Оптический мультиплексор-демультиплексор с разделением направлений распространения



Оптический мультиплексор-демультиплексор с разделением направлений распространения

 


Владельцы патента RU 2537794:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт связи" (ФГУП ЦНИИС) (RU)

Предлагаемое изобретение относится к технике связи и может использоваться в телекоммуникационных технологиях. Технический результат состоит в повышении числа присоединяемых абонентов и обеспечении возможности реализации эффективных системно-сетевых решений в широкополосных мультимедийных услугах в оптических сетях доступа, в магистральных и других оптических телекоммуникационных сетях. Для этого изобретение содержит блок волнового уплотнения и разделения, устройство разделения направлений распространения светового потока, а также группу внешних коннекторов. Кроме этого, применение оптических мультиплексоров-демультиплексоров с разделением направлений распространения позволяет повысить число присоединяемых абонентов в одноволоконной сетевой инфраструктуре пассивной сети широкополосного доступа с волновым разделением, а также удвоить число каналов в одноволоконных системах передачи и в других оптических системах с волновым уплотнением, без изменения числа длин волн, используемых в данных системах. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к телекоммуникационным технологиям. С его помощью предполагается реализовать эффективные системно-сетевые решения в сетях доступа к широкополосным мультимедийным услугам, в магистральных и других телекоммуникационных сетях как при использовании традиционных технологий SDH-(Synchronous Digital Hierarchy - Синхронная цифровая иерархия), ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронный режим переноса) и других, так и при переходе к широкополосным пакетным сетям следующего поколения NGN - IMS (Next Generation Network - Internet Multimedia Subsystem - сети следующего поколения - Интернет мультимедиа субсистемы). Применение предлагаемого изобретения позволит повысить вдвое по сравнению с традиционными двунаправленными WDM (Wavelength Division Multiplexing)-системами емкость (число присоединяемых абонентов) в одноволоконной сетевой инфраструктуре пассивной оптической сети широкополосного доступа с волновым разделением, а также число каналов в одноволоконных системах передачи с волновым уплотнением xWDM (различных технологий WDM - Wavelength Division Multiplexing - уплотнение с волновым разделением), без изменения используемого в данных системах числа длин волн.

Это преимущество достигается за счет применения в предлагаемом оптическом мультиплексоре-демультиплексоре разделения направлений передачи не по длинам волн, как в традиционных WDM-системах, а по направлениям распространения светового потока, что обеспечивается использованием в его составе специальных разделительных устройств. Это позволяет использовать всего одну длину волны на один двунаправленный канал (а не две, как в традиционных системах).

В качестве прототипа выбраны традиционные оптический мультиплексор (ОМ) и оптический демультиплексор (ОД). Эти устройства ОМ/ОД описаны в книге: В.Н. Гордиенко, В.В. Крухмалев и др. Оптические телекоммуникационные системы. Под редакцией В.Н. Гордиенко. М., Горячая линия - Телеком, 2011 - 386 с.

Прототип - мультиплексор пространственно объединяет на передаче компонентные сигналы в агрегатный, а демультиплексор пространственно разделяет многоканальный (многоволновый) сигнал на его составляющие. Как правило, в качестве ОМ и ОД используется одно и то же устройство - мультиплексор-демультиплексор. При этом в двунаправленных системах используются две оптические несущие на один канал и одно оптическое волокно (ОВ) на систему в целом, т.е. линейный тракт строится по одноволоконной схеме (аналог двухполосной двухпроводной системы передачи (СП) с частотным разделением каналов (ЧРК)). Для передачи сигналов в прямом и обратном направлениях используется одно ОВ. Существенным недостатком таких мультиплексоров-демультиплексоров является необходимость использования двух длин волн (двух полюсов мультиплексора-демультиплексора) для построения одного одноволоконного двунаправленного (дуплексного) канала. При этом для передачи сигналов в одном направлении используется первая из этих длин волн, а для передачи в противоположном направлении - вторая длина волны.

Целью данного изобретения является создание такого мультиплексора-демультиплексора, который обеспечит возможность организации двунаправленного канала на одной длине волны. Это позволит строить двунаправленные многоканальные линии с числом каналов, равным числу длин волн, а также широкополосные пассивные сети доступа с числом подключаемых абонентов, равным числу длин волн, используемых в системе. Таким образом, достижение цели предлагаемого изобретения позволит удвоить емкость сети доступа или число каналов WDM-системы передачи по сравнению с традиционными WDM-системами.

Технический результат заключается в увеличении емкости сети доступа и, как следствие, в повышении эффективности использования оборудования пассивных оптических сетей широкополосного доступа.

Для достижения поставленной цели предлагается дополнить прототип устройствами разделения направлений передачи, использующими разделение направлений распространения светового потока в каждом волновом канале.

Предлагается оптический мультиплексор-демультиплексор выполнить следующим образом:

- ввести N устройств разделения направлений распространения светового потока (N равно числу длин волн, используемых в системе), причем каждое устройство разделения через порты разделенных оптических сигналов связано с розетками коннекторов T 1 N (передача) и R 1 N (прием), подключаемых посредством внешних дополнительных патчкордов, соответственно, к передатчикам и приемникам SFP (Small Formfacktor Plugin - малоразмерные, сменные) модулей оптических приемопередатчиков используемого в системе оборудования, а порты объединенных (двунаправленных) сигналов каждого из устройств разделения присоединяются через внутренние коннекторы X B H 1 X B H N к портам соответствующих длин волн блока волнового уплотнения и разделения, порт объединенного сигнала этого блока соединен с коннектором «Лин.» (линия), присоединяемым к магистральной линии системы.

При этом блок волнового уплотнения и разделения представляет собой традиционный WDM-мультиплексор (демультиплексор).

На базе предлагаемого мультиплексора-демультиплексора могут быть реализованы эффективные широкополосные оптические сети доступа WDM-PON, использующие в качестве пассивных узлов и в терминалах центральных узлов предлагаемые мультиплексоры-демультиплексоры. Такие сети могут иметь, например, древовидную топологию и используют по одной длине волны для двунаправленного подключения каждого абонентского устройства. Кроме этого, предлагаемый мультиплексор-демультиплексор может найти применение в широком классе двунаправленных WDM-систем передачи повышенной эффективности, в которых на каждой из используемых длин волн образуется по одному двунаправленному каналу между двумя многоканальными терминалами. Предлагаемые мультиплексоры-демультиплексоры могут быть также использованы в ряде других систем и устройств, использующих принцип волнового разделения, для организации одноволновых двунаправленных каналов, например, в таких как распределенные системы оптических датчиков, фазированные антенные решетки, распределенные системы управления крупными рассредоточенными объектами, системы оповещения о чрезвычайных ситуациях и во многих других.

На фиг.1 приведен один из примеров построения оптического мультиплексора-демультиплексора с разделением направлений распространения, где

11-1i-1N - устройства разделения направлений распространения светового потока, соответственно, первого, i-го и N-го волновых каналов;

2 - блок волнового уплотнения и разделения на N волновых каналов.

Устройства разделения направлений распространения светового потока 11, 1i, 1N первого, i-го и N-го волновых каналов предназначены для разделения направлений световых потоков, поступающих через коннекторы T1-TN и R1-RN. Эти устройства имеют низкие затухания оптического сигнала для каждой i-й пары портов, в направлении от коннекторов Ti к коннекторам XBHi и от коннекторов XBHi к коннекторам Ri, и высокие затухания в направлениях от коннекторов Ti к коннекторам Ri и от коннекторов Ri к коннекторам Ti, за счет чего они позволяют разделить световой поток в оптоволоконном световоде каждого из волновых каналов на прямой и обратный, по направлениям его распространения.

Блок волнового уплотнения и разделения 2 предназначен для объединения компонентных волновых сигналов в диапазонах длин волн λ1,… λi… λN в агрегатный многоволновый сигнал, подаваемый через коннектор «Лин.» в магистральную линию, а также для разделения агрегатного сигнала, принимаемого из магистральной линии на компонентные сигналы в указанных выше диапазонах длин волн. Основные преимущества предлагаемого оптического мультиплексора-демультиплексора с разделением направлений распространения сводятся к следующему.

1. Важным преимуществом предлагаемого мультиплексора-демультиплексора является возможность организации двунаправленных каналов на каждой длине волны.

2. Предлагаемый мультиплексор-демультиплексор позволяет строить на его основе пассивные оптические сети с двунаправленными каналами на каждой длине волны, что дает возможность использовать по одной длине волны для подключения каждого абонента в таких сетях.

3. На основе предлагаемого мультиплексора-демультиплексора может быть реализован широкий класс многоканальных оптических распределенных систем с волновым разделением каналов, использующих всего по одной длине волны для организации двунаправленных каналов.

Предлагаемый мультиплексор-демультиплексор был реализован во ФГУП ЦНИИС (в филиале ЛО ЦНИИС) на основе следующих компонентов.

Устройства разделения 11-1N были реализованы в трех вариантах:

- на основе серийных сплавных одномодовых разветвителей оптических 1×2 50/50 3.0 3LC/UPC производства ЗАО «Компонент», г. С-Петербург;

- на основе серийных планарных одномодовых разветвителей оптических 1×2 50/50 3.0 3LC/UPC производства ООО «Проинтех», г. С-Петербург;

- на основе серийных одномодовых циркуляторов оптических типа FBT - CR - 55 (1550 nm) разработки и производства ООО «ПТК» Связь Инжиниринг».

В качестве блока волнового уплотнения и разделения 2 был использован серийный CWDM-мультиплексор, разработки и производства ЗАО «Компонент», типа CWDM MUX 1×4 1550 - 1610 3.0 LC/UPC 1,5 м.

Реализованные мультиплексоры-демультиплексоры были испытаны в составе построенного в ЛО ЦНИИС экспериментального образца сегмента широкополосной сети доступа CWDM-PON, который затем был интегрирован в состав научно-исследовательского стенда филиала ФГУП ЦНИИС - ЛО ЦНИИС для исследования и демонстрации элементов программно-аппаратного комплекса экстренного оповещения и информировании населения (ПАК КСЭОИН), где исправно функционирует в настоящее время в составе экспериментального образца сегмента CWDM-PON с магистральной линией длиной 40 км (4 барабана волокна по 10 км каждый, соединенные последовательно).

Оптический мультиплексор-демультиплексор с разделением направлений распространения, включающий блок волнового уплотнения и разделения, отличающийся тем, что он содержит устройства разделения направлений распространения светового потока в каждом из двунаправленных волновых каналов, а также группу внешних коннекторов «передача» «Т» и «прием» «R», по два коннектора на каждый двунаправленный канал, причем коннекторы «Т» связаны с первыми разделенными портами устройств разделения, а коннекторы «R» связаны со вторыми разделенными портами этих устройств, двунаправленные порты устройств разделения связаны через внутренние коннекторы XBH с портами компонентных оптических сигналов блока волнового уплотнения и разделения, имеющих диапазоны длин волн λ1,… λi… λN, а объединенный порт этого блока связан с коннектором магистральной линии «линия» («Лин.»).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области средств коммуникации, в которых перенос информации осуществляется поверхностными электромагнитными волнами, точнее поверхностными плазмон-поляритонами (ППП) терагерцового (ТГц) диапазона, направляемыми плоской поверхностью проводящей подложки, и может найти применение в плазмонных сетях связи, а также в устройствах сбора и обработки информации с использованием электромагнитных волн ТГц диапазона.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности каналов передачи.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.

Изобретение относится к устройствам передачи данных в системах связи и может быть использовано при разработке защищенных от восстановления волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) со спектральным уплотнением (СП).

Изобретение относится к системам передачи информации, телеметрии и оптоэлектроники и может быть использовано для передачи конфиденциальной информации. .

Изобретение относится к способам передачи данных в системах связи и может быть использовано при разработке волоконно-оптических систем передачи данных со спектральным уплотнением.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, позволяющей осуществлять непрерывный контроль состояния работоспособности линейного тракта волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) с мультиплексированием по длине волны (МДВ) и волоконно-оптическими усилителями (ВОУ).

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться для обнаружения выхода в эфир радиостанций с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) и определения их сетки используемых частот.

Изобретение относится к технике связи и предназначено для электросвязи по оптоволоконным линиям, которые могут использоваться для сверхплотного уплотнения больших групп городских и междугородных линий.

Изобретение относится к телекоммуникационным технологиям и компьютерным сетям. Технический результат состоит в поышении эффективности и надежности связи в оптических сетях доступа к широкополосным мультимедийным услугам информационно-телекоммуникационных сетей при переходе к пакетным сетям следующего поколения, а также в высоконадежных локальных сетях передачи данных с расширенной зоной покрытия, используемых в транспортных инфраструктурах. Для этого на крупных распределенных объектах применяют высоконадежные оптические сети, представляющие самовосстанавливающиеся кольцевые сети передачи данных на базе одноволоконной оптической инфраструктуры, обеспечивающей безотказную связь пользователей при однократных обрывах оптических линий с использованием принципа волнового уплотнения, при этом максимальная скорость в оптоволоконных линиях таких сетей может составлять до 160 Гбит/с. 1 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в сетях беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи. Для этого сеть (100; 200) связи включает в себя множество промышленных систем (110, 160; 210, 220, 250, 280). Каждая система включает в себя плату (120, 170; 212, 225, 255, 285) I/O, включающую в себя модули (130, 180; 235, 265, 295) I/O, по меньшей мере, одно из оптического излучателя (125; 215, 240, 270, 298) и оптического приемника (175; 230, 260, 290), и модуль (140, 190; 245) обработки. Модуль (140, 190; 245) обработки и плата (120, 170; 212, 225, 255, 285) I/O генерируют оптический сигнал, соответствующий информации и информации контроля циклическим избыточным кодом (CRC). Сеть (100; 200) включает в себя первую оптическую шину (150) и вторую оптическую шину (155), соединенные с платами (120, 170; 212, 225, 255, 285) I/O для передачи оптического сигнала и дополнения оптического сигнала между системами. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх