Особенности таких сетей - низкая цена и низкие затраты на поддержку или полное её отсутствие.

Основные сферы приложения - “волокно в дом” и “волокно по кругу”.

Допускается “частичное”, в основном для преодоления больших расстояний, возможность использования оптических усилителей EDFA, хотя последние и не являются чисто пассивными компонентами.

Каждому удалённому узлу широковещательной ПОС обычно приписывается определённая длина волны, на которой узел ведёт передачу. Сигналы со всех удалённых узлов собираются в оптическом звездообразном разветвителе, где они смешиваются и распределяются по выходным полюсам в волокна, идущие обратно к удалённым узлам, поэтому каждый узел получает мультиплексный сигнал, в котором представлены все длины волн, рис. 12.

Рис. 12. Широковещательная ПОС

Примечательно, что в качестве центральных элементов сети используются один или несколько звездообразных разветвителей, не имеющих избирательной функции по длинам волн. Каждый удалённый узел сам определяет, канал какой длины волны из принимаемого мультиплексного потока выбрать. В качестве приёмного элемента может служить либо перестраиваемый в соответствии с протоколом управления фильтр с одним фотоприёмником, либо демультиплексор WDM с множеством фотоприёмников, подключённых к выходным полюсом.

Два проекта - прототипа широковещательной вычислительной ПОС реализованы фирмой IBM: Rainbow-1 (1991 г.). и Rainbow-2 (1995 г.). Сеть Rainbow-2 обладает значительно большими возможностями по сравнению с сетью Rainbow-1, однако, так как принцип действия у них одинаковый, ниже рассмотрена архитектура сети Rainbow-1.

Данная архитектура охватывает 32 удалённые станции типа IBM PS/2. Электронные и оптические сетевые элементы встроены в две стандартные Micro Channel карты.

• Каждая станция оснащена передатчиком фиксированной длины волны и приёмником с перестраиваемой длиной волны;
• Передаваемые длины волн лежат в диапазоне от 1505 нм до 1545нм;
• Оптоэлектронному приёмнику предшествует фильтр Фабри-Перо с перестраиваемым диапазоном 50 нм. Скорость перестройки длины волны 10 мкс/нм, что соответствует среднему времени настройки на нужный канал 250 мкс;
• Скорость передачи 200 Мбит/с по стандартному одномодовому волокну SF8/25.

• Если станция А хочет передать информацию станции В, она поступает следующим образом:

• Если станция В занята в это время (например, принимает данные от третьей станции), то станция А будет продолжать посылать запросы на разрешение передачи для станции В.
• Если станция В свободна, она последовательно по циклу сканирует весь диапазон длин волн, проверяя наличие запросов от других станций, предназначенных ей.
• Когда станция В обнаруживает адресованный ей запрос (в данном случае запрос от станции А), она фиксирует свой перестраиваемый фильтр на длине волны этого запроса, и сразу же посылает подтверждение станции А. Это происходит быстро, так как станция В всегда передаёт на фиксированной длине волны , а станция А уже настроила свой приёмник на эту длину волны.
• После этого обе станции могут свободно обмениваться данными до тех пор, пока они не решат разорвать соединение.

Допустима альтернативная архитектура широковещательной ПОС, в которой узлу разрешено принимать сигнал только на одной фиксированной, предназначенной только для этого узла, длине волны, а передавать на разных длинах волн, используя перестраиваемый лазер.

Поскольку центральный узел широковещательной ПОС и все оптические сегменты являются чисто пассивными элементами, такая сеть имеет очень высокую надёжность.

В то же время, широковещательная ПОС невозможно использовать в качестве магистралей для глобальных сетей по двум причинам:

1. Энергия передатчика распределяется между всеми остальными узлами, в результате чего большая доля энергии тратится вхолостую. Можно использовать усилители, но при этом снижается надёжность.

2. Каждый узел требует своей , так что полное число узлов в сети ограничено максимальным числом каналов, которое можно мультиплексировать в отдельное волокно. Это число теоретически равно 200. Если используется 20 волокон, то можно объединить порядка 4000 узлов, что недостаточно для построения единой информационной магистрали.

Принципиальная невозможность построения масштабных архитектур широковещательных сетей ограничивает их сферу применения локальным масштабом.

Частично обе указанные выше проблемы могут быть решены на основе ПОС с пассивной волновой маршрутизацией, рис. 13.

Рис. 13. ПОС с пассивной волновой маршрутизацией

В такой сети сигнал определённой длины волны может перенаправляться (статически маршрутизироваться) в узел назначения через последовательность промежуточных узлов вместо того, чтобы широковещательно распределяться между всеми оконечными узлами сети. Это позволяет экономить энергию оптического сигнала благодаря отсутствию разветвителей и допускает одновременное использование сигналов, представленных одной и той же длиной волны в разных неперекрывающихся частях сети.

Промежуточными узлами сети с пассивной волновой маршрутизацией являются статистические маршрутизаторы, выполненные как правило на основе WDM мультиплексоров.

Дальнейшее наращивание сети связано с переходом от статической к динамической маршрутизации. Маршрутизация на узлах становится активной и допускает дистанционное конфигурирование. Динамическая маршрутизация, прежде всего, предполагает использование оптических коммутаторов.

Волновая конверсия. Безусловно, динамическая маршрутизация в ПОС с коммутацией каналов предоставляет большую гибкость. Однако для достижения максимума масштабируемости, наряду с активной волновой маршрутизацией, должна быть реализована волновая конверсия, которая позволяет установить соединение между волновыми каналами, представленными в сети разными длинами волн. Волновая конверсия также позволяет наиболее эффективно использовать предоставленное ограниченное число волновых каналов.

Рис. 14. ПОС с коммутацией каналов на основе волновых конвертеров.

Логическому соединению между двумя удалёнными узлами предшествует настройка соответствующих волновых конвертеров. Если узел С желает передать сообщение узлу А, то выполняется следующая процедура:

• Узел С размещает специальный запрос на разрешение передачи на узел А, который обрабатывается управляющим компьютером.
• Если узел назначения А свободен, управляющий компьютер обменивается сообщениями с этим узлом, получая подтверждение о готовности узла А установить соединение.
• Если всё в порядке, управляющий компьютер сообщает узлу С, что будет установлено соединение с узлом А.
• Управляющий компьютер устанавливает соединение между узлами А и С.

Главный недостаток такой архитектуры сети - относительно длительный процесс установления соединения.

К сильным сторонам рассмотренной архитектуры сети можно отнести:

• Очень простой центральный контроль. Отсутствует проблема разрешения коллизий.
• Возможность использования одной и той же реперной частоты для всех передатчиков, что означает потенциальную возможность более плотной упаковки волновых каналов; хотя в некоторых случаях приёмникам может и понадобиться стабилизация.
• Главное преимущество рассмотренной централизованной сети в том, что она (при очень больших скоростях передачи - 1 Гбит/с и более) должна быть значительно дешевле, чем сеть с чисто электронным коммутатором в центральном узле.