СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СЕТИ С ОПТИЧЕСКОЙ КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ И СЕТЬ, РЕАЛИЗУЮЩАЯ ДАННЫЙ СПОСОБ
METHOD OF CONSTRUCTING OPTICAL PACKET SWITCHED FIBRE-OPTIC NETWORK AND NETWORK IMPLEMENTING SAID METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Устройство относится к телекоммуникационной и информационно-вычислительной технике и может быть использовано при построении телекоммуникационных и локально-вычислительных сетей (сетей передачи данных).
Уровень техники
Традиционными технологиями построения цифровой первичной сети, в которой сигнал передается в оптическом виде, являются технологии с временным разделением каналов, причем наиболее широко используемым способом построения цифровой первичной сети, в которой сигнал передается в оптическом виде, является технология синхронной иерархии с временным разделением каналов (Synchronous Digital Hierarchy - SDH). Основными топологиями сетей SDH являются линейная и кольцевая.
В настоящее время в научно-технической литературе рассматривается переход на коммутацию сигналов в оптическом виде, как перспективное направление развития сетей передачи данных, однако аналогов предлагаемой волоконно-оптической сети с оптической коммутацией пакетов в патентной информации не выявлено.
1
2
3
Известный из уровня техники способ создания волоконно-оптической сети (RU 2266620 С2, Н04В 10/08) использует оптическую коммутацию сигналов (оптических каналов на длинах волн λ, λ, λ, …).
Раскрытие изобретения
Сеть состоит из N последовательно соединенных узлов коммутации маршрутизации, которые могут замыкаться в кольцо. Основной особенностью предлагаемой телекоммуникационной сети, отличающей ее как от существующих сетей SDH, так и от сетей связи с полностью оптической коммутацией и маршрутизацией, является разделение маршрутизации, которая производится в электронном виде в маршрутизаторах, и коммутации пакетов, которая производится в оптическом виде в фотонных коммутаторах, при этом достигается уменьшение числа электронно-оптических преобразований в системе и вносимых ими искажений за счет исключения электронно-оптических преобразований транзитных оптических пакетов в узлах сети.
Краткое описание чертежей
Базовым элементом предлагаемой волоконно-оптической сети является узел коммутации и маршрутизации (УКМ). Структура УКМ волоконно-оптической сети с оптической коммутацией пакетов показана на фиг. 1
Фигура 1. Структура узла коммутации и маршрутизации сети
На чертеже изображены:
1 - направление передачи 1 (оптический кабель);
2 - направление передачи 2 (оптический кабель);
3 - потребители телекоммуникационных услуг;
4 - пограничный электронный маршрутизатор с оптоэлектронным электрооптическим преобразованием (ЭМ);
5 - фотонный коммутатор с оптической коммутацией пакетов (ФК).
Поступающие от потребителей данные обрабатываются электронным маршрутизатором ЭМ, который:
а) при передаче информации:
- определяет адрес узла приема сети - адресата сообщения;
- разбивает данные на блоки;
- формирует адресную часть блока с информацией о потребителе - адресате данных;
- буферизует блоки в очереди на передачу;
- при наличии свободного направления передачи в фотонном коммутаторе ФК преобразует блок в оптический вид, снабжает его меткой (формирует оптический пакет), содержащей код узла приема, и передает в ФК;
б) при приеме информации:
- принимает от ФК адресованные данному узлу сети блоки;
- преобразует их в электронный вид;
- определяет по информации, содержащейся в адресной части блока данных адресата сообщения;
- формирует сообщение и передает адресату.
ФК осуществляет коммутацию оптических пакетов по информации, содержащейся в метках:
- принимает метку оптического пакета (с направления передачи А или В);
- определяет по признакам, содержащимся в метке, признак адресования блока;
- если блок не адресован данному узлу сети, ФК пропускает его на выход направления передачи без коммутации;
- если блок адресован данному узлу сети, коммутирует его на ЭМ и одновременно выдает ему разрешение на передачу в этом направлении передачи очередного блока из буфера, который и коммутирует на выход направления передачи;
- если принята метка, обозначающая отсутствие в данном интервале времени блока данных, выдает ЭМ разрешение на передачу в этом направлении передачи очередного блока из буфера, который и коммутирует на выход направления передачи.
Из рассмотренных узлов могут собираться сети линейной и кольцевой топологии.
Структура сети линейной топологии показана на фиг. 2.
Фигура 2. Волоконно-оптическая сеть с оптической коммутацией пакетов линейной топологии
На чертеже изображены:
6 - управляющий УКМ направления 1 (УКМ-У(1));
7 - управляющий УКМ направления 2 (УКМ-У(2));
8 - транзитный УКМ (УКМ-Т).
Особенность построения сети линейной топологии заключается в том, что граничный узел каждого направления является управляющим и имеет следующие особенности работы:
все принимаемые оптические пакеты коммутируются в ЭМ, где блоки данных, не предназначенные для данного узла сети, перемаршрутизируются либо удаляются;
при отсутствии информации на передачу в канал передаются признаки «пустого блока»;
при синхронной передаче осуществляется выработка синхронизирующего сигнала.
В частном случае, работа линии может осуществляться с одним управляющим узлом, как показано на фиг. 3.
Фигура 3. Волоконно-оптическая сеть с оптической коммутацией пакетов линейной топологии с одним управляющим коммутатором
На чертеже изображены:
8 - транзитный УКМ (УКМ-Т):
9 - управляющий УКМ (УКМ-У).
Фигура 4. Волоконно-оптическая сеть с оптической коммутацией пакетов кольцевой топологии
На чертеже изображены:
10 - управляющий УКМ кольца (УКМ-У);
8 - транзитный УКМ (УКМ-Т).
4 - пограничный электронный маршрутизатор с оптоэлектронным электрооптическим преобразованием (ЭМ).
Работа управляющего узла сети аналогична линейной топологии с тем отличием, что один узел является управляющим для обоих направлений передачи.
Осуществление изобретения
Применение данной волоконно-оптической сети позволит строить телекоммуникационные сети кольцевой и линейной топологии с оптической пакетной коммутацией, использующие существующую структуру сетей SDH путем замены терминальных мультиплексоров на УКМ.