ЛИНИЯ ЦИФРОВОЙ СВЯЗИ ДЛЯ ТРУДНОДОСТУПНЫХ РАЙОНОВ Российский патент 1997 года по МПК H04B10/12 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в цифровых системах передачи по металлическому кабелю в труднодоступных районах, в особенности тогда, когда требуется переходить речные преграды и другие водные препятствия, ширина которых превышает нормальное расстояние между линейными регенераторами для ИКМ-передачи, или когда свойства используемого при переоборудовании кабеля не допускают ИКМ-передачи.

Известные цифровые системы передачи по металлическому кабелю, как симметричному, так и коаксиальному, состоят, как правило, из обслуживаемых персоналом линейных устройств и необслуживаемых линейных регенераторов знаков с питанием через тот же кабель, в которых производится регенерирование (восстановление) сигналов в линии (см. РСМ-480 цифровое линейное устройство для симметричных кабелей связи на поднесущих в техники связи. Электроника N 37, 1987 г. (6), с. 209).

Передача линейного сигнала реализуется по первому металлическому кабелю, по которому также передается ток для дистанционного питания линейных устройств. Служебные каналы, например, для телефонной связи и функций контроля, производятся по второму металлическому кабелю.

Этот способ организации служебных каналов типичен для цифровых систем передач и по металлическим кабелям и был, например, применен в системах передачи по коаксиальному кабелю на 34 мегабит/с ТЕЛЕТТРА, причем в этом случае второй металлический кабель реализовался симметричной парой жил.

Недостатком такого построения системы является необходимость добавочных металлических кабелей или добавочных пар жил для передачи служебных каналов и сравнительно малое расстояние между линейными регенераторами сигнала, или между линейными конечными устройствами и любым предыдущим или последующим линейным регенератором сигналов.

Недостаток малого расстояния между линейными регенераторами особенно тогда играет решающую роль, когда требуется преодолевать речные преграды и/или другие водные преграды и становится необходимым перекрывать 10 км и более между регенераторами. Цифровая система передачи по коаксиальным кабелям со скоростью передачи 140 мегабит/с и линейным сигналом типа 4В3Т характеризуется, например, расстоянием между регенераторами 4, 5 км.

При переоборудовании линий передач с поднесущими частотами на ИКМ-передачу не исключено, что отдельные участки металлического кабеля имеют свойства, не обеспечивающие достаточной надежности передачи линейного сигнала, например, недопустимо высокие посторонние сигналы в симметричных кабелях. В настоящее время в этом случае производят замену таких участков кабеля на новые металлические кабели, что чревато большими затратами.

Цель изобретения создать линейный генератор для цифровой системы передачи по металлическому кабелю, посредством которого увеличивается расстояние между отдельными регенераторами при одновременном увеличении емкости служебных каналов.

Решается задача посредством линейного регенератора, который позволяет согласование как с металлическим кабелем, так и со световодом, и в зависимости от его положения в системе передачи имеет два варианта соединения его блоков.

В системе передачи отдельные участки металлического кабеля дополнены параллельной прокладкой участков световода, причем участок металлического кабеля и далее используется для дистанционной запитки линейных регенераторов.

На чертеже дана структурная схема линии цифровой связи.

Линия цифровой связи содержит множество линейных регенераторов 1, 2, соединенных между собой посредством металлического кабеля 3 и оптического кабеля 4, линейный регенератор 1, включенный перед труднодоступным районом, содержит ответвитель 5, входной согласующий блок 6, решающий блок 7, выходной согласующий блок 8, блок 9 восстановления тактовых частиц, приемник 10 дистанционного питания и блок 11 ввода и вывода служебной информации, а линейный регенератор 2, расположенный в труднодоступном районе, содержит входной согласующий блок 12, решающий блок 13, выходной согласующий блок 14, блок 15 восстановления тактовой частоты, приемник 16 дистанционного питания, блок 17 ввода-вывода служебной информации, блок 18 объединения сигналов.

Металлический кабель 3 подключен к входу ответвителя 5. Первый его выход соединен с входом входного согласующего блока 6 для согласования со стороны металлического кабеля 3. Его выход идет с одной стороны на первый вход решающего блока 7, а с другой стороны на вход блока 9, выход которого подключен на второй вход решающего блока 7, выход которого соединен с входом выходного согласующего блока 8, который производит согласование оптическим кабелем 4.

Второй выход подключенного к металлическому кабелю 3 ответвителя 5 ведет через приемник тока дистанционного питания на металлический кабель 3. Оптический кабель 4 и металлический кабель 3 образуют участок линии передачи между двумя соседними линейными регенераторами 1, 2.

Расположенный на конце этого участка линейный регенератор 2 согласно изобретению имеет зеркальное построение узлов описанного выше линейного регенератора 1 лишь с другим соединением блоков.

Приходящий оптический кабель 4 ведет сигнал на входной согласующий блок 12. Выход этого блока идет, во-первых, на первый выход, а, во-вторых, через регенерацию такта на второй вход решающего блока 13. Его выход через выходной согласующий блок 14 соединен с первым входом блока 18. На втором входе этого блока 18 находится выход приемника 16 дистанционного питания, который по входу соединен с металлическим кабелем 3 участка передачи. Выход блока 18 соединен с идущим дальше металлическим кабелем 3.

Добавочно возможно в каждом варианте линейного регенератора 1, 2 иметь блок 11, 17 ввода и вывода, посредством которого может быть введен и выведен канал данных.

Применение предложенных линейных регенераторов 1, 2 для цифровой системы связи по металлическим кабелям 3 для участка регенерация использует передачу служебных каналов по временному мультиплексу в линейном сигнале по оптическим кабелям 4, а то дистанционного питания передается через металлические кабели 3.

Для длин линии между линейными регенераторами 1, 2 справедливо неравенство и при сравнительно небольших дополнительных расходах становится возможным преодоление речных и других протяженных водных преград, а также использование участков металлического кабеля 3, которые не обеспечивают достаточной надежности передачи цифровой информации. Максимальная длина участка между линейными регенераторами 1, 2 определяется при этом световодами и потребляемой мощностью питания линейных регенераторов 1, 2.

Все разъяснения, сделанные для двух соседних линейных регенераторов 1, 2, могут быть распространены также на участки между выходами A на линию - линейный регенератор 1 или 2 конечное линейное устройство C.

Изобретение ниже будет подробнее разъяснено на примере исполнения.

С помощью линейного регенератора 1 реализуется переход металлического кабеля 3, по которому идет линейный сигнал, ток дистанционной запитки и канал данных, на оптический кабель 4, по которому передаются линейный сигнал и канал данных, и на металлический кабель 3, по которому передается лишь ток дистанционной запитки.

В линейном регенераторе 1 в ответвителе 5 производится отделение тока дистанционного питания от линейного сигнала и канала данных. Основной составной частью ответвителя 5 является линейный трансформатор со средним отводом, через который ток дистанционного питания попадает на приемник 10 тока дистанционного питания. Там из постоянного тока получают напряжение питания для линейного регенератора 1 (2). В качестве приемника 10 дистанционного питания можно использовать преобразователь тока в напряжение в виде двухтактового преобразователя с самовозбуждением, причем посредством отдельного трансформатора управления и выпрямительных диодов с малым падением в прямом направлении обеспечивается хороший КПД. Выход приемника 10 тока дистанционного питания соединен с металлическим кабелем 3, который идет к линейному регенератору 2.

Входной согласующий блок 6 для металлического кабеля 3 производит компенсацию искажений, присущих металлическому кабелю 3, и усиление принятого линейного сигнала.

Составными частями блока 6 для металлического кабеля 3 являются четырехполюсники для компенсации искажений, регуляторы уровня, фильтр нижних частот и двухкаскадные усилители с отрицательной обратной связью.

Усиленный и скомпенсированный по искажениям таким образом линейный сигнал попадает с одной стороны на вход решающего блока 7, а с другой стороны на блок 9. В этом блоке 9 из линейного сигнала восстанавливается тактовая частота, например, посредством выпрямителя тактов, фильтра тактовой частоты и фазосдвигающего устройства, и попадает наконец на другой вход решающего блока 7. В решающем блоке 7, состоящем из компаратора и триггера с двумя устойчивыми положениями для регенерации времени, освобожденный от искажений линейный сигнал оценивается по его амплитуде.

От решающего блока 7 восстановленный линейный сигнал подается на блок 11 ввода-вывода, который может состоять из последовательно соединенных линейного декодирующего устройства, демультиплексора, мультиплексора и линейного кодирующего устройства. Таким образом создается возможность выводить и вводить содержание канала данных.

С блока 11 ввода-вывода линейный сигнал подается на выходной согласующий блок 8. В нем производится электро-оптическое преобразование сигнала, например, посредством лазерного диода со схемой регулирования.

Согласованный таким образом с оптическим кабелем 4 линейный сигнал попадает по оптическому кабелю, например, с одним или многими типами распространения, на входной согласующий блок 12 линейного регенератора 2, в котором реализуется преобразование оптического сигнала в электрический в системе передачи.

Во входном согласующем блоке 12 производится оптикоэлектрическое преобразование, возможно с помощью pin-фотодиода и соответствующего усилителя, например, усилителя с трансимпедансом.

Принятый таким образом линейный сигнал попадает на один вход решающего блока 13 или через блок 15 на другой вход решающего блока 13, а оттуда через блок 17 ввода-вывода на выходной согласующий блок 14.

Построение и способ действия решающего блока 13 и блоков 15, 17 идентичны с блоками линейного регенератора 1.

Блок 14 представляет собой ступень усиления с элементами согласования для металлического кабеля 3. Согласованный таким образом с металлическим кабелем 3 линейный сигнал попадает на блок 18, на который также подается ток дистанционного питания, поступающий от приемника 16 дистанционного тока питания, который передается от приемника 10 дистанционного тока питания линейного регенератора по проложенному параллельно оптическому кабелю 4 металлическому кабелю 3 к приемнику 16 дистанционного тока линейного регенератора 2.

В приемнике 16 дистанционного тока питания генерируется напряжение питания для этого линейного регенератора 2. В блоке 18 линейный сигнал канала данных и объединенный с ними дистанционный ток питания подаются на металлический кабель 3, идущий к следующему линейному регенератору 1.

Изобретение относится к линейному регенератору для цифровой системы передачи по металлическому кабелю в труднодоступных районах. Линейные регенераторы 1,2 имеют входные согласующие блоки 6,12, которые позволяют осуществлять электрооптическое или оптоэлектрическое преобразование сигнала и, таким образом, переход с электрической на оптическую или с оптической на электрическую линию связи. Линейный регенератор 1, 2 предпочтительно применяется при переоборудовании систем связи на поднесущих на цифровую ИКМ-систему связи, причем должны преодолеваться речные и другие водные преграды, ширина которых превышает максимальное расстояние между линейными регенераторами 1, 2 для ИКМ-передачи, или если свойства металлического кабеля 3 линии связи не допускают переоборудования для его ИКМ-передачи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Линия цифровой связи для труднодоступных районов, содержащая соединенные последовательно посредством металлического кабеля множество нелинейных регенераторов, причем каждый линейный регенератор выполнен в виде последовательно соединенных входного согласующего блока, решающего блока и выходного согласующего блока, а также блока восстановления тактовой частоты, вход которого соединен с входом решающего блока, а выход с тактовым входом решающего блока, и приемника дистанционного питания, отличающаяся тем, что между оптическим выходом линейного регенератора, расположенного перед труднодоступным районом и оптическим входом линейного регенератора, расположенного в труднодоступном районе, включен оптический кабель, причем в линейный регенератор, включенный перед труднодоступным районом, включен ответвитель, вход которого является входом линейного регенератора, а выходы ответвителей соединены соответственно с входом входного согласующего блока и входом приемника дистанционного питания, выход которого является электрическим выходом линейного регенератора, а выход выходного согласующего блока является оптическим выходом линейного регенератора, а с в линейный регенератор, расположенный в труднодоступном районе включен блок объединения сигналов, входы которого соединены соответственно с выходами выходного согласующего блока и выходом приемника дистанционного питания, и вход блока объединения сигналов является электрическим выходом линейного регенератора, вход входного согласующего блока является оптическим входом линейного регенератора, а вход приемника дистанционного питания его электрическим входом. 2. Линия цифровой связи по п. 1, отличающаяся тем, что в каждом линейном регенераторе выход решающего блока соединен с входом выходного согласующего блока через введенный блок ввода и вывода служебной информации.