Способ организации доступа к сетям передачи пакетов данных


 

H04B10/00 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)

Владельцы патента RU 2574581:

Иванова Татьяна Олеговна (RU)

Изобретение относится к технике оптической связи и может использоваться в сетях передачи данных. Технический результат состоит в обеспечении динамического управления пространственными и временными параметрами направленных оптических пучков путем создания динамически управляемых отражательных голограмм. Для этого в пункте абонентского доступа выделяют из сети пакеты данных, адресованные абонентам этого пункта, и передают информацию, содержащуюся в пакетах данных, при помощи пучка электромагнитного излучения оптического диапазона с малой угловой расходимостью, который направляют на приемные устройства абонентов с соответствующими адресами, при этом динамически управляют пространственными характеристиками пучка электромагнитного излучения при помощи динамической голограммы, используя адресную информацию пакетов данных таким образом, что на время передачи конкретного пакета данных направляют пучок излучения на приемное устройство соответствующего абонента. При помощи динамической голограммы одновременно динамически управляют и временными характеристиками пучка электромагнитного излучения таким образом, что информацию, содержащуюся в пакетах данных, передают, модулируя по интенсивности пучок электромагнитного излучения, направленного на приемное устройство соответствующего абонента, путем изменения дифракционной эффективности отражательной динамической голограммы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

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

Известны способы построения систем абонентского доступа к сетям передачи данных на основе волоконно-оптических систем связи (см., например, патент на изобретение РФ N2127489, МКИ H04B 10/12). В этих способах построения систем доступ абонентов к сети передачи данных осуществляют путем выделения из сети пакетов с адресами обслуживаемых абонентов, преобразования сигналов и их передачи по волоконно-оптическим кабелям, соединяющим соответствующие оптические приемники и передатчики со стороны пункта доступа и со стороны абонента.

Основным недостатком подобных методов является высокая стоимость инсталляции и эксплуатации волоконно-оптической линии связи, недоступная рядовым абонентам.

Наиболее близким по технической сути к предложенному является способ организации доступа к сетям передачи пакетов данных, при котором в пункте абонентского доступа выделяют из сети пакеты данных, адресованные абонентам этого пункта, и передают информацию, содержащуюся в пакетах данных, при помощи пучка электромагнитного излучения оптического диапазона с малой угловой расходимостью, который направляют на приемные устройства абонентов с соответствующими адресами, при этом динамически управляют пространственными характеристиками пучка электромагнитного излучения при помощи динамической голограммы, используя адресную информацию пакетов данных таким образом, что на время передачи конкретного пакета данных направляют пучок излучения на приемное устройство соответствующего абонента (патент РФ №2197783, МКИ H04B 10/00).

В способе-прототипе предполагается использование динамических голограмм пропускающего типа со скоростями модуляции в единицы МГц, практические реализации которых, к сожалению, в настоящее время отсутствуют. При этом в прототипе пучок электромагнитного излучения с малой угловой расходимостью формируют при помощи источника излучения с непосредственной модуляцией. Такие источники излучения характеризуются малой выходной мощностью, что изначально ограничивает возможную дальность передачи расстояниями в сотни метров.

Таким образом, основным недостатком этого способа является сложность его практической реализации в силу отсутствия в прототипе технических решений по реализации динамически управляемой голограммы, а также необходимости использования маломощных оптических лазеров, модулируемых по интенсивности.

Решаемая предлагаемым изобретением задача - обеспечение возможности практической реализации высокоскоростного доступа к сети Интернет при помощи безволоконной оптической связи.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении способа, - обеспечение динамического управления пространственными и временными параметрами направленных оптических пучков путем создания динамически управляемых отражательных голограмм.

Для решения поставленной задачи с достижением ожидаемого технического результата в известном способе организации доступа к сетям передачи пакетов данных, при котором в пункте абонентского доступа выделяют из сети пакеты данных, адресованные абонентам этого пункта, и передают информацию, содержащуюся в пакетах данных, при помощи пучка электромагнитного излучения оптического диапазона с малой угловой расходимостью, который направляют на приемные устройства абонентов с соответствующими адресами, при этом динамически управляют пространственными характеристиками пучка электромагнитного излучения при помощи динамической голограммы, используя адресную информацию пакетов данных таким образом, что на время передачи конкретного пакета данных направляют пучок излучения на приемное устройство соответствующего абонента, согласно предлагаемому изобретению при помощи динамической голограммы одновременно динамически управляют и временными характеристиками пучка электромагнитного излучения таким образом, что информацию, содержащуюся в пакетах данных, передают, модулируя по интенсивности пучок электромагнитного излучения, направленного на приемное устройство соответствующего абонента, путем изменения дифракционной эффективности отражательной динамической голограммы.

В предпочтительном варианте осуществления способа целесообразно, чтобы использовали пучок электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне 1.3-3.0 мкм, а его пространственными и временными характеристиками управляли путем отражения этого пучка от МОЭМС дисплея с размером пикселя от 0.1 до 0.23 мкм.

МОЭМС - принятая в современном русском техническом языке калька с распространенного в зарубежной литературе сокращения MOEMS (Micro-Optical-Electro-Mechanical System). Разнообразные МОЭМС, применяемые для анализа, восприятия, обработки и передачи информации, представляют собой высокоэффективные оптико-электронные и микрозеркальные устройства, использующие пьезоэлектрические, электростатические, электромагнитные и электротермические микроприводы (актуаторы). Для данной задачи предлагается использовать т.н. МОЭМС дисплеи, которые в настоящее время используются только «по прямому назначению», именно как дисплеи для отображения планарной информации (двумерных изображений). На сегодняшний день производство МОЭМС дисплеев с размером пикселя менее 1 мкм отсутствует, но лишь потому, что пока не предполагалось использовать эти дисплеи в качестве отражательных динамических голограмм. Уровень микроминиатюризации в сотни нанометров уже давно достигнут современными производителями аналогичных устройств. При этом скорости переключения МОЭМС достигают единиц МГц даже при крупных (порядка 10 мкм) пикселях, при этом инерционность (суть размер) пикселя играют главную ограничительную роль.

Проведенный авторами анализ данных по прозрачности близких к поверхности земли слоев атмосферы в населенных пунктах, используемых и перспективных диапазонов длин волн систем открытой оптической связи, в увязке с предлагаемой высотой размещения базовых станций (на уровне не ниже существующих базовых станций GSM/LTE), а также целесообразной дальности охвата с сохранением приемлемого уровня надежности (в пределах 3 км), позволил определить предпочтительные длины волн используемого пучка электромагнитного излучения и, соответственно, размеры пикселей МОЭМС дисплея для формирования динамической голограммы необходимой разрешающей способности, а именно предпочтительный диапазон длин волн 1.3-3 мкм при размерах пикселей дисплея МОЭМС от 0.1 до 0.23 мкм.

Также обратим внимание, что, согласно предложению, в качестве источника пучка электромагнитного излучения оптического диапазона с малой угловой расходимостью возможно использование не маломощных лазеров с непосредственной модуляцией, а лазеров непрерывного излучения, используемая мощность которых будет ограничена только применяемыми методами охлаждения отражательных голограмм.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлен вариант системы доступа, построенной в соответствии с предпочтительным вариантом реализации предложенного способа. На чертеже и далее по тексту, как и в способе-прототипе, не приводятся пояснения к методу передачи информации от абонентов к пункту доступа, так как это не является принципиальным для достижения ожидаемого положительного эффекта.

На чертеже схематически изображены: сеть передачи данных 1, устройство доступа к сети передачи данных 2, блок управления МОЭМС дисплеем 3, МОЭМС дисплей 4, источник электромагнитного излучения 5, приемные абонентские устройства - антенны 6 и абонентские терминалы 7.

Доступ к сети передачи данных 1 осуществляют через устройство доступа 2. Для потоков информации, направляемых из сети к абонентам, в устройстве 2 выделяют адресованные абонентам данного сектора обслуживания пакеты и разделяют передаваемую в этих пакетах информацию на два потока, а именно на адрес каждого пакета и собственно данные, направляемые данным пакетом по конкретному адресу, т.е. конкретному абоненту. И те, и другие данные направляют на блок управления МОЭМС дисплеем 3. Блок управления 3 сначала для каждого пакета формирует, сообразно адресу, свое распределение пикселей на дисплее 4, суть отражательную голограмму, направляющую излучение источника 5 на приемную антенну 6 соответствующего абонентского терминала 7. Затем блок 3, не меняя самого распределения пикселей на дисплее 4, изменяет дифракционную эффективность сформированной на дисплее 4 отражательной голограммы в соответствии с передаваемыми в пакете данными. Таким образом, пучок оптического излучения от источника 5, направленный при передаче конкретного пакета на конкретное устройство 6, получает модуляцию по интенсивности, передавая тем самым данные, содержащиеся в пакете.

Таким образом, использование предложенного способа позволяет обеспечить решение поставленной задачи с достижением ожидаемого технического результата.

1. Способ организации доступа к сетям передачи пакетов данных, при котором в пункте абонентского доступа выделяют из сети пакеты данных, адресованные абонентам этого пункта, и передают информацию, содержащуюся в пакетах данных, при помощи пучка электромагнитного излучения оптического диапазона с малой угловой расходимостью, который направляют на приемные устройства абонентов с соответствующими адресами, при этом динамически управляют пространственными характеристиками пучка электромагнитного излучения при помощи динамической голограммы, используя адресную информацию пакетов данных таким образом, что на время передачи конкретного пакета данных направляют пучок излучения на приемное устройство соответствующего абонента, согласно предлагаемому изобретению при помощи динамической голограммы одновременно динамически управляют и временными характеристиками пучка электромагнитного излучения таким образом, что информацию, содержащуюся в пакетах данных, передают, модулируя по интенсивности пучок электромагнитного излучения, направленного на приемное устройство соответствующего абонента, путем изменения дифракционной эффективности отражательной динамической голограммы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют пучок электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне 1.3-3.0 мкм, а его пространственными и временными характеристиками управляют путем отражения этого пучка от МОЭМС дисплея с размером пикселя от 0.1 до 0.23 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оптики. Технический результат состоит в увеличении дальности передачи энергии электромагнитного излучения оптического диапазона, снижении потерь передачи его через атмосферу.

Изобретение относится к области волоконно-оптических систем передачи информации, а именно к когерентным системам связи со спектральным мультиплексированием. Технический результат состоит в повышении спектральной эффективности системы.

Изобретение относится к сетевому узлу, в частности к обеспечению возможности первому блоку подключаться ко второму блоку в режиме самоорганизующейся сети (ad-hoc) в системе, сконфигурированной для удаленных и основных блоков.

Изобретение относится к скоростным модуляторам и может использоваться в бортовых передатчиках спутниковой системы связи и в системах дистанционного зондирования земли.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в ускорении обслуживания запросов абонентов на передачу сообщений.

Изобретение относится к мониторингу продуктивных нефтегазовых скважин в реальном времени. Техническим результатом является обеспечение своевременной идентификации любых проблем и регулирование параметров процесса отработки скважин.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптической сетевой системе связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности и увеличения объема передаваемой информации.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости передачи оптической информации.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системе пассивной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи.

Изобретение относится к технике оптической связи, в частности к атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи при организации передачи информации между устройствами СЦБ и локомотивом.

Изобретение относится к способам непрерывного контроля оптических волокон (ОВ) и может быть использовано в качестве алгоритма для программного обеспечения контроллера системы защиты ВОСП информации ограниченного доступа. Способ непрерывного контроля нарушений оптического волокна, который заключается в приеме, детектировании оптических сигналов с волоконно-оптической линии, усилении, интегрировании и аналого-цифровом преобразовании полученных аналоговых электрических сигналов. Перед контролем определяют количество отсчетов наблюдения N, текущее yj и предыдущее yj-1 значения средних выборочных величин за количество отсчетов N из соотношения: y j = 1 N ∑ i = 1 N y i где i - текущее значение отсчетов АЦП, сравнивают текущее yj и предыдущее yj-1 значения средних выборочных величин при увеличении количества отсчетов наблюдения N до условия, при котором y j − y j − 1 = 1   е м р , где емр - единица младшего разряда АЦП, устанавливают количество отсчетов контроля n меньше, чем N, после чего при контроле в каждый момент времени k вычисляют сумму квадратов отклонений отсчетов yi от среднего выборочного значения Lk при количестве отсчетов контроля n из соотношения: L k = ∑ i = k − n k ( y i − 1 N − n ∑ i = k − N k − n y i ) 2 , осуществляют непрерывный контроль нарушений путем сравнения Lk с предварительно заданным пороговым значением Lп, в случае, если Lk>Lп, производят отключение передачи оптических сигналов. Достигаемым техническим результатом является корреляция времени наблюдения с началом сигнала нарушения и оптимальный выбор времени наблюдения. 1 ил.

Изобретение относится к области волоконно-оптических систем передачи информации, а именно к системам связи со спектральным мультиплексированием. Технический результат состоит в повышении качества работы и увеличении дальности работы линии связи. Для этого линия связи содержит спектральные каналы с прямым детектированием и спектральные каналы с когерентным детектированием. В волоконно-оптической системе связи, включающей оптически соединенные линией связи мультиплексор с N входами, предназначенный для спектрального мультиплексирования N спектральных каналов, образующих сетку DWDM частот в стандартизованном спектре ITU, и демультиплексор с N выходами, предназначенный для спектрального демультиплексирования N спектральных каналов, образующих идентичную мультиплексору сетку DWDM частот, и набор N согласованных пар когерентных и некогерентных оптических передатчиков и приемников с когерентным и прямым детектированием, выходы и входы которых соответственно оптически соединены с входами мультиплексора и выходами демультиплексора, причем линия связи содержит пролеты длиной от 40 до 200 км, между которыми установлены оптические усилители, содержащие не менее двух каскадов усиления, между каскадами усилителей установлены компенсаторы дисперсии (по одному на усилитель), компенсаторы дисперсии выполнены в виде компенсаторов канального типа, например, на основе чирпированных брэгговских решеток или интерферометров. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к размещению оптических осветительных устройств локомотивов железнодорожного транспорта, их установке и размещению и регулируемых из транспортного средства. Технический результат состоит в повышении уровня безопасности движения тягового подвижного состава железнодорожного транспорта. Для этого в прожектор локомотива железнодорожного транспорта введены модули световых излучателей, выполняющие функции передатчиков информации, использующих в качестве среды передачи информации открытый атмосферный канал, а на защитном стекле осветительного устройства устанавливается набор фотоприемников. Устройство имеет способность подключаться к системе безопасности локомотива, слушать информацию, передаваемую в ней, и самостоятельно отправлять в нее сигналы; инфракрасные фотоприемники установлены на защитном стекле прожектора локомотива железнодорожного транспорта; передающий модуль состоит из светодиодов видимого или инфракрасного спектра; для формирования передаваемого сигнала используются модулятор и маломощные ключи, которые управляют малым током, по сравнению с током в рабочих режимах; для обработки принимаемого сигнала используются демодулятор, полосовой фильтр, интегрирующий усилитель с ограничителем. 1 ил.

Изобретение относится к контроллерам защиты волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) от попыток отвода оптического сигнала и может быть использовано в качестве универсального технического средства защиты информации (ТСЗИ) ограниченного доступа, передаваемой по неконтролируемой территории. Технический результат состоит в создание высокочувствительного контроллера защиты ВОЛП независимого от параметров информационных сигналов. Для этого контроллер защиты волоконно-оптических линий содержит генератор, выход которого соединен со входом оптического передатчика, оптический коммутатор и последовательно соединенные оптический приемник, усилитель с автоматической регулировкой усиления, полосовой фильтр, детектор уровня, контроллер, устройство сигнализации, при этом второй выход контроллера соединен со входом оптического коммутатора, выход которого является выходом устройства в волоконно-оптическую линию, третий выход контроллера соединен со входом согласующего устройства, выход которого соединен со вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, оптический изолятор, вход которого соединен с выходом оптического передатчика, первый оптический фильтр, первый вход которого является оптическим входом устройства, второй вход соединен с выходом оптического изолятора, длина волны которого соответствует длине волны оптического передатчика, а выход соединен с оптическим входом оптического коммутатора, второй оптический фильтр, оптический вход которого является оптическим входом устройства с волоконно-оптической линии, первый выход соединен с входом оптического приемника, а второй выход является выходом устройства. 1 ил.

Лазерное приемное устройство, которое может быть использовано в качестве приемного устройства для лазерной локационной системы и системы лазерной космической связи, основано на сверхрегенеративном приеме лазерных сигналов локации и связи в оптическом диапазоне, что позволяет реализовать приемное устройство, обладающее предельной квантовой (однофотонной) чувствительностью и одновременно высокой помехозащищенностью приема лазерных сигналов. Приемное устройство содержит обратную связь на основе акустооптического модулятора, что обеспечивает возможность пространственной фильтрации сигналов. Технический результат заключается в повышении чувствительности лазерного приемного устройства, обеспечении быстрой перестройки частоты полосы приема и узкополосной фильтрации принимаемого лазерного излучения, обеспечении компенсации доплеровских сдвигов частоты приема лазерного излучения, компенсации рассогласования волновых фронтов принимаемого и гетеродинного лазерных излучений на входе фотоприемника. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи (ВОСП) с селекцией и локализацией аварийных ситуаций и может быть использовано в качестве защищенной системы передачи информации ограниченного доступа за пределами контролируемой зоны. Защищенная волоконно-оптическая система передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций состоит из двух комплектов приемо-передающей аппаратуры, соединенных между собой волоконно-оптическими линиями, при этом каждый комплект содержит приемо-передающее устройство, соединенное оптическими шнурами с устройством контроля, выход которого соединен со входом волоконно-оптической линии, в каждый комплект введены источник питания и блок рефлектометрического контроля, включающий в себя оптический разветвитель, общий полюс которого соединен с выходом волоконно-оптической линии, первый полюс с помощью оптического шнура соединен со входом устройства контроля, а второй полюс соединен с общим полюсом оптического циркулятора, первый полюс которого соединен с выходом оптического передатчика, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера, а второй полюс циркулятора соединен со входом оптического приемника, первый выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микроконтроллера, а второй выход оптического приемника соединен со входом детектора среднего уровня, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера, выход управления которого соединен со входом управления реле, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход соединен со входом питания устройства контроля, выход индикации микроконтроллера соединен со входом устройства индикации. Достигаемым техническим результатом является повышение среднего времени наработки на ложную тревогу за счет дополнительного анализа аварийных ситуаций. 1 ил.

Изобретение относится к защищенным волоконно-оптическим системам передачи и может быть использовано в качестве дуплексной многоканальной волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) информации ограниченного доступа по неконтролируемой территории. Технический результат состоит в уменьшении количества средств мониторинга и контроля и увеличении чувствительности контроля. Для этого в систему передачи со спектральным разделением сигналов введен контроллер защиты, рабочая длина волны которого больше длины волны любого из оптических передатчиков, при этом вход контроллера защиты соединен с оптическим выходом мультиплексора волоконно-оптическим шнуром, а выход соединен волоконно-оптическим шнуром с оптическим входом демультиплексора, линейные входы и выходы контроллеров защиты соединены между собой волоконно-оптическими линиями передачи. 3 ил.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для передачи сигналов на участках систем связи, которые могут быть подвержены воздействиям высоких механических нагрузок, ионизирующих излучений или иных поражающих факторов. Технический результат заключается в повышении надежности и живучести системы передачи в условиях чрезвычайных ситуаций. Для этого на участках, прилегающих к узлу связи пункта управления, создается запас линейного кабеля связи путем его навива на диэлектрический стержень или зигзагообразной прокладки («змейкой»). В непосредственной близости от трассы кабельной линии связи на этих участках размещаются подземные камеры (контейнеры) с вращающимися барабанами с запасом линейного оптического кабеля. Кабель и подземные камеры снабжены интеллектуальными маркерами. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области информационно-коммуникационных технологий и касается способа увеличения длины распространения инфракрасных монохроматических поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ) по плоской металлической поверхности. Способ включает в себя нанесение на поверхность слоя непоглощающего диэлектрика. До нанесения слоя определяют направление максимума диаграммы направленности объемных электромагнитных волн (ОЭВ), излучаемых ПЭВ с их трека. Толщину слоя и показатель преломления его материала выбирают таким образом, чтобы наличие слоя обеспечивало приращение действительной части модуля волнового вектора ПЭВ на величину где ko=2π/λ - волновое число ОЭВ в окружающей поверхность среде; λ - длина волны излучения в окружающей среде; φmах - угол отклонения максимума диаграммы направленности от плоскости поверхности. Технический результат заключается в увеличении длины распространения (ПЭВ) и обеспечении ее защиты от внешних воздействий. 2 ил.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается фотоприемного устройства. Фотоприемное устройство содержит последовательно соединенные лавинный фотодиод, усилитель и фильтр, а также компаратор, дискриминатор длительности импульсов, регулируемый источник питания, блок оценки сигналов, источник опорного напряжения, высокочастотный генератор и блок синхронизации. Кроме того, устройство включает в себя последовательно соединенные дополнительный усилитель и детектор. При этом выход детектора соединен с первым входом компаратора, вход дополнительного усилителя соединен с фильтром. В качестве фильтра используется полосовой фильтр с полосой пропускания около середины рабочей полосы частот усилителя. Технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум при регулировании коэффициента умножения лавинного фотодиода непосредственно по принимаемому оптическому сигналу. 2 ил., 1 табл.
Наверх