ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
RECEIVING-TRANSMITTING DEVICE

Изобретение относится к технике оптической связи, в частности к атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации передачи информации между устройствами СЦБ (сигнализации, централизации, безопасности) и локомотивом.
Известно изобретение, относящееся к системам оптической связи, которое может быть использовано в атмосферных линиях связи. Технический результат состоит в уменьшении зависимости энергетического потенциала оптической линии связи от изменений характерного размера поперечного сечения пучка оптического излучения (ОИ) передатчика, прошедшего через слой атмосферы. Для этого уменьшают расходимость оптического излучения передатчика в М раз, оценивают характерный размер пятна ОИ передатчика - D непосредственно в плоскости приема и применяют многоапертурную оптическую антенну приемника, состоящую из N приемных объективов, перемещаемых в зависимости от текущего значения D (патент РФ №2248099 «Устройство оптической линии связи», опубл. 25.04.2003 г.).
Недостатком этого устройства является сложность конструкции и необходимость вводить элементы, которые необходимо перемещать механически, что негативно сказывается на надежности устройства.
Известно изобретение, относящееся к технике оптической связи, в частности к лазерным атмосферным системам передачи информации, которое может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации канала связи между двумя абонентами или между абонентом и станцией абонентского доступа. Для этого устройство выполнено в виде внешнего и внутреннего блоков, соединенных между собой кабелем, внутри которого расположены световоды. Внешний блок выполнен во всепогодном исполнении, расположен в герметичном корпусе и содержит фокусирующую систему, а внутренний блок выполнен для комнатных условий, расположен в корпусе, и в нем установлены интерфейс, источник оптического излучения и приемники оптического излучения (патент РФ №2306673 «Приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи», опубл. 28.07.2005 г.).
Недостатком подобного устройства является невысокая надежность системы по причине применения световодов.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является изобретение, относящееся к области оптической связи, в частности цифровой связи, осуществляемой в инфракрасном диапазоне оптического спектра. Способ включает формирование оптического сигнала на светодиоде передатчика посредством задания на нем импульса управляющего напряжения и направление сфокусированного оптического пучка на приемное устройство. Передачу информации осуществляют с использованием светодиода повышенной мощности, формируют оптический сигнал, при этом импульсы управляющего напряжения задают на светодиоде с глубиной модуляции, лежащей в пределах 25-95%, с формированием заданного тока "0 м и обеспечивают ускоренное приведение светодиода в состояние "1" за счет установленной формы управляющих импульсов (патент РФ №2313180 «Способ приема-передачи информации и устройство для приема-передачи информации», опубл. 30.12.2005 г.).
Недостатком этого устройства является сложность электрической схемы и ее низкая надежность, в частности, из-за применения пакета маломощных ключей для регулирования силового тока.
Целью изобретения является повышение уровня безопасности движения тягового подвижного состава железнодорожного транспорта.
Указанная цель достигается тем, что на опоры контактной сети или на аналогичные устройства устанавливаются модули приема-передачи, использующие в качестве среды передачи информации открытый атмосферный канал.
Сущность изобретения заключается в том, что приемо-передающее устройство содержит блок управления, блок питания, передающий модуль, фотоприемник и способно подключаться к системе устройств СЦБ (сигнализации, централизации, безопасности), принимать и передавать в нее информацию; фотоприемник способен принимать сигналы видимого и инфракрасного спектра и предназначен для приема информации от подвижного состава; передающий модуль состоит из светодиодов инфракрасного спектра и предназначен для передачи информации на подвижной состав; для формирования передаваемого сигнала используются модулятор; для обработки принимаемого сигнала используются демодулятор, полосовой фильтр, интегрирующий усилитель с ограничителем; блок питания способен получать энергию от электрической сети, от фотоэлемента, от аккумулятора; при питании от аккумулятора и фотоэлемента устройство отключает передающий модуль для максимально долгой поддержки связи с устройствами СЦБ.
На фиг. приведена схема работы приемо-передающего устройства.
1 - инфракрасный передающий модуль,
2 - фотоприемник,
3 - лазерный блок приема-передачи,
4 - блок управления,
5 - фотоэлемент,
6 - блок питания,
7 - модулятор,
8 - демодулятор,
9 - полосовой фильтр,
10 - интегрирующий усилитель с ограничителем,
11 - электрическая сеть,
12 - принимаемое излучение,
13 - лазерное излучение,
14 - передаваемое излучение,
15 - солнечное излучение,
16 - аккумулятор,
Приемо-передающее устройство (далее устройство) работает следующим образом.
Устройство содержит передающий модуль 1 на основе светодиодов инфракрасного спектра, инфракрасный фотоприемник 2, блок управления 4, блок питания 6, лазерный блок приема-передачи 3. Блок управления содержит модулятор 7, демодулятор 8, полосовой фильтр 9, интегрирующий усилитель с ограничителем 10. Блок питания 6 содержит фотоэлемент 5.
Блок управления 4 связан с системой безопасности движения, он подключен к линии устройств СЦБ через лазерное излучение 13 (блок способен как принимать, так и генерировать излучение), способен принимать информацию из линии 13 и передавать в нее информацию. В случае необходимости передачи информации на принимающее устройство в локомотиве блок управления 4 создает управляющие сигналы на модуляторе 7, который создает пачки коротких импульсов высокой частоты, которые вызывают в передающем модуле 1 пачки коротких световых импульсов 14. Световой поток 14, создаваемый при такой передаче, недостаточен для нанесения вреда здоровью бригаде локомотива, но достаточен для передачи информации на принимающее устройство. Таким образом, передача сигнала не нарушает безопасности движения локомотива.
Фотоприемник 2 располагается таким образом, что световой поток 12 передающего модуля 1 на него не попадает, таким образом, паразитная засветка устройства от собственной работы отсутствует. Фотоприемник 2 благодаря своему составу способен принимать сигналы в видимом и в инфракрасном диапазоне. Фотоприемник 2 получает сигнал 12 от внешнего передающего устройства, установленного на локомотиве, и отправляет его на интегрирующий усилитель с ограничителем 10, который выделяет полезный сигнал из шума и приводит его к логическому уровню. После этого сигнал попадает на полосовой фильтр 9, который дополнительно отсекает от сигнала шум. После этого сигнал поступает на демодулятор 8, который выделяет огибающую сигнала. После этого блок управления 4 может передать в случае необходимости сигнал в линию 13, по которой передаются сигналы безопасности, через лазерный блок приема-передачи 3.
Блок питания 6 получает основное питание от электрической сети 11, в этом режиме он обеспечивает питанием все приемные и передающие части устройства. В маловероятном случае обрыва электрической сети 11 блок питания 6 может перейти на резервное питание от фотоэлемента 5, который получает энергию от солнечного излучения 15, или от аккумулятора 16, если по каким-то причинам солнечная энергия недоступна, в режиме резервного питания устройство отключает передающий модуль 1, обеспечивая питанием лазерный блок приема-передачи 13 и фотоприемник 2, которые потребляют относительно малую мощность, позволяя тем самым долгое время поддерживать работоспособность линии связи.
Таким образом, создан дополнительный защищенный канал передачи информации, что повышает общую безопасность движения.
Вывод: исходя из вышесказанного данное техническое решение повышает уровень безопасности движения тягового подвижного состава железнодорожного транспорта