способ организации доступа к сетям передачи пакетов данных

Формула изобретения

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, который направляют на приемные устройства абонентов с соответствующими адресами, отличающийся тем, что для передачи информации абонентам используют электромагнитное излучение оптического диапазона, при этом динамически управляют пространственными характеристиками пучка электромагнитного излучения, используя адресную информацию пакетов данных таким образом, что на время передачи конкретного пакета данных направляют пучок излучения на приемное устройство соответствующего абонента.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют пучок электромагнитного излучения с малой угловой расходимостью и динамически изменяют направление его распространения.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управляют пространственными характеристиками пучка при помощи динамической голограммы, являющейся для каждого зарегистрированного адреса абонента оптическим сопряжением источника вышеупомянутого пучка электромагнитного излучения и приемника абонента с этим адресом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к 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 (патент РФ N 2127489, МКИ Н 04 В 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, который направляют на приемные устройства абонентов с соответствующими адресами (журнал Мир Связи - Connect, 2000, 7, стр. 93-94).

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) имеет сетевой интерфейс АТМ и выделяет из потока данных пакеты с адресами абонентов этого пункта доступа. Все абоненты одной станции разделены на четыре сектора обслуживания, вместе составляющих круговую диаграмму. Пакеты данных абонентов, соответствующие конкретному сектору, вместе с АТМ адресами, соединенными с абонентскими шифрами, используются для модуляции пучка электромагнитного излучения, излучаемого передающей направленной антенной, обслуживающей соответствующий сектор. Абонентские устройства отфильтровывают из общего потока информации, передаваемого одним пучком электромагнитного излучения на весь сектор, данные, адресованные конкретным абонентам.

Основными недостатками этого способа является низкая скорость и невысокая экономическая эффективность передачи данных.

Решаемая предлагаемым изобретением задача - повышение скорости и экономической эффективности передачи данных при одновременном расширении функциональных возможностей системы доступа.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении способа - снижение капитальных и эксплуатационных затрат на единицу передаваемого объема информации при увеличении общей предельной скорости доступа. Дополнительными техническими эффектами являются обеспечение возможности организации различных групп пользователей с различным уровнем сервиса в пределах одного сектора обслуживания за счет использования различных пучков электромагнитного излучения (в том числе одной длины волны), а также повышение защищенности от несанкционированного доступа.

Для решения поставленной задачи с достижением 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, который направляют на приемные устройства абонентов с соответствующими адресами, согласно предлагаемому изобретению для передачи информации абонентам используют электромагнитное излучение оптического диапазона, при этом динамически управляют пространственными характеристиками пучка электромагнитного излучения, используя адресную информацию пакетов данных таким образом, что на время передачи конкретного пакета данных направляют пучок излучения на приемное устройство соответствующего абонента.

Возможны дополнительные варианты осуществления способа, в которых целесообразно, чтобы:

- использовали пучок электромагнитного излучения с малой угловой расходимостью и динамически изменяли направление его распространения;

- управляли пространственными характеристиками пучка при помощи динамической голограммы, являющейся для каждого зарегистрированного адреса абонента оптическим сопряжением вышеупомянутого пучка электромагнитного излучения и входного окна приемника абонента с этим адресом.

Суть предлагаемого изобретения и его дополнительных вариантов поясняется чертежами, на которых схематично представлены варианты системы доступа, построенной в соответствии с предложенным способом. На чертежах и далее по тексту не приводятся пояснения к способу передачи информации от абонентов к пункту доступа, так как это не является принципиальным для достижения ожидаемого положительного эффекта.

На фиг.1 изображена возможная схема построения системы доступа по предложенному способу на основе варианта с использованием пучка электромагнитного излучения с малой угловой расходимостью. На фиг.1 схематически изображены: сеть передачи данных 1, устройство доступа к сети передачи данных 2, модулятор 3, источник электромагнитного излучения 4, устройство отклонения пучка электромагнитного излучения 5, абонентские терминалы 6 и приемные абонентские устройства - антенны 7.

Доступ к сети передачи данных 1 осуществляют через устройство доступа 2. Для потоков информации, направляемых к абонентам, в устройстве 2 выделяют адресованные абонентам данного сектора обслуживания пакеты и направляют эти пакеты на модулятор 3. Излучение лазера 4 (или другого источника излучения с малой угловой расходимостью) модулируют в данном варианте реализации путем изменения его оптической мощности при помощи модулятора 3, хотя возможно и использование источников с непосредственной модуляцией тех или иных параметров пучка электромагнитного излучения. Информацию об адресе пакетов информации, используемых в конкретный отрезок времени для модуляции пучка, передают до начала этого цикла модуляции пучка на устройство отклонения (дефлектор) 5. При помощи дефлектора 5 изменяют направление распространения пучка электромагнитного излучения, направляя его на время передачи пакетов, адресованных конкретному абоненту 6, на его приемное устройство 7.

Фиг. 2 поясняет предложенный способ в его втором варианте реализации. На фиг. 2 схематически изображены сеть передачи данных 1, устройство доступа к сети передачи данных 2, источник электромагнитного излучения с непосредственной модуляцией 3, устройство формирования динамических голограмм 4, абонентские терминалы 5 с приемными устройствами (антеннами) 6.

В данном частном случае реализации дополнительного варианта предложенного способа доступ к сети передачи данных 1 также осуществляют через устройство доступа 2. Для потоков информации, направляемых к абонентам, в устройстве 2 выделяют адресованные абонентам данного сектора обслуживания пакеты и используют их для модуляции излучения источника 3. Оптическую мощность (или иной параметр) электромагнитного излучения источника 3 модулируют непосредственно информацией, содержащейся в передаваемых конкретному абоненту пакетах данных, а адресную информацию используют для формирования в устройстве 4 динамических голограмм. Голограммы являются по существу дифракционными решетками (плоскими или объемными сообразно реализуемому в устройстве 4 способу их изготовления), при помощи которых фокусируют излучение источника 3 на приемное устройство 6 абонента 5 с соответствующим адресом во время передачи данных этому абоненту.

В отличие от способа - прототипа и аналогов, использование оптического диапазона частот в сочетании с адресным управлением пучком электромагнитного излучения при передаче пакетов данных позволяет обеспечить на несколько порядков большую скорость передачи (пропорционально отношению частот ранее используемого радиодиапазона и оптического диапазона) при снижении потребляемой на одного абонента мощности. При этом соответственно снижаются капитальные и эксплуатационные затраты на единицу передаваемой информации. Дополнительно обеспечивается возможность развертывания в одном физическом секторе обслуживания (на одной территории) нескольких (двух и более) систем доступа к той же самой или к другим сетям передачи с использованием той же оптической частоты, в том числе для предоставления сервиса разного уровня. Адресное направление пучка электромагнитного излучения, несущего информацию (собственно передаваемые пакеты данных), позволяет также существенно повысить защищенности передачи от несанкционированного доступа.

Таким образом, использование предложенного способа (и его дополнительных вариантов) позволяет обеспечить решение поставленной задачи с достижением ожидаемого технического результата.