Оптическая система связи Советский патент 1993 года по МПК H04B10/12 

Изобретение относится к системам передачи сигналов, в частности волоконно-оптическим.

Цель изобретения - упрощение системы связи.

Нафиг.1 приведена блок-схема системы (вариант с передатчиками, включенными в цепи ответвления); на фиг.2 - вариант блок- схемы с передатчиками, выполненными за одно с ответвителями; на фиг.З - вариант блок-схемы системы с разветвленной трассой и с передатчиками, выполненными за одно с ответвителями.

Система связи (фиг.1) содержит основной канал 1 передачи импульсных сигналов, в состав которого входит передатчик 2 немодулированного излучения и волоконно-оптический световод 3 с прямым и обратным каналом связи. Система связи снабжена встречно направленным каналом 4 передачи импульсных сигналов, в состав которого входит световод 5 и фотоприемник 6, подключенный к приемному блоку 7. Каналы 1 и 4 соединены ответвителями 8-10, между которыми включены датчики 11 информации. В качестве датчиков 11 могут быть использованы волоконно-оптические компоненты с управляемым тем или иным воздействием коэффициентом передачи - микрофоны, датчики давления, температуры, положения и т.п. Параллельно оптическим ответвителем 8 на фиксированном расстоянии по трассе от них со стороны подключения генератора световых импульсов И и приемного блока 7 введены оптические перемычки 12, состоящие из от- ветвителей 13 и 14, напрямую (с фиксированной величиной затухания) связывающих каналы 1 и 4.

Вариант исполнения системы, приведенный на фиг.2, содержит также основной канал 1 передачи импульсных сигналов, в состав которого входит передатчик немодулированного излучения 2 и волоконно-оптический световод 3. Система связи снабжена встречно направленным каналом 4 передачи импульсных сигналов, в состав которого входят световод 5 и фотоприемник 6. Фотоприемник 6 подключен к приемному блоку 7. Каналы 1 и 4 соединены ответвительными оптическими цепями 15, состоящими из ответвлений 9 и 16, напрямую связывающих каналы 1 и 4 перемычками. Ответвления 16, являющиеся передатчиками, выполнены с

ел

с

со

О

о

О

ю

00

регулируемыми при внешнем воздействии коэффициентами передачи сигнала, например, путем изменения расстояния между световодом ответвления 1 б и изогнутым участком световода 5 при их параллельной ус- тановке.

Параллельно цепям 15 на фиксированном расстоянии со стороны подключения генератора 2 и фотоприемника 6 и на фиксированных расстояниях по трассе от соответствующих им оптических ответви- тельных цепей введены оптические ответви- тельные цепи 12, состоящие из ответвителей 13 и 14 с фиксированным коэффициентом передачи, напрямую связывающие каналы 1 и4.

Вариант схемы, изображенный на фиг.З, содержит разветвленные по трассе основной iканал 17 передачи импульсных сигналов, в состав которого входит гене- ратор 2 тактовых световых импульсов с волоконно-оптическим световодом 18, и встречно направленный канал 4 передачи импульсных сигналов, в состав которого входят световод 5 и фотоприемник 6. Фото- приемник 6 подключен к приемному блоку 7. Каналы 17 и 4 соединены оптическими ответвительными цепями 19, которые являются одновременно передатчиками сигналов и состоят из ответвлений, образованных непосредственно оптическим контактированием изогнутых участков световодов 18 и 5 с коэффициентом передачи, регулируемым путем изменения расстояния между параллельно установленными оптически контактирующими участками.

Параллельно оптическим ответвитель- ным цепям 19 на фиксированных от них по трассе расстояниях со стороны генератора 2 и приемного блока 7 введены оптические ответвительные цепи 20, состоящие из ответвлений, образованных непосредственно оптическим контактированием изогнутых участков световодов 18 и 5 с постоянным коэффициентом передачи. Световод 18 под- веден к световоду 5 петлей, изменяющей направление прохождения сигнала вдоль канала 17 на противоположное.

Любой участок трассы прохождения пары каналов передачи импульсных сигналов 1-4 или 17-4, в том числе содержащий пары оптических ответвительных цепей 8 и 12 или 15 и 12, или 19 и 20 (в зависимости от рассматриваемого варианта системы) может быть перекрыт резервными каналами 21 с временем задержки проходящего сигнала, равным времени задержки сигнала, проходящего по перекрытому участку трассы. Резервные каналы 21 подключены через ответвители 22.

Как вариант исполнения системы, трасса прохождения пары каналов передачи импульсных сигналов 1-4 или, как показано на фиг.З, 17-4 может быть разветвлена, причем передатчики пар ответвительных цепей 8 и 12 или 15 и 12, или 19 и 20 расположены на расстояниях по длине трассы до приемного блока 7, не совпадающих по длине для разных ветвей.

Система работает следующим образом.

Передатчик 2 излучает в световод 3 или 18 световые импульсы с промежутками, не меньшими длительности прохождения сигнала до конца трассы и обратно, с длительностью импульсов, не превосходящей времени прохождения их между смежными передатчиками. При подходе к первой оптической ответви.тельной цепи 12 или 20, часть энергии импульсного сигнала переходит во встречно направленный канал 4, по которому она передается на вход приемного блока 7.

Проходя далее по световоду 3 или 18 часть энергии передается через ответвители 8, 15 или 19 (зависимости от варианта блок-схемы) во встречно направленный канал 4, по которому с амплитудой, модулированной в зависимости от коэффициента передачи передатчика 11, 16 или 19, поступает на вход приемного блока 7. Проходя далее по световоду 3 или 18 импульсный сигнал достигает очередной пары оптических ответвительных цепей 8 и 12, 15 и 12 или 19 и 20 и отдает часть мощности во встречно направленный канал 4 в виде пары импульсов, один из которых имеет амплитуду, не зависимую от модуляции сигнала соответствующего передатчика, и который, в случае прецизионных требований к точности передачи, может быть использован в качестве базового сигнала для системы АРУ, а следующий непосредственно за ним через фиксированный промежуток времени импульс, величина которого задается управляющим воздействием на соответствующий передатчик, является носителем информации. Например, в системах телесигнализации амплитуда второго импульса каждой пары может иметь дискретно задаваемое значение (наличие или отсутствие сигнала).

Наличие опорных оптических ответвительных цепей 12 и 20 позволяет упростить схемную реализацию приемного блока, фиксирующего только очередность поступления пар импульсов, независимо от времени их задержки. При отсутствии опорных ответвительных цепей приемный блок должен различать сигналы по времени поступления, что несколько более сложно в схемной реализации.

После поступления на вход приемного блока оптического сигнала от наиболее удаленного передатчика в световод 3 излучается очередной тактовый импульс, и процесс повторяется.

Наличие перемычек, перекрывающих чэсть трассы с передатчиками, позволяет повысить надежность системы, и отказ в цепи, перекрытой перемычками, не сказывается на работе основной части системы, а прямой и обратный сигналы, проходя по основным и резервным каналам, по времени совпадают. Дублирование участков трассы может быть неоднократным, и дублируемые участки могут перекрываться.

Разветвление трассы при несовпадении времени прихода сигнала от каждого передатчика, вызванном, например, искусственным удлинением участка трассы или просто неточной установкой передатчиков пр трассе, также не сказывается на работе системы.

Изобретение позволяет за счет исключения необходимости электроснабжения передатчиков и отсутствия в этих передатчиках активных электронно-оптических компонентов подключать к однокабельной линии связи по трассе множество датчиков, акустических приемников (микрофонов) и прочих источников информации, реализовать простые, надежные и помехоустойчивые системы телесигнализации, в т.ч. пожарной и охранной, системы автоматического контроля для промышленных объектов с высокой плотностью передаваемой

информации. В частности, за счет отсутствия электроэлементов в многоканальной системе передачи информации обеспечивается простота ее использования в помещениях с взрывоопасной и агрессивной средой. Подключение множества индивидуальных микрофонов непосредственно к волоконно-оптическому кабелю обеспечивает простоту реализации процесса звукозаписи ансамблей с большим количеством исполнителей или конференц-связи в помещениях при проведении общественных мероприятий, так как для относительно ограниченного спектра звукового сигнала

количество подключаемых передатчиков (количество микрофонов) к одному кабелю по его трассе практически неограничено. Формула изобретения Оптическая система связи, содержащая

передатчик немодулированного излучения, выход которого соединен с прямым каналом связи, а также обратный канал связи, выход которого соединен с входом приемника, по трассе прямого и обратного каналов связи

размещены датчики информации, соединенные с прямым и обратным каналами посредством первых ответвителей, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы связи, в прямой канал связи перед

первыми ответвителями включены вторые ответвители, а в обратный канал связи после первых ответвителей включены вторые ответвители, при этом вторые ответвители прямого канала соединены посредством перемычки с соответствующими вторыми ответвителями обратного канала.

Сущность изобретения: оптическая система связи содержит передатчик немодулированного излучения, прямой и обратный каналы связи, выполненные на волокне, два датчика информации,два ответвителя, перемычки. 3 ил.

Фиг. 1