СИСТЕМА СВЯЗИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ Российский патент 2010 года по МПК H04B10/00 

Описание патента на изобретение RU2388155C2

Изобретение относится к области электрорадиотехники, в частности к средствам внутриобъектовой проводной связи.

Известна система передачи данных (Патент Великобритании №1581803, кл. H04B 9/00). Система содержит устройства приема-передачи, оканчивающимися соединителями. Волоконные линии связи подключаются к этим соединителям. Система содержит по меньшей мере две соединительные цепи из волоконных линий между любой парой станций. При повреждении одной линии связи в такой системе происходит потеря информации.

Наиболее близкой по технической сущности является система связи с использованием волоконной оптики (Патент США №4249266, кл. Н04В 9/00).

Эта система связи состоит из приемопередатчиков и волоконно-оптических линий связи.

Приемопередатчики предназначены для передачи и приема синхронной или асинхронной информации через канал связи, который выполнен с использованием волоконной оптики и связан с идентичными приемопередатчиками, подсоединенными к другому концу канала связи. Поток сигналов представляет собой последовательность положительных импульсов, соответствующих логическому состоянию «1», и последовательности отрицательных импульсов, соответствующих логическому состоянию «0».

Недостатками как аналога, так и прототипа являются:

- невозможность передачи и распределения аналоговой и дискретной информации одновременно между различными техническими средствами комплексов и систем связи через единое коммутационное устройство, устанавливаемых на различных объектах;

- необходимость устройств сопряжения при вводе разноскоростной информации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение надежности и помехозащищенности передачи дискретной и аналоговой информации между различными внешними источниками сигналов.

Указанная цель достигается за счет того, что в систему, содержащую приемопередатчики различного назначения, соединенные волоконно-оптическими линиями связи, введены мультиплексные устройства, коммутационные модули, устройства местного управления, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), при этом коммутационная схема разделена на несколько коммутационных модулей, соединенных между собой дуплексными мультиплексными каналами в двунаправленное кольцо, причем каждый модуль имеет местное управляющее устройство, которое через схему сопряжения соединено с микроЭВМ, низкоскоростные входы-выходы мультиплексных устройств соединены через аналого-цифровые преобразователи и цифроаналоговые преобразователи с источниками аналоговых сигналов, а высокоскоростные входы-выходы мультиплексных устройств - волоконно-оптическими линиями связи с несколькими коммутационными модулями

Совокупность существенных признаков заявляемой системы связи с использованием волоконной оптики обеспечивает повышение надежности и помехозащищенности обмена дискретной и аналоговой информацией между различными внешними техническими средствами за счет соединения коммутационных модулей в двунаправленное кольцо. Поэтому появляются широкие возможности резервирования и перераспределения функций.

Использование мультиплексирования значительно повышает эффективность использования волоконно-оптических линий связи.

На Фиг.1 показан общий вид системы. На Фиг.2 представлена блок-схема системы связи с использованием волоконной оптики, она содержит: 1 - схему сопряжения; 2 - микроЭВМ; 3 - устройство местного управления коммутации; 4 - коммутационные модули; 5 - мультиплексные устройства; 6 - аналого-цифровые преобразователи; 7 - цифроаналоговые преобразователи; 8 - волоконно-оптические линии связи; 9 - оконечные устройства системы, т.е. приемопередатчики.

Схема сопряжения 1 предназначена для обеспечения сопряжения волоконно-оптических линий связи 8 с коммутационными модулями 4.

МикроЭВМ 2 предназначена для управления взаимодействием оконечных устройств системы.

Устройство местного управления коммутации 3 предназначено для управления работой коммутационного модуля системы с динамическим распределением каналов связи по заданному алгоритму с микроЭВМ 2, а также для автоматического контроля и отображения состояния оконечных устройств системы. Устройство местного управления коммутации 3 включает в себя местный процессор, пульт управления системой связи. Этот пульт предназначен для управления оконечными устройствами системы, контроля и отображения их технического состояния, а также для оперативного ввода и изменения исходных данных.

Коммутационные модули 4 предназначены для пространственно-временной коммутации n-уплотненных световодных входов на n-уплотненных световодных выходов.

Коммутационные модули 4 включают в себя: электрическое коммутационное поле (КП); местное устройство управления (МУУ); местный пульт управления (МПУ); схему контроля (СК); n - мультиплексоров-демультиплексоров; КП - производит коммутацию m - цифровых и аналоговых каналов; МУУ - предназначено для управления КП по сигналам, поступающим от микроЭВМ либо с МПУ. СК осуществляет оперативный контроль функционирования КМ4, мультиплексных устройств 5 и волоконно-оптических линий связи 8.

Коммутационные модули 4 соединены между собой дуплексными мультиплексными каналами в двунаправленное кольцо, а каждый модуль имеет местное управляющее устройство, которое соединено с микроЭВМ 2.

Мультиплексные устройства 5 предназначены для обеспечения распределения каналов связи по алгоритму, заданному с микроЭВМ 2, и обмена информацией внешних абонентских устройств между собой через систему связи.

Мультиплексные устройства 5 состоят из:

- блоков мультиплексирования-демультиплексирования (М-ДМ);

- блока управления (БУ).

Блоки М-ДМ включают в себя мультиплексор (МП), демультиплексор (ДМП), передатчик (П) и фотоприемное устройство (ФУ).

Электрические сигналы, поступающие от n-абонентов, уплотняются мультиплексором и преобразуются передатчиком в оптические для передачи по волоконно-оптическим линиям связи 8.

В М-ДМ выполняется также обратная операция: детектирование оптических сигналов в ФУ, далее разделение электрических сигналов демультиплексором для передачи абонентам.

Блок управления осуществляет управление сопряжением и контролем абонентских каналов с мультиплексными устройствами и контроль волоконно-оптических линий связи 8.

Аналого-цифровые преобразователи 6 предназначены для преобразования аналоговых сигналов в цифровые.

Цифроаналоговые преобразователи 7 предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.

Волоконно-оптические линии связи 8 предназначены для связи оконечных устройств системы по световодам и для обеспечения групповой скорости передачи информации между системой.

Система связи с использованием волоконной оптики работает следующим образом. Совокупность управляющих сигналов на соединение между собой определенного списка абонентов поступает из микроЭВМ 2. Управляющие сигналы поступают в схему сопряжения 1, где уплотняются и преобразуются в оптическую форму для передачи по волоконно-оптическим линиям связи 8 через устройство местного управления коммутации 3 в КМ 4.

Устройство местного управления коммутации 3 преобразует и управляющие сигналы из оптической формы в электрическую и ретранслирует их на соответствующий коммутационный модуль 4. Принимая и расшифровывая сигналы управления, коммутационный модуль 4 производит необходимое соединение каналов.

В случае отказа микроЭВМ 2 сигналы управления на каждый из коммутационных модулей 4 могут быть поданы с устройства местного управления коммутации 3.

Таким образом, необходимые каналы подготовлены. При этом абоненты, подключаемые к каждому из мультиплексных устройств 5, оказываются соединенными через коммутационные модули 4 и волоконно-оптические линии связи 8 по выбранному алгоритму соединений.

При прохождении информации по рассмотренному пути абонент-абонент, волоконно-оптические линии связи 8, мультиплексные устройства 5, коммутационные модули 4 не происходит задержки сигналов, соизмеримой с тактом передачи информации абонентам. Расчеты показывают, что среднее время задержки фронта не превышает 5 мкс. Следовательно, можно считать, что канал, используемый для соединения абонентов с учетом скорости передачи, является прозрачным. В случае коммутации источников аналоговой информации в тракт передачи последовательно включаются АЦП-6 и ЦАП-7.

Для обеспечения надежности и живучести система связи обладает гибкой организацией резервирования. По сигналам схемы контроля (СК) при выходе из строя какого-либо цифрового канала формируется сигнал неисправности, который поступает по волоконно-оптическим линиям связи 8 в устройство местного управления коммутации 3, которое анализирует информацию, вырабатывает управляющие сигналы на включение резервных путей.

Эффективность заявляемой системы заключается в том, что по сравнению с прототипом система имеет высокую надежность, так как при выходе любой волоконно-оптической линии связи имеются обходные пути для ее восстановления.

Расширяются функциональные возможности системы. Предлагаемая система обладает большой универсальностью, так как она может коммутировать как цифровые, так и аналоговые сигналы. Это в свою очередь позволяет сократить массогабаритные характеристики коммутационных устройств и обеспечить высокий уровень унификации.

Похожие патенты RU2388155C2

название год авторы номер документа
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ВНУТРИКОРАБЕЛЬНОЙ СВЯЗИ 2005
  • Беда Сергей Иванович
  • Березкин Борис Иванович
  • Воронин Александр Иванович
  • Геков Виктор Анатольевич
  • Елисеев Валерий Николаевич
  • Катанович Андрей Андреевич
  • Любимов Василий Сергеевич
  • Николашин Юрий Львович
  • Обухов Александр Алексеевич
  • Передин Юрий Григорьевич
RU2304349C2
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ИНТЕГРАЛЬНОЙ ЦИФРОВОЙ СВЯЗИ 2000
  • Гавриленко С.А.
  • Зайцев Д.В.
  • Катанович А.А.
  • Никитин В.С.
  • Орел В.А.
  • Передин Ю.Г.
  • Селигерский Ю.А.
  • Шестакова А.В.
RU2188511C2
КОРАБЕЛЬНАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ 2005
  • Беда Сергей Иванович
  • Березкин Борис Иванович
  • Воронин Александр Иванович
  • Геков Виктор Анатольевич
  • Елисеев Валерий Николаевич
  • Катанович Андрей Андреевич
  • Лукутцов Андрей Альбертович
  • Николашин Юрий Львович
  • Обухов Александр Алексеевич
  • Передин Юрий Григорьевич
  • Хайдуков Игорь Викторович
RU2297720C2
СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ 1995
  • Петрус Хюбертус Герардус Ван Де Берг
  • Ян Ягер
  • Хокан Эстерберг
  • Стефан Отто Линдквист
RU2146429C1
МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ СВЯЗИ 2007
  • Вергелис Николай Иванович
  • Герасимов Андрей Викторович
RU2352078C1
ОБЩЕКОРАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ 2002
  • Гавриленко С.А.
  • Долбня А.Г.
  • Директоров Н.Ф.
  • Катанович А.А.
  • Никитин В.С.
  • Моисеев Н.И.
  • Сивенко И.П.
  • Орел В.А.
  • Чуркин В.П.
  • Телегин Г.А.
RU2250569C2
КОМПЛЕКСНАЯ АППАРАТНАЯ СВЯЗИ И РАДИОДОСТУПА 2013
  • Смирнов Олег Всеволодович
  • Селезенев Николай Витальевич
  • Вергелис Николай Иванович
  • Зеленко Олег Валерьевич
  • Уланов Андрей Вячеславович
  • Беспалов Андрей Николаевич
  • Бобков Алексей Николаевич
  • Губенко Андрей Михайлович
  • Головачев Александр Александрович
  • Козориз Денис Александрович
  • Пилюгин Антон Алексеевич
RU2506723C1
РАСПРЕДЕЛЕННАЯ КОММУТАЦИОННАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ 1994
  • Селф Л.Дэвид
  • Найкл Клемент Р.
  • Скуг Фредерик Х.
RU2138134C1
СВЕТОВОДНАЯ СИСТЕМА ВНУТРИОБЪЕКТОВОЙ СВЯЗИ 2007
  • Катанович Андрей Андреевич
  • Васюков Владимир Львович
  • Ивченко Борис Павлович
  • Лобов Сергей Александрович
  • Беда Сергей Иванович
  • Чемиренко Валерий Павлович
RU2361362C2
СТАНЦИЯ ОПЕРАТИВНОЙ ТЕЛЕФОННОЙ И ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ СВЯЗИ 2011
  • Смирнов Олег Всеволодович
  • Селезнев Николай Витальевич
  • Вергелис Николай Иванович
  • Зеленко Олег Валерьевич
  • Уланов Андрей Вячеславович
  • Михайлов Сергей Васильевич
  • Беспалов Андрей Николаевич
  • Бобков Алексей Николаевич
  • Губенко Андрей Михайлович
  • Головачев Александр Александрович
  • Белый Кирилл Иванович
RU2474068C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 388 155 C2

Реферат патента 2010 года СИСТЕМА СВЯЗИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ

Изобретение относится к технике связи, а именно к средствам проводной связи, и может быть использовано на стационарных и подвижных объектах. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей, повышении надежности и помехозащищенности передачи дискретной и аналоговой информации между различными внешними источниками сигналов. Для этого предложена радиально-кольцевая структура построения системы связи. В устройство введены мультиплексные устройства, коммутационные модули. Четыре коммутационных модуля составляют в целом матричную структуру, при этом количество одновременных связей в системе неограничено. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 388 155 C2

Система связи с использованием волоконной оптики, включающая микроЭВМ, приемопередатчики и волоконно-оптические линии связи, отличающаяся тем, что в нее введены мультиплексные устройства, коммутационные модули, устройства местного управления, аналого-цифровые преобразователи и цифроаналоговые преобразователи, при этом коммутационная система разделена на несколько коммутационных модулей, соединенных между собой дуплексными мультиплексными каналами в двунаправленное кольцо, а каждый модуль имеет местное управляющее устройство, которое через схему сопряжения соединено с микроЭВМ, причем низкоскоростные входы-выходы мультиплексных устройств соединены через аналого-цифровые преобразователи и цифроаналоговые преобразователи с источниками аналоговых сигналов, а высокоскоростные входы-выходы мультиплексных устройств - волоконно-оптическими линиями связи с несколькими коммутационными модулями.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2388155C2

УНИФИЦИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ВНУТРИКОРАБЕЛЬНОЙ СВЯЗИ 2003
  • Долбня А.Г.
  • Гавриленко С.А.
  • Директоров Н.Н.
  • Катанович А.А.
  • Мирошников В.И.
  • Петров Н.Н.
RU2261530C2
Цифровое уравновешивающее устройство автоматического компенсатора 1973
  • Курихин Олег Владимирович
  • Пантелеева Антонина Ивановна
SU471541A1
Перекатываемый затвор для водоемов 1922
  • Гебель В.Г.
SU2001A1
US 5523760 A, 04.06.1996.

RU 2 388 155 C2

Авторы

Васюков Владимир Львович

Беда Сергей Иванович

Коваленко Юрий Георгиевич

Катанович Андрей Андреевич

Даты

2010-04-27Публикация

2008-05-22Подача