[go: up one dir, main page]

RU2388155C2 - Communication system using fibre optics - Google Patents

Communication system using fibre optics Download PDF

Info

Publication number
RU2388155C2
RU2388155C2 RU2008120455/09A RU2008120455A RU2388155C2 RU 2388155 C2 RU2388155 C2 RU 2388155C2 RU 2008120455/09 A RU2008120455/09 A RU 2008120455/09A RU 2008120455 A RU2008120455 A RU 2008120455A RU 2388155 C2 RU2388155 C2 RU 2388155C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
analog
devices
fiber
digital
switching
Prior art date
Application number
RU2008120455/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008120455A (en
Inventor
Владимир Львович Васюков (RU)
Владимир Львович Васюков
Сергей Иванович Беда (RU)
Сергей Иванович Беда
Юрий Георгиевич Коваленко (RU)
Юрий Георгиевич Коваленко
Андрей Андреевич Катанович (RU)
Андрей Андреевич Катанович
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение "24 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны РФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное учреждение "24 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны РФ" filed Critical Федеральное государственное учреждение "24 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны РФ"
Priority to RU2008120455/09A priority Critical patent/RU2388155C2/en
Publication of RU2008120455A publication Critical patent/RU2008120455A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2388155C2 publication Critical patent/RU2388155C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

FIELD: physics, communications.
SUBSTANCE: invention relates to communication engineering and specifically to wire communication and can be used on stationary and mobile objects. A radial-annular structure of the communication system is proposed. The device has switch module multiplexed devices. Four switch modules make up an entire matrix structure. The number of simultaneous connections in the system is unlimited.
EFFECT: broader functionalities, increased reliability and noise immunity for transmitting discrete and analogue data between different external signal sources.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области электрорадиотехники, в частности к средствам внутриобъектовой проводной связи.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to means of intraobject wire communication.

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.A known data transmission system (British Patent No. 1581803, CL H04B 9/00). The system comprises transmit-receive devices terminating in connectors. Fiber communication lines connect to these connectors. The system contains at least two connecting chains of fiber lines between any pair of stations. If one communication line is damaged in such a system, information is lost.

Наиболее близкой по технической сущности является система связи с использованием волоконной оптики (Патент США №4249266, кл. Н04В 9/00).The closest in technical essence is a communication system using fiber optics (US Patent No. 4249266, CL HB 9/00).

Эта система связи состоит из приемопередатчиков и волоконно-оптических линий связи.This communication system consists of transceivers and fiber optic communication lines.

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».Transceivers are designed to transmit and receive synchronous or asynchronous information through a communication channel that is made using fiber optics and is connected to identical transceivers connected to the other end of the communication channel. The signal flow is a sequence of positive pulses corresponding to the logical state "1", and a sequence of negative pulses corresponding to the logical state "0".

Недостатками как аналога, так и прототипа являются:The disadvantages of both analog and prototype are:

- 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;- the impossibility of transmitting and distributing analog and discrete information simultaneously between various technical means of communication complexes and systems through a single switching device installed on various objects;

- необходимость устройств сопряжения при вводе разноскоростной информации.- the need for interface devices when entering different speed information.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение надежности и помехозащищенности передачи дискретной и аналоговой информации между различными внешними источниками сигналов.The aim of the invention is the expansion of functionality, increasing the reliability and noise immunity of the transmission of discrete and analog information between various external signal sources.

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 модулямиThis goal is achieved due to the fact that multiplex devices, switching modules, local control devices, analog-to-digital converters (ADCs) and digital-to-analog converters (DACs) are introduced into a system containing transceivers for various purposes connected by fiber-optic communication lines, the switching circuit is divided into several switching modules interconnected by duplex multiplex channels in a bidirectional ring, with each module having a local control e device through interface circuit which is connected to a microcomputer, low-speed input-output devices are connected via a multiplexed analog-to-digital converters and digital to analog converters with sources of analog signals, and high-speed input-output multiplex devices - optical fiber communication lines with multiple switching modules

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.The set of essential features of the claimed communication system using fiber optics provides increased reliability and noise immunity of the exchange of discrete and analog information between various external technical means by connecting the switching modules in a bidirectional ring. Therefore, there are wide opportunities for redundancy and redistribution of functions.

Использование мультиплексирования значительно повышает эффективность использования волоконно-оптических линий связи.The use of multiplexing significantly increases the efficiency of the use of fiber optic communication lines.

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.Figure 1 shows a General view of the system. Figure 2 presents a block diagram of a communication system using fiber optics, it contains: 1 - interface circuit; 2 - microcomputer; 3 - local switching control device; 4 - switching modules; 5 - multiplex devices; 6 - analog-to-digital converters; 7 - digital-to-analog converters; 8 - fiber optic communication lines; 9 - terminal devices of the system, i.e. transceivers.

Схема сопряжения 1 предназначена для обеспечения сопряжения волоконно-оптических линий связи 8 с коммутационными модулями 4.The interface circuit 1 is designed to ensure the coupling of fiber optic communication lines 8 with the switching modules 4.

МикроЭВМ 2 предназначена для управления взаимодействием оконечных устройств системы.Microcomputer 2 is designed to control the interaction of the terminal devices of the system.

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.The local switching control device 3 is designed to control the operation of the switching module of the system with the dynamic distribution of communication channels according to a predetermined algorithm with microcomputer 2, as well as to automatically monitor and display the status of the terminal devices of the system. The local switching control device 3 includes a local processor, a control panel for the communication system. This remote control is designed to control the terminal devices of the system, monitor and display their technical status, as well as for the operational input and change of source data.

Коммутационные модули 4 предназначены для пространственно-временной коммутации n-уплотненных световодных входов на n-уплотненных световодных выходов.Switching modules 4 are designed for spatio-temporal switching of n-sealed fiber-optic inputs to n-sealed fiber-optic outputs.

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.Switching modules 4 include: electric switching field (KP); local control device (MUU); local control panel (MPU); control scheme (SC); n - multiplexers-demultiplexers; KP - makes switching of m - digital and analog channels; MUU - designed to control the KP by signals from a microcomputer or with MPU. SC carries out operational control of the operation of KM4, multiplex devices 5 and fiber-optic communication lines 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.The switching modules 4 are interconnected by duplex multiplex channels in a bidirectional ring, and each module has a local control device that is connected to the microcomputer 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.Multiplex devices 5 are designed to ensure the distribution of communication channels according to the algorithm specified with the microcomputer 2, and the exchange of information of external subscriber devices with each other through a communication system.

Мультиплексные устройства 5 состоят из:Multiplex devices 5 consist of:

- блоков мультиплексирования-демультиплексирования (М-ДМ);- units of multiplexing-demultiplexing (M-DM);

- блока управления (БУ).- control unit (CU).

Блоки М-ДМ включают в себя мультиплексор (МП), демультиплексор (ДМП), передатчик (П) и фотоприемное устройство (ФУ).M-DM blocks include a multiplexer (MP), a demultiplexer (DMP), a transmitter (P), and a photodetector (FU).

Электрические сигналы, поступающие от n-абонентов, уплотняются мультиплексором и преобразуются передатчиком в оптические для передачи по волоконно-оптическим линиям связи 8.Electrical signals from n-subscribers are multiplexed and transformed by the transmitter into optical ones for transmission via fiber-optic communication lines 8.

В М-ДМ выполняется также обратная операция: детектирование оптических сигналов в ФУ, далее разделение электрических сигналов демультиплексором для передачи абонентам.In M-DM, the reverse operation is also performed: the detection of optical signals in a photonic filter, then the separation of electrical signals by a demultiplexer for transmission to subscribers.

Блок управления осуществляет управление сопряжением и контролем абонентских каналов с мультиплексными устройствами и контроль волоконно-оптических линий связи 8.The control unit controls the pairing and control of subscriber channels with multiplex devices and the control of fiber-optic communication lines 8.

Аналого-цифровые преобразователи 6 предназначены для преобразования аналоговых сигналов в цифровые.Analog-to-digital converters 6 are designed to convert analog signals to digital.

Цифроаналоговые преобразователи 7 предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.Digital-to-analog converters 7 are designed to convert digital signals to analog.

Волоконно-оптические линии связи 8 предназначены для связи оконечных устройств системы по световодам и для обеспечения групповой скорости передачи информации между системой.Fiber-optic communication lines 8 are designed to communicate the terminal devices of the system along the optical fibers and to provide a group information transfer rate between the system.

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.A communication system using fiber optics works as follows. The set of control signals for interconnecting a specific list of subscribers comes from the microcomputer 2. The control signals are supplied to the interface circuit 1, where they are compressed and converted into optical form for transmission via fiber-optic communication lines 8 through the local switching control device 3 to CM 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.The local switching control device 3 converts the control signals from the optical form to the electric one and retransmits them to the corresponding switching module 4. Receiving and decoding the control signals, the switching module 4 makes the necessary connection of the channels.

В случае отказа микроЭВМ 2 сигналы управления на каждый из коммутационных модулей 4 могут быть поданы с устройства местного управления коммутации 3.In case of failure of the microcomputer 2, the control signals to each of the switching modules 4 can be supplied from the local control device switching 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.Thus, the necessary channels are prepared. In this case, the subscribers connected to each of the multiplex devices 5 are connected via switching modules 4 and fiber optic communication lines 8 according to the selected connection algorithm.

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.When passing information along the considered path, the subscriber-to-subscriber, fiber-optic communication lines 8, multiplex devices 5, switching modules 4, there is no signal delay commensurate with the information transfer rate to subscribers. Calculations show that the average edge delay time does not exceed 5 μs. Therefore, we can assume that the channel used to connect subscribers taking into account the transmission speed is transparent. In the case of switching sources of analog information, the ADC-6 and DAC-7 are sequentially included in the transmission path.

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.To ensure reliability and survivability, the communication system has a flexible organization of redundancy. According to the signals of the control circuit (SC), when a digital channel fails, a fault signal is generated, which is transmitted via fiber-optic communication lines 8 to the local switching control device 3, which analyzes the information and generates control signals for switching on the backup paths.

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.The effectiveness of the claimed system lies in the fact that, compared with the prototype, the system has high reliability, since there are workarounds for recovering any fiber-optic communication line.

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.The functionality of the system is expanding. The proposed system has great versatility, as it can switch both digital and analog signals. This, in turn, allows reducing the overall dimensions of switching devices and ensuring a high level of unification.

Claims (1)

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. A communication system using fiber optics, including microcomputers, transceivers and fiber-optic communication lines, characterized in that multiplex devices, switching modules, local control devices, analog-to-digital converters and digital-to-analog converters are introduced into it, while the switching system is divided into several switching modules interconnected by duplex multiplex channels in a bidirectional ring, and each module has a local control device, cat Roe through circuit interface is connected to the microcomputer, wherein the low-speed input-output devices are connected via a multiplexed analog-to-digital converters and digital to analog converters with sources of analog signals, and high-speed input-output multiplex devices - optical fiber communication lines with multiple switching modules.
RU2008120455/09A 2008-05-22 2008-05-22 Communication system using fibre optics RU2388155C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008120455/09A RU2388155C2 (en) 2008-05-22 2008-05-22 Communication system using fibre optics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008120455/09A RU2388155C2 (en) 2008-05-22 2008-05-22 Communication system using fibre optics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008120455A RU2008120455A (en) 2009-11-27
RU2388155C2 true RU2388155C2 (en) 2010-04-27

Family

ID=41476337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008120455/09A RU2388155C2 (en) 2008-05-22 2008-05-22 Communication system using fibre optics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2388155C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523760A (en) * 1993-04-12 1996-06-04 The Regents Of The University Of California Ultra-wideband receiver
US20010011930A1 (en) * 1999-02-05 2001-08-09 Mark Kintis Nonlinear transmission line waveform generator
RU2261530C2 (en) * 2003-05-12 2005-09-27 Войсковая часть 30895-111 Unified shipboard communication system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523760A (en) * 1993-04-12 1996-06-04 The Regents Of The University Of California Ultra-wideband receiver
US20010011930A1 (en) * 1999-02-05 2001-08-09 Mark Kintis Nonlinear transmission line waveform generator
RU2261530C2 (en) * 2003-05-12 2005-09-27 Войсковая часть 30895-111 Unified shipboard communication system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008120455A (en) 2009-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5327275A (en) Switching system of optical transmission lines for protecting from trouble
US8126336B2 (en) Optical transmission system and optical repeater
US5717796A (en) Optical fiber transmission system utilizing a line switched ring to provide protection
EP3890219A1 (en) Pair routing between three undersea fiber optic cables
JP2014212574A (en) Modular adaptation and configuration of network node architecture
EP0535858B1 (en) Selection of transmission facilities using optical wavelength division multiplexing
CN101848054A (en) System and method for leading wavelength division multiplexing passive optical network to realize broadcast function with self-healing function
CA2078533A1 (en) Optical communications system having transmission line switching system
US20240056706A1 (en) Electrical Switching Cluster System
GB0013366D0 (en) Optical communicator
RU2739069C1 (en) Device for organization of distillation communication and method of organization of distillation communication (embodiments)
US4234970A (en) Fiber optic communication system
CN1135752C (en) Optical Network
RU2388155C2 (en) Communication system using fibre optics
JP2012182635A (en) Repeating device, method, and program of repeating device
CN114024646A (en) Redundant Interconnected Satellite Carrier Division Multiplexing System
US10530482B2 (en) Optical transceiver having switchable modes corresponding to different data bandwidths
CN209823762U (en) Ethernet line speed physical isolation optical fiber transmission device based on time division multiplexing
EA003797B1 (en) Method and system for communication protection
JPS5939131A (en) Optical data way system
CN115694623A (en) Optical cross-connect device and communication method
JPS6012834A (en) Optical switching circuit
WO2002049271A2 (en) Ring network being installed as bus network
KR20050067873A (en) Wdm pon system appointed an optical circulator
KR100594901B1 (en) Center Redundancy Structure Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network System

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100523