ЗАЩИЩЕННАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ С СЕЛЕКЦИЕЙ И ЛОКАЛИЗАЦИЕЙ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ Российский патент 2016 года по МПК H04B10/00 

Описание патента на изобретение RU2586074C1

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи (ВОСП) с селекцией и локализацией аварийных ситуаций и может быть использовано в качестве защищенной системы передачи информации ограниченного доступа за пределами контролируемой зоны.

Известно устройство контроля волоконно-оптических линий (патент РФ №2522893 от 21.08.2012 г., опубл. в Б.И. №20 от 27.03.2014 г.), на основе которого создается защищенная ВОСП. Система состоит из двух одинаковых комплектов приемо-передающей аппаратуры, которые с помощью оптических шнуров соединены с входом и выходом устройства контроля, линейные вход и выход которых соединены между собой с помощью волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП).

ВОСП работает следующим образом.

Приемо-передающая аппаратура обеспечивает дуплексную передачу информации по двум ВОЛП в заданном формате. Устройства контроля добавляют к информационным оптическим сигналам дополнительный тестовый сигнал, который передается на противоположную сторону. Устройство контроля на противоположной стороне принимает оптический сигнал, выделяет тестовый сигнал, который оцифровывается и вводится в микроконтроллер. Микроконтроллер обрабатывает цифровую последовательность по специальному алгоритму на основе теории выделения сигналов на фоне случайных помех. При изменении коэффициента передачи между оптическими полюсами ВОЛП выше заданного порога производится отключение передачи оптических сигналов по ВОЛП противоположного направления. Соответственно, устройство контроля на противоположной стороне производит отключение передачи оптических сигналов по ВОЛП прямого направления. ВОСП является наиболее близкой к заявляемой системе передачи и поэтому выбрана в качестве прототипа.

Недостатками вышеуказанной ВОСП являются:

1) отсутствие селекции аварийных ситуаций;

2) отсутствие возможности локализации места нарушения по длине волоконно-оптической линии.

Решаемой технической задачей является создание ВОСП с автоматической селекцией аварийных ситуаций и возможностью локализации места нарушения по длине волоконно-оптической линии.

Достигаемым техническим результатом является повышение среднего времени наработки на ложную тревогу за счет дополнительного анализа аварийных ситуаций.

Для достижения технического результата в защищенной волоконно-оптической системе передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций, состоящей из двух комплектов приемо-передающей аппаратуры, соединенных между собой волоконно-оптическими линиями, при этом каждый комплект содержит приемо-передающее устройство, соединенное оптическими шнурами с устройством контроля, выход которого соединен со входом волоконно-оптической линии, новым является то, что в каждый комплект дополнительно введены источник питания и блок рефлектометрического контроля, включающий в себя оптический разветвитель, общий полюс которого соединен с выходом волоконно-оптической линии, первый полюс с помощью оптического шнура соединен со входом устройства контроля, а второй полюс соединен с общим полюсом оптического циркулятора, первый полюс которого соединен с выходом оптического передатчика, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера, а второй полюс циркулятора соединен со входом оптического приемника, первый выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микроконтроллера, а второй выход оптического приемника соединен со входом детектора среднего уровня, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера, выход управления которого соединен со входом управления реле, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход соединен со входом питания устройства контроля, выход индикации микроконтроллера соединен со входом устройства индикации.

Новая совокупность существенных признаков позволяет повысить среднее время наработки на ложную тревогу за счет дополнительного анализа аварийных ситуаций.

На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемой ВОСП.

Защищенная волоконно-оптическая система передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций сотоит из двух комплектов приемо-передающей аппаратуры 1, соединенных между собой волоконно-оптическими линиями 2, при этом каждый комплект содержит приемо-передающее устройство 3, соединенное оптическими шнурами 15 с устройством контроля 4, выход которого соединен со входом волоконно-оптической линии 2, в каждый комплект 1 введены источник питания 6 и блок рефлектометрического контроля 5, включающий в себя оптический разветвитель 7, общий полюс которого соединен с выходом волоконно-оптической линии 2, первый полюс с помощью оптического шнура 15 соединен со входом устройства контроля 4, а второй полюс соединен с общим полюсом оптического циркулятора 8, первый полюс которого соединен с выходом оптического передатчика 9, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера 13, а второй полюс циркулятора 8 соединен со входом оптического приемника 10, первый выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 11, выход которого соединен с первым входом микроконтроллера 13, а второй выход оптического приемника 10 соединен со входом детектора среднего уровня 12, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера 13, выход управления которого соединен со входом управления реле 14, вход которого соединен с выходом источника питания 6, а выход соединен со входом питания устройства контроля 4, выход индикации микроконтроллера 15 соединен со входом устройства индикации 16.

Заявляемая ВОСП работает следующим образом.

При включении источника питания 6 (фиг. 1) на управляющий вход реле 14 от микроконтроллера 13 подается сигнал размыкания, то есть питание на устройство контроля 4 не подается. Устройство контроля 4 не пропускает в ВОЛП 2 оптические сигналы от приемо-передающей аппаратуры 3. Микроконтроллер 13 формирует зондирующие сигналы, которые поступают на вход оптического передатчика 9, формирующего оптические зондирующие сигналы. Через циркулятор 8 и оптический разветвитель 7 оптические зондирующие сигналы поступают в ВОЛП 2 через полюс L. Отраженные и обратно рассеянные сигналы поступают обратно на полюс L той же ВОЛП. Через оптический разветвитель 7 и циркулятор 8 оптические сигналы попадают на вход оптического приемника 10, где преобразуются в электрические сигналы, из которых с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) формируется цифровая последовательность обратно отраженного и обратно рассеянного сигнала. Цифровая последовательность поступает на вход микроконтроллера 13, который производит ее обработку и формирование оптической рефлектограммы - зависимости оптических потерь в ВОЛП в зависимости от расстояния. Рефлектограмма в цифровом виде записывается в память микроконтроллера 13, после чего на вход реле 14 подается сигнал замыкания контактов, а микроконтроллер прекращает передачу зондирующих сигналов на вход оптического передатчика 9. Питание от источника 6 поступает на устройство контроля 4, которое в свою очередь формирует тестовый сигнал и разрешает передачу оптических сигналов в ВОЛП 2. Оптические сигналы через оптический разветвитель 5 поступают на полюс R устройства контроля 4 и через оптический шнур 15 на полюс R приемо-передающей аппаратуры 3. ВОСП функционирует в режиме передачи оптических информационных сигналов между приемо-передающей аппаратурой 3 по оптическим шнурам 15, через устройства контроля 4 по ВОЛП 2. Одновременно приемник 10 принимает оптические информационные сигналы с ВОЛП 2 через оптический разветвитель 7 и циркулятор 8. На вход детектора среднего уровня 12 с выхода оптического приемника 10 поступают сигналы, которые преобразуются в постоянный уровень, поступающий на вход управления микроконтроллера 13. Постоянный уровень сигнализирует о том, что осуществляется режим передачи информации.

В случае изменения коэффициента передачи между оптическими полюсами ВОЛП 2 устройствами контроля 4 производится отключение передачи оптических сигналов в обоих направлениях. Соответственно, на выходе детектора среднего уровня 12 пропадает постоянный уровень средней мощности принимаемых оптических сигналов. Это означает то, что режим передачи информации прекратился. Микроконтроллер 13 формирует зондирующие сигналы, которые поступают на вход оптического передатчика 9, формирующего оптические зондирующие сигналы. Через циркулятор 8 и оптический разветвитель 7 оптические зондирующие сигналы поступают в ВОЛП 2 через оптический полюс L. Отраженные и обратно рассеянные сигналы с ВОЛП поступают обратно на тот же полюс L. Через оптический разветвитель 7 и циркулятор 8 оптические сигналы попадают на вход оптического приемника 10, где преобразуются в электрические сигналы, из которых с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) формируется цифровая последовательность. Цифровая последовательность поступает на вход микроконтроллера 13, который производит ее обработку и формирование оптической рефлектограммы. Полученная рефлектограмма в цифровом виде сравнивается с предыдущей рефлектограммой, записанной в память микроконтроллера ранее. В случае обнаружения локального отклонения одной рефлектограммы от другой микроконтроллер 13 формирует сигнал на входе устройства индикации 16, которое показывает возникновение тревоги. Если локального отклонения при сравнении рефлектограмм не обнаружено, производится запись последней измеренной рефлектограммы в память микроконтроллера 13, и на входе управления реле 14 микроконтроллер снимает и подает вновь сигнал замыкания. Соответственно, питание на устройстве контроля 4 отключается и включается вновь, устройство контроля 4 снова включается в работу: формирует тестовый сигнал и разрешает передачу оптических сигналов в ВОЛП 2. Оптические сигналы через оптический разветвитель 5 поступают на полюс R устройства контроля 4 и через оптический шнур 15 на полюс R приемо-передающей аппаратуры 3. ВОСП вновь функционирует в режиме передачи оптических информационных сигналов между приемо-передающей аппаратурой 3 по оптическим шнурам 15, через устройства контроля 4 по ВОЛП 2.

Таким образом, после отключения передачи оптических сигналов устройством контроля 4 проводится дополнительный контроль ВОЛП 2 на наличие локального отклонения между измеренной и предыдущей рефлектограммами. Это позволяет провести селекцию аварийных ситуаций в ВОСП, обнаруженных устройствами контроля 4. Считывание рефлектограмм в ПЭВМ с микроконтроллера позволяет локализовать место возникшего локального дефекта.

Для подтверждения работоспособности заявляемого устройства был собран макет ВОСП в соответствии с фиг. 1. В качестве приемо-передающей аппаратуры были использованы коммутаторы D-Link DGS-3610-26G, 16 оптических приемо-передающих SFP модулей типа TC-SD-1G-XX-30-D (скорость передачи 1 Гбит/с, потери в ВОЛП до 30 дБ) на длинах волн DWDM в С-диапазоне, мультиплексор и демультиплексор ТС-МС-030-10-516. В качестве устройства защиты использовался контроллер FOBOS-100GL. Испытания макета подтвердили работоспособность защищенной ВОСП по заявляемой схеме.

Похожие патенты RU2586074C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО КОМПЛЕКСНОГО КОНТРОЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ 2015
  • Балашов Кирилл Иванович
  • Шубин Владимир Владимирович
RU2611588C1
МНОГОКАНАЛЬНАЯ ЗАЩИЩЕННАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ СО СПЕКТРАЛЬНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ СИГНАЛОВ 2015
  • Шубин Владимир Владимирович
RU2586105C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ УЧАСТКОВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ С ПОВЫШЕННЫМ БОКОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ 2003
  • Шубин В.В.
RU2252405C2
ОПТИЧЕСКИЙ МУЛЬТИПЛЕКСОР ВВОДА/ВЫВОДА 2018
  • Шубин Владимир Владимирович
  • Балашов Кирилл Иванович
  • Ивченко Сергей Николаевич
RU2692693C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ В ОПТИЧЕСКОМ ВОЛОКНЕ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ 2016
  • Шубин Владимир Владимирович
  • Балашов Кирилл Иванович
RU2628740C1
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ С ОБНАРУЖЕНИЕМ ПОПЫТОК НСД 2007
  • Богданов Андрей Иванович
  • Гавриленко Сергей Андреевич
  • Жукова Татьяна Владимировна
  • Шестунин Николай Иванович
RU2362271C1
МНОГОКАНАЛЬНАЯ ЗАЩИЩЕННАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ 2020
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Фукина Наталья Анатольевна
  • Мордашев Иван Николаевич
RU2755628C1
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ 2012
  • Шубин Владимир Владимирович
  • Ивченко Сергей Николаевич
RU2522893C2
МНОГОКАНАЛЬНАЯ ЗАЩИЩЕННАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ 2012
  • Шубин Владимир Владимирович
  • Ивченко Сергей Николаевич
  • Овечкин Сергей Иванович
RU2522741C2
КОНТРОЛЛЕР ЗАЩИТЫ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ 2015
  • Шубин Владимир Владимирович
  • Ивченко Сергей Николаевич
RU2579758C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 586 074 C1

Реферат патента 2016 года ЗАЩИЩЕННАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ С СЕЛЕКЦИЕЙ И ЛОКАЛИЗАЦИЕЙ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи (ВОСП) с селекцией и локализацией аварийных ситуаций и может быть использовано в качестве защищенной системы передачи информации ограниченного доступа за пределами контролируемой зоны. Защищенная волоконно-оптическая система передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций состоит из двух комплектов приемо-передающей аппаратуры, соединенных между собой волоконно-оптическими линиями, при этом каждый комплект содержит приемо-передающее устройство, соединенное оптическими шнурами с устройством контроля, выход которого соединен со входом волоконно-оптической линии, в каждый комплект введены источник питания и блок рефлектометрического контроля, включающий в себя оптический разветвитель, общий полюс которого соединен с выходом волоконно-оптической линии, первый полюс с помощью оптического шнура соединен со входом устройства контроля, а второй полюс соединен с общим полюсом оптического циркулятора, первый полюс которого соединен с выходом оптического передатчика, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера, а второй полюс циркулятора соединен со входом оптического приемника, первый выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микроконтроллера, а второй выход оптического приемника соединен со входом детектора среднего уровня, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера, выход управления которого соединен со входом управления реле, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход соединен со входом питания устройства контроля, выход индикации микроконтроллера соединен со входом устройства индикации. Достигаемым техническим результатом является повышение среднего времени наработки на ложную тревогу за счет дополнительного анализа аварийных ситуаций. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 586 074 C1

Защищенная волоконно-оптическая система передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций, состоящая из двух комплектов приемо-передающей аппаратуры, соединенных между собой волоконно-оптическими линиями, при этом каждый комплект содержит приемо-передающее устройство, соединенное оптическими шнурами с устройством контроля, выход которого соединен со входом волоконно-оптической линии, отличающаяся тем, что в каждый комплект дополнительно введены источник питания и блок рефлектометрического контроля, включающий в себя оптический разветвитель, общий полюс которого соединен с выходом волоконно-оптической линии, первый полюс с помощью оптического шнура соединен со входом устройства контроля, а второй полюс соединен с общим полюсом оптического циркулятора, первый полюс которого соединен с выходом оптического передатчика, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера, а второй полюс циркулятора соединен со входом оптического приемника, первый выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микроконтроллера, а второй выход оптического приемника соединен со входом детектора среднего уровня, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера, выход управления которого соединен со входом управления реле, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход соединен со входом питания устройства контроля, выход индикации микроконтроллера соединен со входом устройства индикации.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2586074C1

СИСТЕМА И СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ТИПОВ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ, ПЕРЕДАВАЕМЫХ ПО КАНАЛУ СВЯЗИ 2008
  • Перлман Стефен Г.
  • Ван Дер Лан Роджер
RU2491756C2
Гладильный пресс для влажно-тепловой обработки швейных изделий 1959
  • Галынкер И.И.
  • Харченко Н.Р.
SU127992A1
Кантователь для осевого поворота прокатанных изделий 1949
  • Мартынов А.И.
SU128431A1
ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА СБОРА, КОНТРОЛЯ, ОБРАБОТКИ И РЕГИСТРАЦИИ ПОЛЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ 2012
  • Попович Константин Фёдорович
  • Нарышкин Виталий Юрьевич
  • Адов Александр Николаевич
  • Веселов Михаил Николаевич
  • Курмин Александр Сергеевич
  • Петров Петр Сергеевич
  • Трифонов Павел Владимирович
  • Школин Владимир Петрович
RU2528092C2

RU 2 586 074 C1

Авторы

Шубин Владимир Владимирович

Балашов Кирилл Иванович

Даты

2016-06-10Публикация

2015-03-23Подача