НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№3(72) Июль - Сентябрь 2018

Оптическая двухкаскадная коммутационная система для обработки больших объемов данных

Выпуск № 1 (70) Январь - Март 2018
Авторы:

Барабанова Елизавета Александровна
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2018-1-7-18
Аннотация

Существующие оптические коммутационные системы строятся на основе ячеек 2 × 2, к таким схемам можно отнести схемы Бенеша, Шпанке и Шпанке–Бенеша. Они обладают низкой масштабируемостью и при большом числе входов имеют низкую надежность и низкое быстродействие. В работе предлагается новая схема оптической двухкаскадной коммутационной системы на 256 входов и 256 выходов для волоконно-оптических систем связи. Коммутационная система является неблокируемой и полнодоступной. Принципиальным отличием предлагаемой коммутационной системы от существующих является новая схема построения, а также то, что в ее основе лежат новые оптические коммутационные ячейки, имеющие 4 входа и 4 выхода. Оптические коммутационные ячейки объединены в коммутационные блоки размерностью 16 входов и 16 выходов каждый. Проведено сравнение значений структурных характеристик существующих коммутационных схем оптических коммутаторов и предлагаемой двухкаскадной коммутационной системы. Показано, что предлагаемая схема обладает значительно меньшей сложностью и содержит значительно меньшее число каскадов, а значит, обладает более высокой надежностью и быстродействием.  В предлагаемой оптической двухкаскадной системе коммутации реализуется децентрализованный способ управления, для этого предлагается использовать принцип частотного разделения управляющей и информационной волны. Для управления информационной волной в структуре коммутационной ячейки предусмотрены управляющие устройства: фильтр Брэгга, частотный детектор и формирователь управляющего сигнала. Такой способ управления позволяет повысить скорость коммутации, так как процесс управления происходит в самих коммутационных ячейках и не требует частого обращения к процессору.


Ключевые слова: оптическая коммутационная система, ячейка коммутации, коммутационный блок, каскады, фильтр Брэгга, буферное устройство, линия задержки, длина волны

Список литературы

1. Парыгин Д.С. Модель интеркоммуникационной системы обеспечения потребностей жителей города // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2013. – Т 17, № 14 (117). – С. 90–95.



2. El-Bawab T.S. Optical switching. – New York: Springer Science and Business Media, 2006. – 451 p.



3. Гайворонская Г.C., Рябцов А.В. Особенности применения оптических коммутаторов в современных информационных сетях // Applicable Information models. – Sofia: ITHEA, 2011. – C. 169–181.



4. Hwang F.K. A survey of nonblocking multicast three-stage clos networks // IEEE Communications Magazine. – 2003. – Vol. 41 (10). – P. 34–37.



5. Riza N.A., Madamopoulos N. Compact switched-retroreflection-based 2x2 optical switching fabric for WDM applications // Journal of Lightwave Technology. – 2005. – Vol. 23, iss. 1. – Р. 247–260.



6. Барабанова Е.А., Береснев И.А., Барабанов И.О. Управление элементами коммутации в оптической системе с параллельным поиском каналов связи // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. – 2017. – № 1. – С. 89–97.



7. 160-Gb/s Silicon All-Optical Packet Switch for Buffer-less Optical Burst Switching / H. Hu, H. Ji, M. Pu, M. Galili, K. Yvind K., L.K. Oxenløwe // Journal of Lightwave Technology. – 2015. – Vol. 33, iss. 4. – P. 843–848.



8. Reconfigurable multipipeline computing structures / I.A. Kaliaev, I.I. Levin, E.A. Semernikov, V.I. Shmoilov. – Hauppauge, NY: Nova Science Publishers, 2012. – 340 p.



9. The design of an electro-optic control circuit for photonic packet switching applications / J.S. Van der Merwe, R. Geldenhuys, K. Thakulsukanant, Z. Wang, N. Chi, S. Yu // AFRICON 2007, IEEE, September 26–28, 2007. – Windhoek, Namibia, 2007. – P. 1–6.



10. Barabanov I.O., Maltseva N.S., Barabanova E.A. Switching cell for information transmission optical systems // International Conference on Actual Problems of Electron Devices Engineering, APEDE 2016. – Saratov, 2016. – P. 343–347.



11. Фотонная коммутационная ячейка: патент на полезную модель / Е.А. Барабанова, К.В. Вытовтов, Н.С. Мальцева, И.О. Барабанов. – № 2017128161/28; заявл. 07.08.2017.



12. Вытовтов К.А. Эффект втягивания электромагнитной волны одноосной анизотропной средой с магнитной анизотропией // Известия вузов России. Радиоэлектроника. – 2017. – № 2. – С. 33–39.



13. Vytovtov K., Belimenko O. Angle dependance reflection properties of srtatified anisotropic structure with arbitrary anisotropy axis orientation // Proceedings of the 15th International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory, MMET 2014. – Dnipropetrovsk, Ukraine, 2014. – P. 61–64.



14. Руденко Д.В. Структурные характеристики оптических коммутаторов // Мир транспорта. – 2012. – № 4. – C. 124–129.



15. Esmaeel Zeinali K.H., Fesharaki M.N. NMR: a new approach for optimal design of strictly non-blocking multistage interconnection networks // Journal of Applied Sciences. – 2008. – Vol. 8 (19). – P. 3453–3459.

Для цитирования:

Барабанова Е.А. Оптическая двухкаскадная коммутационная система для обработки больших объемов данных // Научный вестник НГТУ. – 2018. – № 1 (70). – С. 7–18. – doi: 10.17212/1814-1196-2018-1-7-18.

 

For citation:

Barabanova E.A. Opticheskaya dvukhkaskadnaya kommutatsionnaya sistema dlya obrabotki bol'shikh ob"emov dannykh [Optical two-stage switching system for processing large amounts of data]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universitetaScience bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2018, no. 1 (70), pp. 7-18. doi: 10.17212/1814-1196-2018-1-7-18.

Просмотров: 286