СИСТЕМА ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ Российский патент 1995 года по МПК H04B10/20 

Изобретение относится к системам передачи сигналов, в частности к оптическим системам связи для локальных объектов, например судов, промышленных установок и т.п.

Известна система оптической связи, содержащая приемники и передатчики оптических импульсных сигналов абонентских устройств, подсоединенные к световодному тракту с разнесенными по его трассе разветвителями [1]
Недостатком этой системы является повышенная сложность кодирующих и декодирующих устройств для адресации сообщений абонентов.

Сложность кодирующих и декодирующих устройств обусловлена импульсным кодированием адресатов, которое реализуется набором элементов дискретной логики.

Наиболее близкой по технической сущности является система оптической связи, содержащая на передающей стороне пульт управления, ко входу которого подключен приемник оптических сигналов, к одному из выходов подключен передатчик оптических сигналов, приемники и передатчик оптических сигналов через ответвители подключены к одному из концов световодного тракта, на приемной стороне через направленные ответвители подключены приемники и передатчики оптических сигналов абонентских устройств [2]
Однако и этой системе присущи недостатки, заключающиеся в повышенной сложности и недостаточной унификации абонентских устройств.

Эти недостатки обусловлены тем, что для адресации абонентов при приеме и передаче сигналов необходимо наличие в них сложных быстродействующих кодирующих и декодирующих устройств. Эти устройства реализуется на многокомпонентных электронных схемах, содержащих синхрогенераторы, регистры сдвига, счетчики, триггера и т.п. компоненты. Наличие кодирующих и декодирующих устройств резко усложняет сами абонентские устройства, обуславливая их высокую стоимость и низкую надежность. Индивидуальное кодирование адресов каждого абонента обуславливает необходимость установки в них управляющих элементов, которые кодируются в зависимости от адреса конкретного абонента. Это не позволяет выполнять абонентские устройства в виде унифицированных, не требующих настройки при монтаже изделий, что усложняет процесс монтажа системы на объекте.

Целью изобретения является упрощение и унификация абонентских устройств.

Сущность изобретения заключается в том, что в системе оптической связи, содержащей на передающей стороне пульт управления, ко входу которого подключен приемник оптических сигналов, к одному из входов подключен передатчик оптических сигналов, приемник и передатчик оптических сигналов через ответвители подключены к одному из концов световодного тракта, на приемной стороне к оптическому тракту через направленные ответвители подключены приемники и передатчики оптических сигналов абонентских устройств, на передающей стороне введены последовательно соединенные и подключенные к другому выходу пульта управления регулятор времени задержки импульсных сигналов с управляющим входом и передатчик оптических сигналов, через ответвитель соединенный с другим концом оптического световодного тракта, а на приемной стороне каждое абонентское устройство снабжено элементом И, дополнительным приемником оптических сигналов подсоединенным к световодному тракту через дополнительно встроенный ответвитель, направленный встречно основному, причем выходы основного и дополнительного приемников оптического сигнала подключены ко входам элемента И, а длина световодного тракта не превышает величины
L < vt, где v скорость распространения оптического импульса в световодном тракте;
t минимальная длительность промежутка времени между сигналами вызова абонента с пульта управления.

В предложенной системе связи с активными оптоэлектронными элементами, обеспечивающими поочередную двустороннюю связь абонентских устройств с диспетчерским пунктом (пультом управления и т.п. центральным устройством), не требуется кодирование передаваемых сообщений. Это позволяет выполнить размещаемые вдоль световодного тракта абонентские устройства (датчики, исполнительные механизмы, средства сигнализации и связи и т.п.) в виде взаимозаменяемых, не требующих индивидуальной настройки, устройств, изготовленных в виде унифицированных изделий, в которых отсутствуют элементы регулировки или кодирования, требующие управляющего воздействия при монтаже на объекте или при изменении структуры системы, например обусловленной введением дополнительных устройств во время эксплуатации. Это обеспечивается тем, что перестройка уставки каждого определенного адреса абонента производится только на пульте управления.

На чертеже приведен пример реализации схемы оптической связи.

Система оптической связи содержит на передающей стороне пульт управления 1, ко входу которого подключен приемник 1 оптических импульсных сигналов. К одному из выходов пульта, управления 1 подключен передатчик 3 оптических импульсных сигналов. Приемник 2 и передатчик 3 подключены к одному из концов оптического тракта 5 через ответвитель 6. Вход передатчика 3 подключен к пульту управления 1 через регулятор времени задержки 7 импульсного сигнала. Вход передатчика 4 подключен к пульту управления 1 через нерегулируемую схему задержки 6 импульсного сигнала. Регулятор времени задержки 7 снабжен управляющим входом 9 для выбора адреса любого из абонентов 10. На приемной стороне к оптическому тракту 5 подключены основные приемники 11 и дополнительные приемники 12 оптических импульсных сигналов. Входы основных приемников 11 и дополнительных приемников 22 подключены к оптическому тракту 5 через основные ответвители 13 и, соответственно, через дополнительные ответвители 14, направленные встречно основным, а выходы к элементам И 15. Выходы элементов И 5 подключены к абонентам 10. Выходы абонентов 10 через передатчики 16 оптических импульсных сигналов и направленные ответвители 17, введенные между ответвителями 14 и приемниками 12, а также ответвители 14 подключены к оптическому тракту 5.

Абонент 10 (приемник и передатчик электрического импульсного сигнала) конструктивно объединен в одно целое с ответвителями 13, 14 и 17, приемниками 11 и 12, передатчиком 16, а также элементом И 15 представляют собой унифицированное абонентское устройство 18.

Длина световодного тракта не превосходит величины
K < vt где v скорость распространения оптического сигнала в световодном тракте;
t минимальная длительность промежутка времени между импульсами сигналов вызова абонентов с пульта управления 1.

При одновременном поступлении оптических импульсных сигналов через ответвители 13 и 13 на приемники 11 и 12 соответствующего времени задержки сигнала регулятором 7 абонента 10, через элемент И сигнал передается адресуемому абоненту 10. В других абонентских устройствах 18 из-за отсутствия совпадения импульсов на входе элемента И сигнал абоненту 10 не передается.

После получения одного импульса или группы импульсов, абонент 10, в зависимости от управляющего воздействия объекта, с которым он взаимодействует (на чертеже показано входящими и выходящими стрелками), передает (или не передает) ответный сигнал на пульт управления 1. Передача ответного сообщения происходит запуском передатчика 16, который передает оптический сигнал через ответвители 17 и 14 в световодный тракт 5, с которого через ответвитель 6 этот сигнал поступает на вход приемника 2, преобразующего его в электрический.

В любом случае, так как длина световодного тракта 5 не превосходит произведения скорости распространения оптического импульса в нем с минимальной длительностью промежутка времени между импульсами вызова абонента, на каждый заданный момент времени в световодном тракте 5 проходят не более пары встречно направленных импульсов, что исключает неоднозначность адресации.

Нерегулируемая схема задержки импульсного сигнала 8 служит для использования всей длины световодного тракта 5 в зависимости от расположения пульта управления относительно концов световодного тракта и в общем случае может отсутствовать.

Предложение позволяет за счет упрощения и унификации абонентских устройств реализовать простые и надежные в эксплуатации системы связи и управления техническими средствами автономных объектов относительно небольшой протяженности до нескольких сот метров, такие, как схемы автоматического контроля производственных технологических линий, судовые системы управления, системы диспетчерской связи и телеуправления.

Использование: в системах передачи сигналов, в частности в оптических системах связи для локальных объектов: судов, промышленных установок. Сущность изобретения: система оптической связи содержит пульт управления 1, приемник 2 оптических сигналов, передатчики 3, 4 оптических импульсных сигналов, оптический тракт 5, ответвитель 6, регулятор времени задержки 7 импульсных сигналов, нерегулируемую схему задержки 8 импульсного сигнала, управляющий вход 9 для выбора адреса, а также абоненты 10, содержащие основные приемники 11 и дополнительные приемники 12 оптических импульсных сигналов, основные ответвители 13, дополнительные ответвители 14, элементы И 15, передатчики 16 оптических импульсных сигналов, направленные ответвители 17 и представляющие собой унифицированное абонентское устройство 18. 1 ил.

СИСТЕМА ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ, содержащая на передающей стороне пульт управления, к входу которого подключен приемник оптических сигналов, к одному из выходов подключен передатчик оптических сигналов, приемник и передатчик оптических сигналов через ответвители подключены к одному из концов световодного тракта, на приемной стороне к оптическому тракту через направленные ответвители подключены приемники и передатчики оптических сигналов абонентских устройств, отличающаяся тем, что, с целью упрощения и унификации абонентских устройств, на передающей стороне введены последовательно соединенные и подключенные к другому выходу пульта управления регулятор времени задержки импульсных сигналов с управляющим входом и передатчик оптических сигналов, через ответвитель соединенный с другим концом оптического световодного тракта, а на приемной стороне каждое абонентское устройство снабжено элементом И, дополнительным приемником оптических сигналов, подсоединенным к световодному тракту через дополнительно введенный ответвитель, направленный встречно основному, причем выходы основного и дополнительного приемников оптических сигналов подключены к входам элемента И, а длина L световодного тракта не превышает величины
L < v · t,
где v скорость распространения оптического импульса в световодном тракте;
t минимальная длительность промежутка времени между сигналами вызова абонента с пульта управления.