Волоконно-оптическая система связи Советский патент 1991 года по МПК H04B10/08 

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может быть использовано для передачи сигналов в системах управления, подверженных ионизирующему излучению и требующих посто- янного контроля качества канала, например, в системах управления ядерными реакторами.

Целью изобретения является повышение скрытности связи путем исключения возможности несанкционированного доступа.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2 - вариант выполнения разделителя излучений, спектрального де- мультиплексора и третьего фотоприемника.

Система содержит передатчик 1, приемник 2, оптический кабель (ОК) 3.

Передатчик 1 содержит источник 4 информационного сигнала (ИС), генератор 5 контрольного.сигнала (КС), первый и второй электрооптические преобразователи 6 и 7, блок 8 ввода оптических сигналов и отрезки световодов 9. Оптический кабель 3 имеет светонаправляющую сердцевину 10 и светонаправляющую оболочку 11.

Приемник 2 содержит разделитель излучения 12 светонаправляющей сердцевины и светонаправляющей оболочки, спектральный демультиплексор 13, первый, второй и третий фотоприемники 14 - 16, приемник информации 17, решающий блок 18 и индикатор 19.

Блок 8 ввода оптических сигналов передатчика содержит сумматор 20 оптических

сь

4

СЬ О О CJ

сигналов, коллиматор 21 и фильтр 22 на торце светопроводящей оболочки.

Решающий блок 18 содержит первый, второй и третий амплитудные детекторы 23 - 25, первый, второй и третий пороговые элементы 26 - 28, первый, второй и третий триггеры 29-31 и дешифратор 32.

Разделитель излучений 12 содержит оптический кабель 33, разъем 34 и фоточувствительный слой 35, к которому подключен проводник36. Спектральный демультиплек- сор 13 содержит дифракционную решетку 37, микрообъективы 38 и световоды 39.

Передача информации и контроль состояния оптического кабеля 3 осуществляется следующим образом. Источник 4 ИС формирует пчф -. рМ Щиониый сигнал, который преобразователем 6 преобразуется в оптическое излучение, один из параметров которого промодулирован по закону изменения ИС. Оптическое излучение ИС по световоду 9 направляется о устройство ввода 8, которое обеспечивает ввод излучения ИС только в сердечник 10 ОК 3.

Излучение ИС, пройдя ОК 3 и разделитель излучений 12 демультиплексором 13 направляется на фотоприемник 15. Выходной сигнал фотоприемника 15 поступает на второй вход решающего блока 16 и в приемник информации 17 для последующей обработки.

Контрольный сигнал с выхода генератора 5 преобразователем 7 преобразуется в излучение КС, которое с помощью блока 8 ввода оптических сигналов вводится в сердцевину и оболочку световода оптического кабеля 3. Длина волны излучения КС отличается от длины волны излучения ИС. Целесообразно в качестве излучателя 4 использовать мощные полупроводниковые излучатели с длиной волны 0,85 мкм, а для передачи информации использовать источники излучения с длиной волны 1,3 мкм или 1,5 мкм.

Излучение КС в приемнике 2 разделителем 12 делится на две части. Одна, канализируемая по оболочке 11 оптического кабеля 3, принимается фотоприемником 16, вторая, распространяющаяся по сердцевине 10, демультиплексором 13 направляется на фотоприемник 14. Выходные сигналы фотоприемников 16 и 14, пропорциональные интенсивности излучения КС, распростра- някщегося соответственно по оболочке и сердечнику ОКЗ, поступают на первый и второй входы решающего блока 18.

В случае, если ОК 3 исправен, его затухание находится в пределах нормы и на него действуют ионизирующие излучения, на первый, второй и третий входы решающего

блока 18 поступают сигналы, уровень которых пропорционален средней интенсивности соответственно излучения КС, распространяющегося по сердцевине 10 ОК

3, излучения ИС, распространяющегося по сердцевине 10 ОК 3, излучения КС, распространяющегося по оболочке 11 ОК 3.

Если уровень сигналов на всех трех входах решающего блока 18 превышает значе0 ния, соответствующие нормальному состоянию ОКЗ, то с его выхода на индикатор 19 поступает сигнал Канал исправен. В случае нарушения целостности оболочки 11 - при повреждении ОК 3 или несан5 кционированном доступе к кабелю уменьшается уровень сигнала на третьем входе решающего блока 18. Триггер 31 решающего блока 18 изменит свое состояние, и изменится потенциал соответствующего

0 входа дешифратора 32.

Уровень же сигналов на первом и втором входах решающего блока 18 практиче ски не изменится, так как не слишком значительные повреждения оболочки 11 оп5 тического кабеля 3 не вызовут заметного уменьшения интенсивности излучений КС и ИС, распространяющихся по сердцевине 10, То есть снижение уровня сигнала на третьем входе решающего блока 18 при не0 изменных уровнях сигналов на первом и втором его входах являются признаком нарушения целостности оболочки 11 ОКЗ.

При облучении ОК ионизирующими излучениями (ИИ) уменьшится уровень сигна5 лов на всех трех входах решающего блока 18. Но при этом на первом и третьем входах относительное уменьшение уровней сигналов будет на порядок больше, чем на втором по причине того, что затухание ОК 3 на дли0 не волны 0,85 мкм при облучении ИИ возрастает почти на порядок больше, чем возрастает затухание на длине волны 1,3 мкм (или тем более 1,5 мкм). Таким образом, резкое уменьшение уровней

5 сигналов на первом и третьем входах решающего блока 18 при незначительном снижении амплитуды сигналов на втором входе является признаком облучения ОК 3 ионизирующими излучениями.

0 При повреждении сердцевины 10 ОК 3 сигнал будет присутствовать только на третьем входе решающего блока 18. А при постепенном старении или полном обрыве оптического кабеля 3 с выхода решающего

5 блока 18 на индикатор 19 поступает сигнал Обрыв.

Формула изобретения 1. Волоконно-оптическая система связи, содержащая передатчик и приемник, со- единенные оптическим кабелем,

передатчик состоит из источника информационного сигнала, выход которого соединен с входом первого электрооптического преобразователя, выход которого соединен с входом блока ввода оптических сигналов, выход которого является выходом передатчика, и источника кс РОЛЬНОГО сигнала, выход которого соединен с входом второго электрооптического преобразователя, выход которого оптически связан с вторым входом блока ввода оптических сигналов, приемник включает в себя блок фильтров, первый и второй выходы которого оптически связаны с входами соответственно первого и второго фотоприемников, выход первого фотоприемника соединен с первым входом решающего блока, выход которого является выходом устройства, выход второго фотоприемника соединен с входом регистратора информации, отличающаяся тем, что, с целью повышения скрытности связи путем исключения возможности несанкционированного доступа, оптический кабель состоит из светонаправляющей сердцевины и светонаправляющей оболочки, блок ввода оптических сигналов передатчика выполнен в виде последовательно расположенных сумматора оптических сигналов, коллиматора фильтра, соединенного с торцом светонаправляющей оболочки опти- ческого кабеля, при этом фильтр расположен в фокальной плоскости коллиматора, первый и второй входы сумматора

оптических сигналов являются соответстве- но первым и вторым входами блока ввода оптических сигналов, в приемник введены третий фотоприемник и разделитель излучений светонаправляющей сердцевины и светонаправляющей оболочки, первый и второй выходы которого оптически связаны с входами соответственно спектрального демультиплексора и третьего фотоприемника, выходы второго и третьего фотоприемников соединены соответственно с вторым и третьим входами решающего блока, решающий блок состоит из первого, второго и третьего амплитудных детекторов, выходы которых соединены с входами соответственно первого, второго и третьего пороговых элементов, выходы которых соединены с входами соответственно первого, второго и третьего триггеров, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами дешифратора, выход которого является выходом решающего блока, входы первого, второго и третьего амплитудных детекторов являются соответственно первым, вторым и третьим входами решающего блока.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что разделитель излучений светонаправляющей сердцевины и светонаправляющей оболочки и третий фотоприемник выполнены в виде фоточувствительного слоя, нанесенного на торец светонаправляющей оболочки и не пропускающего излучения,

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может быть использовано для передачи сигналов в системах управления, подверженных ионизирующему излучению. Цель - повышение скрытности связи путем исключения возможности несанкционированного доступа. Система содержит передатчик 1, приемник 2, оптический кабель (ОК) 3, источник 4 информационного сигнала, генератор 5 контрольного сигнала, электрооптические преобразователи 6 и 7, блок 8 ввода оптических сигналов, световоды 9, сердцевину 10 ОК 3, светонаправляющую оболочку 11 ОК 3, разделитель излучений 12, спектральный демультиплексор 13, фотоприемники 14 - 16, приемник информации 17, решающий блок 18, индикатор 19, сумматор 20, коллиматор 21, фильтр 22 на торце светопрово- дящей оболочки, амплитудные детекторы 23 - 25, пороговые элементы 26 - 28, триггеры 29-31 и дешифратор 32. Контрольный сигнал передается по сердцевине 10 и оболочке 11 на длине волны, отличающейся от длины волны информационного сигнала. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. В

S 4 / S

/

% чъ V Ч H Ч ч Ч

/ ft

4 4 f /

I

J3

19

фиг. 2