УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ КАНАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к электросвязи, в частности к системам передачи информации.

Наиболее близким по технической сущности и количеству существенных признаков к предлагаемому устройству является устройство для переключения каналов связи, содержащее два канала связи с комплектами аппаратуры, каждый из которых содержит коммутатор, два блока контроля качества каналов, блок управления, датчик команд, приемник команд, блок сравнения, счетчик времени (1) (прототип). Устройство уменьшает потери информации путем одновременного переключения каналов связи. В то же время сигнал о плохом качестве приемного тракта не всегда свидетельствует об ухудшении качества передающего тракта. Рациональнее, особенно по надежностным показателям, переключать тракты по отдельности, в зависимости от их качества.

Повышение надежности устройства достигается тем, что в устройство для переключения каналов связи, содержащее два канала связи с комплектами аппаратуры, каждый из которых содержит коммутатор, два блока контроля качества каналов, приемник команд, блок управления, датчик команд, счетчик времени, блок сравнения, введены коммутатор сигналов передачи служебной информации, коммутатор сигналов передачи основной информации и коммутатор сигналов приема информации.

Сопоставительный анализ с устройством прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием новых блоков: коммутатора сигналов передачи служебной информации, коммутатора сигналов передачи основной информации и коммутатора сигналов приема информации, наличием связей вновь введенных блоков с известными, а достигаемый эффект от указанных отличий не является арифметической суммой эффектов каждого отличия.

Сравнение предлагаемого технического решения с другими техническими решениями показывает, что совокупность блоков коммутаторов сигналов-передачи служебной информации, передачи основной информации и приема информации, соответствует коммутатору в устройстве (1) по функциям переключения одновременно и приемного и передающего трактов с основного канала на резервный. Однако совокупность указанных блоков во взаимосвязи с известными блоками проявляет новое свойство позволяет отдельно переключать приемный и передающий тракты, что приводит к повышению надежности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для переключения каналов связи; на фиг. 2 4 структурные электрические схемы соответственно коммутатора сигналов передачи служебной информации, коммутатора сигналов передачи основной информации, коммутатора сигналов приема информации. Устройство для переключения каналов связи (фиг.1) содержит первый и второй блоки 1 и 2 контроля качества канала, приемник 3 команд, блок 4 управления, датчик 5 команд, счетчик 6 времени, блок 7 сравнения, первые передатчик 8 и приемник 9 сигналов, вторые передатчик 10 и приемник 11 сигналов, коммутатор 12 сигналов передачи служебной информации (ком-р сигн. пер.-чи сл.инф-ии), коммутатор 13 сигналов передачи основной информации (ком-р сигн. пер-чи осн. инф-ии), коммутатор 14 сигналов приема информации ком-р синг. приема инф-ии). Первый и второй выходы блока 4 управления соединены, соответственно с первым и четвертым входами датчика 5 команд, третий и четвертый выходы блока 4 управления соединены соответственно с первым входом счетчика 6 времени и пятым входом блока 7 сравнения, первый, второй и третий входы блока 4 управления соединены соответственно с выходом первого блока 1 контроля качества канала, выходом второго блока 2 контроля качества и выходом приемника 3 команд. Первый, второй и третий выходы датчика 5 команд соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 7 сравнения, третий вход датчика 5 команд соединен с первым выходом счетчика 6 времени, вторые входы датчика 5 команд и счетчика 6 времени соединены с входами тактового сигнала устройства, второй выход счетчика 6 соединен с четвертым входом блока 7 сравнения. Выход первого передатчика 8 сигналов и первый вход первого приемника 9 сигналов соединены соответственно с третьим выходом и входом устройства (вход и выход первого канала связи).

Выход второго передатчика 10 и первый вход второго приемника 11 соединены соответственно с четвертым выходом и входом устройства (вход и выход второго канала связи). Первый выход блока 7 сравнения соединен с пятыми входами коммутатора 13 сигналов передачи основной информации и коммутатора 14 сигналов приема информации, второй выход соединен с седьмым входом коммутатора 13 и четвертым входом коммутатора 14, третий выход блока 7 сравнения соединен с шестыми входами коммутатора 12 сигналов передачи служебной информации, коммутатора 13 сигналов передачи основной информации и коммутатора 14 сигналов приема информации.

Первый, второй, четвертый и пятый входы коммутатора 12 сигналов передачи служебной информации соединены соответственно с первым выходом датчика 5 команд, вторым входом устройства (служебный вход), первым и вторым выходами блока 4 управления, третий вход коммутатора 12 соединен с выходом первого блока 1 контроля качества и первым входом коммутатора 14 сигналов приема информации, первый и второй выходы коммутатора 12 соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора 13 сигналов передачи основной информации. Третий вход, первый, второй, третий и четвертый выходы коммутатора 13 соединены соответственно с первым входом (информационным) устройства, первым входом второго передатчика 10 сигналов, первым входом первого передатчика 8 сигналов, вторым входом первого передатчика 8 и вторым входом второго передатчика 10 сигналов, четвертый вход коммутатора 13 соединен с выходом приемника 3 команд. Первый выход коммутатора 14 сигналов приема информации соединен с первым выходом (информационным) устройства и входом первого блока 1 контроля качества, второй выход коммутатора 14 соединен с вторым выходом (служебным) устройства и входами второго блока 2 контроля качества и приемника 3 команд, второй, третий входы, третий и четвертый выходы коммутатора 14 соединены соответственно с выходом первого приемника 9 сигналов, выходом второго приемника 11 сигналов, вторым входом первого приемника 9 и вторым входом второго приемника 11 сигналов.

Коммутатор 12 сигналов передачи служебной информации (фиг. 2) содержит два триггера Tr 15 и Tr 16, четыре двухвходовых схемы 17 20 И с одним инверсным входом каждая, две двухвходовые схемы 21 и 22 И, две схемы 23 и 24 ИЛИ.

Коммутатор 13 сигналов передачи основной информации (фиг. 3) содержит первый триггер Tr 25, группу 26 ключей, второй триггер Tr 27, первую, вторую, третью и четвертую двухвходовые схемы 28 31 И, причем схемы 28 и 31 И содержит по одному инверсному входу, две схемы 32 и 33 ИЛИ.

Коммутатор 14 сигналов приема информации (фиг. 4) содержит первый триггер Tr 34, группу ключей Кл 35, второй триггер Tr 36, четыре двухвходовые схемы 37 40 И, причем схемы 38, 39 И имеют по одному инверсному входу, две схемы 41 и 42 ИЛИ.

Устройство для переключения каналов связи работает следующим образом.

В исходном состоянии блок 1 контроля качества канала включает через коммутатор 14 сигналов приема информации приемник 9 сигналов и третий вход устройства в первый канал связи, а блок контроля 2 во второй канал связи.

Результаты оценки каналов связи по каким-либо параметрам (остаточное затухание, краевые искажения, количество ошибок, уровни информационных сигналов, помех и т.п.) на выходе блоков 1 и 2 контроля качества разбиваются на несколько пределов, соответствующих, например, оценкам "норма", "предупреждение" и "авария". Устройство для переключения каналов связи осуществляют переключение на резервный канал при еще исправном состоянии основного канала, но находящемся на пределе, когда с блока 1 контроля поступает сигнал "предупреждение". Например, при ухудшении качества первого канала связи на выходе блока 1 контроля появляется сигнал, изменяющий состояние блока 4 управления. Блок 4 управления со своего третьего выхода выдает сигнал в счетчик 6 времени о записи текущего кода времени в датчик 5 команд. Со своего второго выхода блок 4 управления дает команду в коммутатор 12 сигналов передачи служебной информации (на его пятый вход) на подключение первого выхода датчика команд ко второму каналу связи (четвертые вход и выход устройства) и команду в датчик 5 кода во второй канал связи. Одновременно с выдачей этого кода в канал связи, датчик 5 команд подает его на первый вход блока 7 сравнения, при этом тактовые импульсы записи поступают с второго выхода датчика 5, а разрешающий сигнал с третьего выхода датчика 5. На четвертый вход блока 7 сравнения поступают коды текущего времени из счетчика 6 времени. При совпадении записанного и текущего кодов времени на первом выходе блока 7 сравнения появляется сигнал, поступающий на пятые входы коммутатора 13 и коммутатора 14. По этому сигналу блок 1 контроля и первый стационарный выход устройства переключаются на прием информации из второго канала (четвертый вход устройства приемник 11 сигналов третий вход и первый выход коммутатора 14 сигналов приема информации), блок 2 контроля и второй станционный выход устройства переключаются на прием информации из первого канала (третий вход устройства приемник 9 сигналов второй вход и второй выход коммутатора 14 сигналов приема информации), одновременно первый выход датчика 5 команд отключается от второго канала сигналом, поступающим с третьего выхода блока сравнения.

На другом конце канала связи подключено аналогичное устройство. При поступлении в него команды на переключение из второго канала (у первого устройства) эта команда принимается приемником 3 команд и на его выходе появляется сигнал "переключение на второй канал с связи", поступающий на третий вход блока 4 управления. Блок 4 управления сигналом со своего четвертого выхода производит запись поступившей команды в блок 7 сравнения, на четвертый вход которого поступают текущие коды времени из счетчика 6. При совпадении поступившего кода времени (содержится в команде) и одного из текущих кодов на первом выходе блока 7 сравнения появится сигнал, который поступает на пятый вход коммутатора 13 сигналов передачи основной информации и подключает первый станционный вход на четвертый выход устройства второй канал через третий вход и первый выход коммутатора 13 и передатчик 10, а второй станционный вход на третий выход устройства первый канал (через второй вход и первый выход коммутатора 12 сигналов передачи служебной информации, первый вход и второй выход коммутатора 13 и передатчик 8). В передающем устройстве (в котором возник сигнал "предупреждение") произошло переключение только станционных выходов, а в приемном устройстве только станционных входов. Это достигается в первом случае поступлением сигнала разрешения с выхода блока 1 контроля только в коммутатор 14 (на его первый вход), а во втором случае поступлением сигнала разрешения с выхода приемника 3 команд только в коммутатор 13 (на его четвертый вход).

Таким образом, осуществляется переключение каналов в отличие от прототипа только в одном направлении и именно в том, которое подвержено помехам. Исправное направление не затрагивается.

Коммутатор 12 сигналов передачи служебной информации (фиг. 2) работает следующим образом.

Под воздействием управляющих сигналов на третьем-шестом входах коммутатора 12 сигналов передачи служебной информации триггеры 15 и 16 устанавливают коммутатор 12 в одно из следующих состояний:
проключение первого входа (от датчика 5) через элемент ИЛИ 21 элементи ИЛИ 23 к первому выходу коммутатора 12 или через элементы 22 И и элемент ИЛИ 24 к второму выходу;
проключение второго входа (от второго стационарного входа устройства) через элемент ИЛИ 17 и элемент ИЛИ 23 к первому выходу или через элемент ИЛИ 20 и элемент ИЛИ 24- к второму выходу.

Для управления элементами И 17 и 20 дополнительно используются элементы И 18 и 19 подключаемые к выходам триггеров 15 и 16.

Коммутатор 13 сигналов передачи основной информации (фиг. 3) работает следующим образом.

Триггер 25 с помощью сигналов на своих входах (четвертый и шестой входы коммутатора 13) разрешает или запрещает прохождение управляющих сигналов с пятого или седьмого входов через ключ 26 на триггер 27 и на третий и четвертый выходы коммутатора 13 (для переключения рабочих частот передатчиков 8 и 10 сигналов). Триггер 27, управляя элементами И 28 31, проключает через них и через элемент ИЛИ 32 к первому выходу, либо первый либо третий входы, а через элемент ИЛИ 33 к второму выходу либо третий, либо второй входы.

Коммутатор 14 сигналов приема информации работает аналогично коммутатору 13 за исключением того, что элементами И 37 40 (аналоги элементов И 28 31 ) триггер 36 управляет только с одного своего выхода, а триггер 27 коммутатора 13 с двух выходом.

Реализация основных блоков устройства аналогична реализации известных блоков устройства прототипа, при этом выход элемента ИЛИ 28 в блоке сравнения в предлагаемом устройстве соединен также с третьим выходом блока сравнения, а приемные и передающие тракты разъединены в отличие от объединенных трактов в каналах связи (приемопередатчиках сигналов) прототипа.

Достигаемый технический результат заключается в повышении надежности устройства практически в два раза за счет увеличения количества работоспособных состояний. Возрастание этого количества по сравнению с устройством прототипом достигается за счет переключения на резервные цепи одновременно только одного (неисправного) направления, а не двух (в т.ч. исправного) направлений, как это делается в прототипе.

Предлагаемое устройство может быть использовано в системах радиорелейной, тропосферной связи и радиосистемах для передачи информации с заданными показателями времени доставки сообщений.

Достигаемый технический результат - повышение надежности устройства.

Устройство для переключения каналов связи содержит первый и второй блоки контроля качества канала, приемник команд, блок управления, датчик команд, счетчик времени, блок сравнения, по два приемника и передатчика сигналов, коммутатор сигналов передачи служебной информации, коммутатор сигналов передачи основной информации, коммутатор сигналов приема информации. 4 ил.

Устройство для переключения каналов связи, содержащее два блока контроля качества каналов, блок управления, датчик команд, приемник команд, блок, блок сравнения, счетчик времени, два приемника сигналов, два передатчика сигналов, причем первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с первым и четвертым входами датчика команд, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с первым входом счетчика времени и пятым входом блока сравнения, первый, второй и третий входы блока управления соединены соответственно с выходами первого и второго блока контроля качества и выходом приемника команд, первый, второй и третий выходы датчика команд соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока сравнения, третий вход датчика команд соединен с первым выходом счетчика времени, второй выход которого соединен с четвертым входом блока сравнения, отличающееся тем, что введены коммутатор сигналов передачи служебной информации, коммутатор сигналов передачи основной информации и коммутатор сигналов приема информации, причем первый выход блока сравнения соединен с пятыми входами коммутатора сигналов передачи основной информации и коммутатора сигналов приема информации, второй выход блока сравнения соединен с седьмым входом коммутатора сигналов передачи основной информации и четвертым входом коммутатора сигналов приема информации, третий выход блока сравнения соединен с шестыми входами коммутатора сигналов передачи основной информации и коммутатора сигналов приема информации, второй, четвертый и пятый входы коммутатора сигналов передачи служебной информации соединены соответственно с вторым входом устройства, первым и вторым выходами блока управления, третий вход коммутатора сигналов передачи служебной информации соединен с выходом первого блока контроля качества и первым входом коммутатора сигналов приема информации, первый и второй выходы коммутатора сигналов передачи служебной информации соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора сигналов передачи основной информации, третий вход которого является первым входом устройства, а первый, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым входом второго передатчика сигналов, первым входом первого передатчика сигналов, вторым входом первого передатчика сигналов и вторым входом второго передатчика сигналов, четвертый вход коммутатора сигналов передачи основной информации соединен с выходом приемника команд, первый выход коммутатора сигналов приема информации является первым выходом устройства и соединен с входом первого блока контроля качества, второй выход коммутатора сигналов приема информации является вторым выходом устройства и соединен с входами второго блока контроля качества и приемника команд, второй, третий входы, третий и четвертый выходы коммутатора сигналов приема информации соединены соответственно с выходом первого приемника сигналов, выходом второго приемника сигналов, вторым входом первого приемника сигналов и вторым входом второго приемника сигналов, вторые входы датчика команд и счетчика времени являются пятым входом устройства, выход первого передатчика сигналов и первый вход первого приемника сигналов являются соответственно третьими выходом и входом устройства, выход второго передатчика сигналов и первый вход второго приемника сигналов являются соответственно четвертыми выходом и входом устройства, при этом коммутатор сигналов передачи служебной информации выполнен в виде шести элементов И, двух триггеров и двух элементов ИЛИ, первым входом коммутатора сигналов передачи служебной информации являются первые входы пятого и шестого элементов И, выходы которых соответственно соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами коммутатора сигналов передачи служебной информации, вторым входом которого являются первые входы первого и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, третьим и шестым входами коммутатора сигналов передачи служебной информации являются соответственно входы второго триггера, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и первым выходами первого триггера и вторыми входами пятого и шестого элементов И, первый и второй входы первого триггера являются соответственно четвертым и пятым входами коммутатора сигналов передачи служебной информации, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с вторыми входами первого и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, коммутатор сигналов передачи основной информации выполнен в виде ключа, двух триггеров, четырех элементов И и двух элементов ИЛИ, причем первым и вторым входами коммутатора сигналов передачи основной информации являются соответственно первые входы первого и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого, второго элементов ИЛИ, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами коммутатора сигналов передачи основной информации, третьим входом которого являются первые входы второго и третьего элементов И, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, четвертым и шестым входами коммутатора сигналов, передачи основной информации являются входы первого триггера, выход которого соединен с одним из входов ключа, два других входа которого являются пятым и седьмым входами коммутатора сигналов передачи основной информации, два выхода ключа являются соответственно четвертым выходом, соединенным с вторым входом второго триггера и третьим выходом, соединенным с первым входом второго триггера, коммутатора сигналов передачи основной информации, первый выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, а второй выход с вторыми входами первого и второго элементов И, коммутатор сигналов приема информации выполнен в виде ключа, двух триггеров, четырех элементов И и двух элементов ИЛИ, причем первым и шестым входами коммутатора сигналов приема информации являются входы первого триггера, выход которого соединен с одним входом ключа, два других входа которого являются четвертым и пятым входами коммутатора сигналов приема информации, вторым и третьим входами которого являются соответственно первые входы первого и второго элементов И и первые входы третьего и четвертого элементов И, вторые входы всех элементов И соединены с выходом второго триггера, входы которого соединены соответственно с двумя выходами ключа, а также являются третьим и четвертым выходами коммутатора сигналов приема информации, выходы первого и третьего элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, а выходы второго и четвертого элементов И с входами второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами коммутатора сигналов приема информации.