвления в шину [3].

Данное устройство принято за прототип локальной сети.

Недостатком прототипа является отсутствие у него входных и выходных портов, позволяющих наращивать (каскадировать) локальные сети в объединенную сеть.

Кроме того, в прототипе имеет место большой перепад мощностей оптических сигналов, подводимых к приемникам терминалов от передатчиков, размещенных в начале и конце шины из-за разного уровня потерь оптической мощности при прохождении сигнала вдоль шины на ответвителях с равными коэффициентами ответвления. Также из-за потерь на ответвления приемники прототипа, размещенные в начале и конце шины, находятся в существенно различных условиях приема по минимальному уровню подводимых мощностей. Эти потери исключить или снизить принципиально не возможно, так как они обеспечивают работоспособность пассивной шины. И при равных коэффициентах ответвления, как у прототипа, они приводят к неоправданно высоким требованиям к динамическому диапазону и чувствительности приемников и, как следствие, к возможности появления ошибок в передаче данных при переходах от низких уровней сигналов к высоким и наоборот.

Известна объединенная сеть, включающая М локальных волоконно-оптических сетей, связанных между собой входными и выходными портами, связи выполнены магистральными волоконно-оптическими линиями.

Локальные сети выполнены по топологии «звезда» с оптическим разветвителем N×N. В магистральные линии включены оптические усилители [4].

Данное устройство принято за прототип объединенной сети.

Прототип имеет те же недостатки, что и аналог, а именно: отсутствие в сети полносвязности. В силу чего сеть характеризуется низкой надежностью. Кроме того, для поддержания высокого уровня оптических сигналов при межсетевом обмене данными в магистральные линии включены оптические усилители (ретрансляторы), что в свою очередь также снижает надежность объединенной сети.

Предлагаемыми изобретениями устраняются перечисленные недостатки прототипов, решаются задачи получения входных и выходных портов в локальной волоконно-оптической сети и полносвязности в объединенной сети.

Для достижения этих технических результатов локальная волоконно-оптическая сеть содержит N терминалов с оптическими приемником и передатчиком каждый, и шину обмена данными в виде световодной петли. В первую и вторую ветви петли включены первыми входными и выходными портами по (N-1) направленных оптических ответвителей. Первый терминал связан с шиной через начало и конец световодной петли, а второй и последующие терминалы связаны с шиной соответственно через вторые входные порты первого и последующих, в порядке их размещения вдоль шины, ответвителей в первой и второй ветвях петли. Все передатчики терминалов связаны с первой ветвью петли, а все приемники связаны с второй ветвью петли. В отличие от прототипа в предлагаемой локальной сети введены попарно световодные линии, по крайней мере одна пара, в которые включены первыми входными и выходными портами направленные оптические ответвители. Линии первой пары содержат по (N-2) ответвителя, а линии каждой последующей пары содержат на один ответвитель меньше, чем линии предыдущей пары. Первая линия первой пары связана с первой ветвью световодной петли, а вторая линия с второй ветвью петли. Первая и вторая линии каждой последующей пары связаны соответственно с первой и второй линиями предыдущей пары. Начала первой и второй линий первой пары соединены с вторыми выходными портами первых ответвителей соответственно в первой и второй ветвях петли. А первые и последующие ответвители соединены в порядке их размещения в линиях вторыми входными портами с вторыми выходными портами второго и последующих ответвителей в первой и второй ветвях петли соответственно. Начала первой и второй линий каждой последующей пары соединены с вторыми выходными портами первых ответвителей соответственно в первой и второй линиях предыдущей пары. А первые и последующие ответвители в линиях соединены в порядке их размещения в линиях вторыми входными портами с вторыми выходными портами второго и последующих ответвителей соответственно в первой и второй линиях предыдущей пары. Концы первых линий являются выходными портами сети, а концы вторых линий ее входными портами.

Отличительные признаки в предлагаемой локальной сети позволяют получить до (N-1) входных и выходных портов.

Ответвители в каждой линии и ветвях петли от первого к последнему выполнены с убыванием коэффициента передачи из первого входного во второй выходной порты и из второго входного в первый выходной порты.

Выполнение ответвителей с убыванием коэффициентов ответвления вдоль шины позволяет выровнять оптические мощности, подводимые к приемникам разных терминалов и снизить перепад мощности на приемниках от передатчиков разных тарминалов.

Перепад оптических мощностей достигает своего минимума, когда ответвители в линиях и ветвях петли выполнены с убыванием коэффициентов передачи в гармонической последовательности: 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, ..., 1/N.

В этом случае перепады оптических мощностей на приемниках отсутствуют. На каждый выходной порт поступает 1/N часть мощности передатчика любого из терминалов, а мощность, вводимая в любой из входных портов, равномерно распределяется по N приемникам локальной сети.

Предлагаемая локальная сеть может быть применена также в известных технических решениях, не обладающих полносвязностью, в которых объединение (каскадирование) локальных сетей выполняется включением их в общую линейную или кольцевую шины.

Для получения полносвязности предлагается объединенная сеть, которая, как и сеть по патенту США №5404241, включает М локальных волоконно-оптических сетей, которые связаны между собой входными и выходными портами. Связи выполнены магистральными волоконно-оптическими линиями. В отличие от прототипа в предлагаемой объединенной сети локальные сети выполнены в соответствии с вышеописанным техническим решением предложенной локальной волоконно-оптической сети. Локальные сети связаны между собой так, что каждая локальная сеть соединена с каждой другой из (М-1) локальных сетей. При этом с одной локальной сетью она соединена по крайней мере одним входным и одним выходным портами. R выходных портов каждой локальной сети соединены с ее же R входными портами, где R=0, 1, 2, ....

В предложенной объединенной сети с предложенными локальными волоконно-оптическими сетями полносвязность не приводит к образованию замкнутых кольцевых треков и конфликтам сети, в отличие от известных технических решений с известными локальными сетями.

Выполнение ответвителей в линиях и ветвях петли локальных сетей с коэффициентами передачи из первого входного во второй выходной порты и из второго входного в первый выходной порты с убыванием в гармонической последовательности от первого ответвителя в линии к последнему позволяет производить обмен данными между любыми терминалами объединенной сети с минимальными перепадами мощностей оптических сигналов.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами, на которых изображены:

- на Фиг.1 - локальная волоконно-оптическая сеть с одним входным и одним выходным портами;

- на Фиг.2 - локальная волоконно-оптическая сеть с (N-1) входными и (N-1) выходными портами;

- на Фиг.3 - фрагмент локальной сети и схема распределения потока Р излучения от передатчика i-ого терминала по линиям шины;

- на Фиг.4 - фрагмент локальной сети со схемой сбора потоков излучения на приемнике j-ого терминала из линий шины;

- на Фиг.5 - схема направленного оптического ответвителя;

- на Фиг.6 - объединенная сеть с двумя локальными сетями, связанными между собой одной парой входных и выходных портов;

- на Фиг.7 - объединенная сеть с тремя локальными сетями по N терминалов каждая;

- на Фиг.8 - схема объединенной сети из четырех локальных сетей с различным составом терминалов в них.

Локальная волоконно-оптическая сеть (Фиг.1) содержит шину обмена данными, выполненную в виде световодной петли 1, а также первую 2 и вторую 3 световодные линии. В первую ветвь 27 и вторую ветвь 29 световодной петли 1 включены первыми входными 53 и выходными 54 портами (см. Фиг.5) по (N-1) направленных оптических ответвителей 4, 5, 6, 7 и 8, 9, 10, 11 соответственно. В первую линию 2 включены первыми входными 53 и выходными 54 (см. Фиг.5) портами (N-2) направленных оптических ответвителя 12, 13, 14, а во вторую линию 3 - (N-2) ответвителя 15, 16, 17. С шиной обмена данными связаны N терминалов 18, 19, ... 22 с оптическим передатчиком 23 и приемником 24 каждый, причем передатчик 23 и приемник 24 первого терминала 18 связаны с шиной через начало 25 и конец 26 световодной петли 1, а передатчик 23 и приемник 24 второго терминала 19 через вторые входные порты 55 ответвителей 4 и 8, а передатчики и приемники третьего терминала 20 через вторые входные порты 55 ответвителей 5 и 9, передатчики и приемники четвертого терминала 21 через вторые входные порты 55 ответвителей 6 и 10, и т.д. Все передатчики 23 терминалов связаны с первой ветвью 27 световодной петли 1, а все приемники 24 со второй ветвью 29 петли 1. Первая линия 2 связана с первой ветвью 27 световодной петли 1, а вторая линия 3 - с второй ветвью 29, при этом начало 31 первой линии 2 соединено с вторым выходным портом 56 первого ответвителя 4 в первой ветви 27 петли 1, а начало 32 второй линии 3 соединено с вторым выходным портом 56 первого ответвителя 8 во второй ветви 29 петли 1. Первые ответвители 12, 15 и последующие ответвители 13, 16 и 14, 17 в первой 2 и второй 3 линиях соединены в порядке их размещения в линиях вторыми входными портами 55 с вторыми выходными портами 56 вторых ответвителей 5, 9 и последующих 6, 10 и 7, 11 соответственно в первой 27 и второй 29 ветвях петли 1. Конец 28 первой линии 2 является выходным портом сети, а конец 30 второй линии 3 - входным портом сети.

Ответвители 4, 5, 6 в первой ветви 27 петли 1 имеют коэффициенты передачи α (Фиг.5) из первого входного порта 53 во второй выходной порт 56 и из второго входного порта 55 в первый выходной порт 54 равными α₄=1/2, α₅=1/3, α₆=1/4, .... Аналогично ответвители 8, 9, 10 во второй ветви 29 имеют коэффициент передачи α₈=1/2, α₉=1/3, α₁₀=1/4, ... и т.д., убывая вдоль шины в гармонической последовательности. Последние в ветвях 27, 29 ответвители 7, 11 имеют коэффициенты передачи α₇=α₁₁= 1/N. Таким образом с i-ым терминалом сети по порядку их размещения вдоль шины связана пара ответвителей с коэффициентами передачи α= 1/i.

Ответвители 12, 13, 14 в первой линии 2 и ответвители 15, 16, 17 во второй линии 3 имеют коэффициенты передачи α, убывающие в гармонической последовательности от первого ответвителя в линиях к последнему: α₁₂=1/2, α₁₃=1/3, ... и α₁₅=1/2, α₁₆=1/3, ... и т.д. Последние ответвители 14, 17 в линиях имеют коэффициенты передачи α₁₄=α₁₇=l/(N-l)

На Фиг.2 представлена схема локальной волокнно-оптической сети с (N-1) входными и (N-1) выходными портами, которая содержит N терминалов 18, 19, 20, ..., 22 с оптическими передатчиками 23 и приемниками 24, и шину обмена данными в виде световодной петли 1, с первой 27 и второй 29 ветвями которой связаны через ответвители 4, 5, 6, 7 и 8, 9, 10, 11 первая 2 и вторая 3 световодные линии первой пары линий. С первой 2 и второй 3 линиями связаны через ответвители 12, 13, 14 и 15, 16, 17 первая 33 и вторая 63 линии второй пары линий. Линия 33 началом соединена с вторым выходным портом 56 ответвителя 12, а линия 63 началом соединена с вторым выходным портом 56 ответвителя 15. Первые ответвители 35 и 36 в линиях 33 и 63 соединены вторыми входными портами 55 с вторыми выходными портами 56 ответвителей 13 и 16. Последующие ответвители в линиях 33 и 63 соединены (на Фиг.2 не показаны) в порядке их размещения в линиях вторыми входными портами с вторыми выходными портами ответвителей в линиях 2 и 3 соответственно. Последние ответвители 37 и 38 в линиях 33 и 63 соединены вторыми входными портами 55 с вторыми выходными портами 56 последних ответвителей 14 и 17 в линиях 2 и 3. С линиями 33 и 63 второй пары линий связаны линии 34 и 64 третьей пары линий, с линиями 34 и 64 связаны в свою очередь линии четвертой пары (не показаны) линий и т.д. Линии 2, 3 первой пары включают по (N-2) ответвителя, линии 33, 63 второй пары включают по (N-3) ответвителя, линии 34, 64 - по (N-4) ответвителя и т.д. Линии 65, 66 предпоследней пары содержат по одному ответвителю 44, 45. Концы 28, 68, 69, 70, 71 линий 2, 33, 34, 65, 67 являются выходными портами сети, а концы 30, 72, 73, 74, 75 линий 3, 63, 64, 66, 68 являются входными портами сети. Ответвители в каждой линии и ветвях петли имеют коэффициенты передачи α (Фиг.5), убывающие в гармонической последовательности от первого в линии ответвителя к последнему:

α₄=1/2, α₅=1/3, α₆=1/4, ..., α₇=1/N;

α₈=1/2, α₉=1/3, α₁₀=1/4, ..., α₁₁=1/N; α₁₂=1/2, α₁₃=1/3, ..., α₁₄=1/(N-1);

α₁₅=1/2, α₁₆=1/3, ..., α₁₇=1/(N-1); α₃₅=1/2, ..., α₃₇=1/(N-2);

α₃₆ = 1/2, ..., α₃₈=1/(N-2); α₄₁=1/(N-3), ..., α₄₂=1/(N-3).

Линии 65, 66 имеют по одному ответвителю 44, 45 с коэффициентом передачи, равным первому члену гармонического ряда: α₄₄=α₄₅=1/2. Работает локальная волоконно-оптическая сеть (Фиг.1) следующим образом. Один из терминалов, например 18, выполняет функции контроллера сети и управляет работой терминалов по известному протоколу обмена, предусматривающему временное разделение сигналов в сети от разных терминалов, например по ГОСТ 26765.52-87. Излучение от передатчика 23 одного из терминалов вводится в ветвь 27 световодной петли 1 и распространяется по ветви 27 до поворота 46 петли, где поступает во вторую ветвь 29 петли 1. При этом мощность Р излучения от передатчика i-ого терминала 39 (Фиг.3) поступает в ветвь 27 ослабленной в i раз в соответствии с коэффициентом ответвления α ответвителя 47 в световодную петлю. Распространяясь далее по световоду и встречая на пути ответвители, мощность дополнительно ослабляется сначала в (i+1)/i раз, затем (i+2)/(i+1) раза и т.д. На последнем ответвителе 7 мощность ослабляется в N/(N-1) раз. Таким образом, к повороту 46 петли, оптическая мощность оказывается ослабленной в N раз (i×(i+1):i×(i+2):(i+1)×...×(N-1):(N-2)×N:(N-1)=N) независимо от номера i передающего терминала. Распространяясь по второй ветви 29 петли 1, оптическое излучение отводится ответвителями на приемники 24 терминалов. Встречая на пути распространения по второй ветви 29 ответвители, оптическая мощность дополнительно ослабляется, сначала в N/(N-1) раз (на ответвителе 11), затем в (N-1)/(N-2) раза и т.д. Так что к ответвителю 51 j-ого терминала 40 (Фиг.4) оптическое излучение подходит ослабленным в N²/j раз (N×N:(N-1)×(N-1):(N-2)×...×(j+2):(j+1)×(j+1):j=N²/j) и, следовательно, на приемник 24 j-ого терминала 40 по световодной петле 1 поступает оптическая мощность, ослабленная в N² раз ((N²:j)×j=N²) независимо от номера j принимающего терминала. Часть мощности ((i-1):i ) передатчика 23 i-ого терминала 39 (см. Фиг.3) из ответвителя 47 поступает на последовательно связанный с ним ответвитель 48 и, поскольку последний имеет коэффициент передачи α₄₈=1/(i-1), в первую линию 2 первой пары линий вводится мощность, ослабленная в i раз. Распространяясь по линии 2, мощность оптического излучения ослабляется на ответвителях линии 2 точно так же, как в вышерассмотренном примере со световодной петлей 1, т.е. к порту 28 линии 2 она поступает ослабленной в N раз независимо от номера i передающего терминала.

Теперь если в порт 30 вводится оптическое излучение с мощностью P/N от внешнего источника, например из другой локальной сети, то к j-ому терминалу 40 (Фиг.4) по второй линии 3 оптическая мощность подходит ослабленной в N²/(j-1) раз, а по второй ветви 29 петли 1 ослабленной в N²×j раз. Проходя ответвители 50, 51 (Фиг.4) с коэффициентами передачи α₅₀=1/(j-1) и α₅₁=1/j, оптическое излучение в основном из второй линии 3 и частично из второй ветви 29 петли 1 поступает на приемник 24 j-ого терминала 40 ослабленной в N² раз (т.е. не зависит от номера принимающего терминала).

Таким образом, при выполнении условия ввода в порт 30 излучения с мощностью P/N обмен данными как внутри локальной сети, так и с внешним источником происходит без перепада оптических мощностей на приемниках сети.

Вторая пара линий 33, 63 (Фиг.2) действует аналогично рассмотренному действию первой пары линий 2, 3. Линия 33 доставляет в выходной порт 68 от передатчика 23 от произвольного i-ого терминала сети 1/N часть его выходной мощности. А линия 63 позволяет равномерно распределить введенное в порт 72 оптическое излучение по приемникам 24 всех терминалов сети. Действие линий каждой последующей пары линий повторяют действия линий предыдущей пары. Таким образом оптическая мощность на любом из (N-1) выходных портов 28, 68, ..., 71 оказывается равной 1/N от выходной оптической мощности передатчика 24 любого терминала. А вводимая оптическая мощность в любой из (N-1) входных портов 30, 72, ..., 75 равномерно распределяется по всем приемникам 24 сети.

На Фиг.6 представлена объединенная сеть, которая включает две локальные сети 101 и 102. Выходной порт 103 сети 101 соединен с входным портом 105 сети 102 световодом 107 магистральной волоконно-оптической линии 108. Входной порт 104 сети 101 соединен с выходным портом 106 сети 102 световодом 109 магистральной линии 108. Локальные сети 101 и 102 идентичны локальной сети в вышеописанном примере Фиг.1 и включают по N терминалов каждая.

Объединенная сеть (Фиг.7) содержит три локальные сети 131, 132, 133. Каждая локальная сеть содержит по N терминалов и по два входных и выходных порта. Выходные порты 134, 135 локальной сети 131 соединены с входными портами 136, 137 сетей 132 и 133 соответственно. Входные порты 138, 139 сети 131 соединены с выходными портами 140, 141 сетей 132, 133. Выходной порт 142 сети 132 соединен с входным портом 143 сети 133, а входной порт 144 сети 132 соединен с выходным портом 145 сети 133. Соединения выполнены магистральными волоконно-оптическими линиями 146, 147, 148.

На Фиг.8 приведена схема объединенной сети, включающая четыре локальные сети 151, 152, 153, 154, связанные между собой магистральными волоконно-оптическими линиями 155, ..., 160. Локальные сети на схеме условно обозначены кружками и выполнены в соответствии со схемой Фиг.2: сеть 151 содержит семь терминалов и имеет шесть входных и шесть выходных портов; сеть 152 содержит десять терминалов и имеет девять входных и девять выходных портов; сеть 153 содержит двенадцать терминалов и имеет одиннадцать входных и одиннадцать выходных портов; сеть 154 содержит четырнадцать терминалов и имеет тринадцать входных и тринадцать выходных портов. В сети 152 один выходной порт соединен с одним из входных портов, например так, как это показано пунктирной линией поз. 161 на Фиг.2. В сети 153 два выходных порта соединены с двумя входными, например по схеме соединений, показанной пунктирами 161, 162 Фиг.2. В сети 154 три выходных порта соединены с тремя входными портами, схемы их соединений показаны пунктирами поз. 161, 162, 163 Фиг.2. Сеть 151 связана с каждой из сетей 152, 153, 154 двумя входными и двумя выходными портами (не показаны). Сеть 152 связана с сетью 153, 154 тремя входными и тремя выходными портами. Сеть 153 связана с сетью 154 четырьмя входными и четырьмя выходными портами (не показаны). Для осуществления указанных связей магистральные линии 155 и 160 содержат по четыре световода, линии 157 и 158 содержат по шесть световодов, а линия 159 - восемь световодов (не показаны).

Работает объединенная сеть (Фиг.6) следующим образом.

При межсетевом обмене данными функции контроллера объединенной сети выполняет любой из терминалов в сетях 101, 102, например терминал 125 (центральный контроллер), который управляет работой объединенной сети по известному протоколу обмена данными, например по ГОСТ 26765.52-87 (в заявке не рассматривается). При этом оптическое излучение мощностью Р от передатчика 23 одного из терминалов сети 101, например терминала 110, через ответвители 111, 112 вводится в линию 113 и поступает в выходной порт 103. Оптическое излучение мощностью P/N (см. описание работы локальной сети Фиг.1) доставляется световодом 107 магистральной линии 108 во входной порт 105 локальной сети 102. Распространяясь по линиям 114, 115, мощность оптического излучения равномерно распределяется ответвителями 116, ..., 120 по приемникам 24 терминалов 121, ..., 124 сети 102. Аналогично при работе передатчика 23 в сети 102 оптическая мощность, равная P/N, поступает из порта 106 по световоду 109 в порт 104 и равномерно распределяется по приемникам 24 сети 101.

Работа локальных сетей 101, 102 при внутрисетевом обмене данными аналогична вышеописанной работе локальной сети Фиг.1. Таким образом, как при внутрисетевом, так и при межсетевом обменах данными на каждый приемник 24 поступает ровно P/N² мощность оптического излучения независимо от положения передающего терминала в сетях (без учета потерь в магистральной линии).

Объединенная сеть (Фиг.7) работает аналогично рассмотренной сети в примере Фиг.6. Один из терминалов в одной из сетей выполняет функции центрального контроллера, например терминал 149 в локальной сети 131, который управляет работой объединенной сети по известному протоколу обмена данными (в заявке не рассматривается). При работе передатчика одного из терминалов, например в сети 131, на ее выходных портах 134, 135 мощность оптического излучения равна P/N (см. описание работы локальной сети Фиг.2). Оптическое излучение по магистральным линиям 146 и 147 поступает через входные порты 136, 137 в локальные сети 132, 133, где равномерно распределяется по приемникам этих сетей. При этом мощность на любом приемнике объединенной сети оказывается равной P/N².

Работа локальных сетей 131, 132, 133 при внутрисетевом обмене данными не отличается от работы локальной сети в примере Фиг.1.

В работе объединенной сети Фиг.8 имеются особенности, отличающие ее от работы вышерассмотренных сетей Фиг.6, 7. При внутрисетевом обмене данными в локальной сети 152 оптическая мощность на приемниках 24 повышается вдвое за счет соединения поз. 161 (см. Фиг.2) одного входного и одного выходного портов (R=1). В локальной сети 153 оптическая мощность на приемниках повышается втрое за счет соединений поз. 161 и 162 (R=2). В сети 154 мощность на приемниках повышается вчетверо за счет соединения 161, 162 и 163 (R=3). Несмотря на различный состав терминалов в сетях при внутрисетевом обмене мощность, поступающая на приемники, выравнивается во всех локальных сетях и составляет приблизительно Р/49. При обмене между сетями 151 и 152, а также 151 и 160 и сетями 151 и 153 сигнал в одну сторону доставляется двумя световодами линий 155, 156, 160. При обмене между сетями 152 и 153, а также 152 и 154 сигнал в одну сторону доставляется тремя световодами линий 157,158. А при обмене между сетями 153 и 154 - четырьмя световодами линии 159. В результате мощность на приемниках при обмене между сетями 151 и 154 оказывается равной Р/49. При обмене между сетями 151 и 152 мощность на приемниках равна Р/35, при обмене между сетями 152 и 153 - Р/40, при обмене между сетями 153 и 154 - Р/42, при обмене между сетами 151 и 153 - Р/42. Несмотря на полносвязность в объединенной сети отсутствуют оптически замкнутые (кольцевые) треки, отсутствуют эхосигналы. Условием правильного функционирования сетей является равенство длин путей прохождения оптического импульса от передатчика к приемнику. Поэтому допуск на разнодлинность оптических путей в петле 1 и в петлях, образованных парами линий (2, 3), (33, 63), ..., не должен превышать величины, вызывающей допустимое (10%) уширение оптического импульса (ГОСТ Р 50832-95). При необходимости длины выравниваются перемычками 161, ..., 163.

Источники информации

1. Патент США №4240694, 1980 г., кл. 385-46.

2. Патент США №5282287, 1994 г., G 02 B 6/28.

3. В.П.Климов. Проектирование бортовых мультиплексных каналов информационного обмена. - М.: изд-во МАИ, 1993 г., стр.161, 162.

4. Патент США №5404241, 1995 г., кл. 359-173, Н 04 В 9/00.

1. Локальная волоконно-оптическая сеть, содержащая N терминалов с оптическими приемником и передатчиком каждый и шину обмена данными в виде световодной петли, в первую и вторую ветви которой включены первыми входными и выходными портами по (N-1) направленных оптических ответвителей, первый терминал связан с шиной через начало и конец световодной петли, а второй и последующие терминалы соответственно через вторые входные порты первого и последующих в порядке их размещения вдоль шины, ответвителей в первой и второй ветвях петли, причем все передатчики терминалов связаны с первой ветвью петли, а все приемники связаны с второй ветвью петли, отличающаяся тем, что в нее введены попарно световодные линии, по крайней мере одна пара, в которые включены первыми входными и выходными портами направленные оптические ответвители, линии первой пары содержат по (N-2) ответвителя, а линии каждой последующей пары содержат на один ответвитель меньше, чем линии предыдущей пары, первая линия первой пары связана с первой ветвью световодной петли, а вторая линия с второй ветвью петли, первая и вторая линии каждой последующей пары связаны соответственно с первой и второй линией предыдущей пары, при этом начала первой и второй линий первой пары соединены с вторыми выходными портами первых ответвителей соответственно в первой и второй ветвях петли, а первые и последующие ответвители соединены в порядке их размещения в линиях вторыми входными портами с вторыми выходными портами второго и последующих ответвителей в первой и второй ветвях петли соответственно, начала первой и второй линий каждой последующей пары соединены с вторыми выходными портами первых ответвителей соответственно в первой и второй линиях предыдущей пары, а первый и последующие ответвители в линиях соединены в порядке их размещения в линиях вторыми входными портами с вторыми выходными портами второго и последующих ответвителей соответственно в первой и второй линиях предыдущей пары, концы первых линий являются выходными портами сети, а концы вторых линий ее входными портами.

2. Локальная сеть по п.1, отличающаяся тем, что в каждой линии и ветвях петли ответветвителей от первого к последнему выполнены с убыванием коэффициентов передачи из первого входного во второй выходной порты и из второго входного в первый выходной порты.

3. Локальная сеть по п.2, отличающаяся тем, что ответвители в линиях и ветвях петли выполнены с убыванием коэффициентов передачи в гармонической последовательности.

4. Объединенная сеть, включающая М локальных волоконно-оптических сетей, связанных между собой входными и выходными портами, связи выполнены магистральными волоконно-оптическими линиями, отличающаяся тем, что локальные сети в ней выполнены по п.1 и связаны между собой так, что каждая локальная сеть соединена с каждой другой из (М-1) локальных сетей, при этом с одной локальной сетью она соединена по крайней мере одним входным и одним выходным портами, а ее R выходных портов соединены с ее R входными портами, где R=0, 1, 2, ....

5. Объединенная сеть по п.4, отличающаяся тем, что локальные сети выполнены по п.3.