Способ динамического хранения информации

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ(71) Заявитель Институт электроники Национальной Академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт электроники Национальной Академии наук Беларуси(57) 1. Способ динамического хранения информации, заключающийся в преобразовании последовательности информационных электрических сигналов а в последовательность информационных оптических сигналови синхронном формировании последовательности вспомогательных оптических сигналов ор, вводе последовательностей ор и ор в контур циркуляции, передаче их вдоль контура циркуляции, преобразование последовательностей ор, ор в соответствующие последовательности информационных и вспомогательных электрических сигналов , (, коррекции информационных сигналов в последовательностис помощью последовательности , повторении цикла циркуляции, отличающийся тем, что ввод последовательностей ор и ор в контур циркуляции осуществляют одновременно с противоположных концов навстречу друг другу, параллельно преобразуют их на противоположных концах контура циркуляции в соответствующие последовательностии , причем интервал следования однонаправленных оптических сигналов в контуре циркуляции выбирают равным интервалу следования электрических информационных сигналов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве последовательности сор формируют последовательность синхросигналов. 3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что последовательности ор и сор генерируют на частотах,различающихся на величину стоксового частотного сдвига. Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке высокопроизводительных систем оперативного хранения информации. Известен способ 1 динамического хранения информации, заключающийся в преобразовании цифровой импульсной последовательности электрических сигналов в соответствующую последовательность оптических сигналов, передаче их по волоконному контуру циркуляции, преобразовании оптических сигналов в со 2264 1 ответствующую последовательность электрических сигналов, регенерации принятой последовательности,повторении цикла циркуляции. Данный способ не позволяет обеспечить высокую надежность хранения информации из-за невысокой достоверности преобразования информации в контуре циркуляции. Известен способ 2 когерентной передачи оптических сигналов, основанный на использовании одного лазера для создания несущей и гетеродинной световых волн, причем генерируемый лазером луч света дважды проходит через световод с модуляцией на дальнем конце, а подача гетеродинной и несущей волн на фотодетектор осуществляется с помощью разветвителя, а разнос сигналов лазеров по частоте составляет 100 ГГц. Данный способ не обеспечивает высокую надежность передачи информации, что обусловлено двукратным прохождением лазерного луча вдоль контура циркуляции. Увеличение пути прохождения сигнала в два раза ведет к соответствующему увеличению вероятности появления ошибки. Наиболее близким по технической сущности является способ динамического хранения информации 4, заключающийся в преобразовании в течение первой половины интервала следования Т информационных электрических сигналовв информационные оптические сигналы ор и формировании в течение второй половины интервала следования Т вспомогательных оптических сигналов сор, мультиплексировании последовательностей оптических сигналов ор и , однонаправленной их передаче на выход контура циркуляции с интервалом следования Т/2,демультиплексировании последовательностейи ор, преобразовании их в соответствующие последовательности электрических сигналови , временной задержке последовательности , коррекции информационной последовательностис помощью вспомогательной последовательности с, синхронизации сигналов на входе и выходе контура циркуляции, повторении цикла циркуляции. Данный способ не позволяет получить высокую надежность динамического хранения информации, что обуславливает большую вероятность появления ошибки при передаче информационного и вспомогательного сигналов по контуру циркуляции. Временное мультиплексирование информационных и вспомогательных импульсных сигналов при их вводе в контур циркуляции приводит к уменьшению вдвое интервала следования импульсов по сравнению с интервалом следования входной информационной последовательности, что приводит соответственно к увеличению вероятности ошибки. Технической задачей, которую позволяет решить данное изобретение, является повышение надежности хранения информации за счет снижения вероятности появления ошибок при передаче сигналов по контуру циркуляции при одновременном увеличении информационной емкости. Поставленная техническая задача решается тем, что по известному способу, заключающемуся в преобразовании последовательности а информационных электрических сигналов в последовательность информационных оптических сигналов р и синхронном формировании последовательности вспомогательных оптических сигналов ,вводе последовательностейив контур циркуляции, передаче их вдоль контура циркуляции, преобразовании последовательностей р ив соответствующие последовательности информационныхи вспомогательных с электрических сигналов, коррекции информационных сигналов в последовательностис помощью последовательности с, повторении цикла циркуляции, ввод последовательностей р ив контур циркуляции осуществляют одновременно с противоположных концов навстречу друг другу, параллельно преобразуют их на противоположных концах контура циркуляции в соответствующие последовательностии , причем интервал следования однонаправленых оптических сигналов в контуре циркуляции выбирают равным интервалу следования электрических информационных сигналов. Для эффективного решения поставленной технической задачи в качестве последовательности вспомогательных оптических сигналовформируют последовательность синхросигналов. Кроме того последовательности информационных р и вспомогательных Ср оптических сигналов генерируют на частотах,различающихся на величину стоксового частотного сдвига. Повышение надежности хранения информации в предлагаемом способе достигается за счет снижения в два раза тактовой частоты передачи сигналов в оптическом тракте при одинаковом с прототипом интервале следования входных сигналов, что ведет к увеличению длительности (а значит и энергии) передаваемых сигналов. Увеличение интервала следования оптических сигналов в контуре циркуляции и связанное с этим уменьшение вероятности ошибки при его передаче, обусловленные созданием двух встречно-направленных каналов передачи информации вдоль контура циркуляции, позволяет увеличить по сравнению с прототипом,тактовую частоту следования входных информационных сигналов, и тем самым осуществить временное уплотнение сигналов в оптическом канале для увеличения информационной емкости. В качестве вспомогательной последовательности в предлагаемом способе может использоваться последовательность синхросигналов, временные параметры которой согласованы с параметрами информационных сигналов. В этом случае циркуляция информационной и синхронизирующей последовательностей осуществляется по одному оптическому каналу, что исключает их временное рассогласование вследствие 2 2264 1 влияния внешних дестабилизирующих факторов на волоконно-оптический тракт (колебания температуры,механические воздействия и т. д.), что в свою очередь ведет к увеличению надежности хранения. Если несущие частоты синхросигнала и информационного сигнала отличаются на величину стоксового частотного сдвига, то при определенной мощности синхросигналов возникает эффект вынужденного комбинационного рассеяния, ведущий к усилению информационного сигнала. Сущность способа заключается в том, что преобразуют последовательность а информационных электрических сигналов в последовательность информационных оптических сигналов , синхронно формируют последовательность вспомогательных оптических сигналов с, одновременно вводят последовательностии с в контур циркуляции с противоположных его концов, передают оптические сигналы по контуру навстречу друг другу с интервалом следования их в одном направлении, равном интервалу следования входных электрических информационных сигналов, преобразуют на противоположных концах контура циркуляции последовательностии с в соответствующие последовательности информационныхи вспомогательныхэлектрических сигналов, корректируют информационные сигналы в последовательностис помощью вспомогательной последовательности с, повторяют цикл циркуляции. Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, где 1 - контур циркуляции 2, 3 - первый и второй двунаправленные ответвители 4 - модулятор, 5 - блок формирования вспомогательного сигнала, 6, 7 - фотоприемники 8, 9 - излучатели 10 - блок коррекции информации 11 - буферный регистр 12 - коммутатор 13 - шина выходных данных 14 - шина входных данных 15 - шина управления записью 16 - шина управления циркуляцией 17 - генератор тактовых синхроимпульсов. В конкретном исполнении контур циркуляции 1 (волоконный световод) - одномодовое оптическое волокно с диаметром серцевины 5 мкм. Двунаправленные ответвители 2, 3 - полированные направленные волоконнооптические одномодовые ответвители. Модулятор 4 является фазовым электрооптическим модулятором и выполнен на подложке из ниобата лития -, электродная структура модулятора выполнена в виде асимметричной полосковой передающей линии, нагруженной на согласованную нагрузку, обеспечивающую режим бегущей волны. В модуляторе 4 используется поперечный электрооптический эффект. На выходе модулятор имеет поляризационный анализатор, ориентированный под углом 90 к плоскости поляризации излучения излучателя 8. Блок 5 формирования вспомогательного сигнала состоит из двух последовательно соединенных электрооптических модуляторов с элементами задержки на их управляющих входах и представляет собой кодер сверточного кода, аналогичный описанному в прототипе и в 3. Фотоприемники 6, 7 - лавинные фотодиоды ЛФД-2 А. Излучатели 8, 9 -одномодовые полупроводниковые лазеры ИЛПН 202. Блок 10 коррекции информации, буферный регистр 11, и коммутатор 12 выполнены на ЭСЛ-микросхемах. При выполнении блока 5 по схеме кодера (как в прототипе) блок 10 коррекции информации представляет собой соответствующий декодер, исправляющий ошибки и включает соответствующим образом соединенные три сумматора по модулю 2, инвертор, вентиль и пять элементов задержки. Функционирование устройства в соответствии с предлагаемым способом осуществляется следующим образом. На шину входных данных 14 подают информационный сигнал в виде кодовой последовательности а импульсов в формате без возвращения к нулю, на шину 15 управления записью - управляющий сигнал. Одновременно на второй управляющий вход коммутатора 12 подается запрещающий сигнал с шины 16 управления циркуляцией, предотвращающий прохождение сигнала со второго информационного входа на выход коммутатора 12. С выхода коммутатора 12 информационный сигнал, синхронизируемый генератором 17 тактовых синхроимпульсов поступает на управляющие входы модулятора 4 и блока 5 формирования вспомогательного сигнала. Модулятор 4 вносит фазовую задержкумежду составляющими проходящего оптического излучения со взаимно ортогональной поляризацией, пропорциональную уровню сигнала на его управляющем входе. Если выбирать величину информационного сигнала на управляющем входе модулятора 4 равной полуволновому напряжению модулятора, то символу 1 будет соответствовать фазовый сдвиг, вносимый модулятором, символу 0 - фазовый сдвиг 0. На выходе модулятора 4 формируется информационная последовательностьоптических сигналов. Параллельно с формированием информационной последовательностиблок 5 формирует вспомогательную последовательность с оптических сигналов. В частности, при выполнении блока 5 в виде кодера информационной последовательности на его выходе формируется в качестве вспомогательной последовательности р проверочная последовательность. Информационнаяи вспомогательнаяпоследовательности оптических сигналов поступают одновременно через входы соответствующих двунаправленных ответвителей 2, 3 в контур 1 циркуляции. После их ввода в контур 1 циркуляции снимается разрешающий сигнал с шины 15 управления записью и на второй управляющий вход коммутатора 12 подается разрешающий сигнал с шины 16 управления циркуляцией. При этом второй информационный вход коммутатора 12 соединяется с его выходом, замыкая, таким образом, контур циркуляции информационного сигнала. 2264 1 Оптические сигналы, поступающие одновременно в контур 1 циркуляции, также одновременно появляются на соответствующих выходах двунаправленных ответвителей 2, 3 и детектируются с помощью фотоприемников 6, 7 соответственно. Последовательности информационныхи вспомогательных с электрических сигналов подаются на входы блока 10, где происходит коррекция пораженных символов в информационной последовательности. При формировании в качестве вспомогательной последовательностипроверочной последовательности путем кодирования в блоке 5, блок 10 коррекции информации осуществляет декодирование принятой последовательности с исправлением ошибок. По синхросигналу, поступающему со второго выхода генератора 17 тактовых синхроимпульсов на тактовый вход буферного регистра 11, в последний записывается скорректированный информационный сигнал с выхода блока 10, который далее через второй информационный вход коммутатора 12, поступает на его выход синхронно с синхросигналами на первом выходе генератора 17 тактовых синхроимпульсов. И процесс циркуляции продолжается далее по замкнутому кругу. Вывод информации осуществляется с выхода блока 10 через выходную шину 13. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4