МОДУЛЬ АППАРАТУРЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Область техники
Данное техническое решение относится к области цифровой вычислительной техники, а именно, к устройствам сопряжения цифровых вычислительных машин с радиостанциями коротковолнового и ультракоротковолнового диапазона.
Уровень техники
Аналогом данного технического решения является КОМПЛЕКС АППАРАТУРЫ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО КАНАЛУ СВЯЗИ (свидетельство на полезную модель RU №27286 U1, заявлено 19.11.2001 г., опубликовано 10.01.2003 г., бюл. №1), содержащий персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), специальную аппаратуру (СА) для кодирования-декодирования информации и модем, первые входы-выходы которого соединены с телефонным каналом связи, отличающийся тем, что комплекс содержит адаптер стыка С2-СПЕЦ одноканальный (АС С2-СПЕЦ-1), первый вход-выход которого соединен со слотом системной шины ПЭВМ, а второй и третий входы-выходы соответственно с входами-выходами стыка С2-СПЕЦ (УЗО) и стыка управления (СУ), специальной аппаратуры (СА), устройство сопряжения с модемом (УСМ), первые входы-выходы которого соединены с входами-выходами специальной аппаратуры, а вторые входы-выходы (МОДЕМ) со вторыми входами-выходами модема.
Недостатком аналога является малая эффективность использования производительности канала связи для передачи данных.
Другим аналогом заявляемого технического решения является МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС АППАРАТУРЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО КАНАЛАМ СВЯЗИ (свидетельство на полезную модель RU №27244, заявлено 28.01.2002 г., опубликовано 10.01.2003 г., бюл. №1), содержащий автоматизированные рабочие места на базе персональных ЭВМ, совместимых с IBM PC, и персональную ЭВМ транспортной станции, совместимую с IBM PC, адаптеры стыка С2-СПЕЦ одноканальные (АС С2-СПЕЦ-1), первые группы входов которых соединены со слотами системной шины ПЭВМ, комплекты специальной аппаратуры (СА) для кодирования-декодирования информации, первые группы входов-выходов которых соединены со второй группой входов-выходов адаптеров стыка С2-СПЕЦ одноканальных (АС С2-СПЕЦ-1), телефонный аппарат, отличающийся тем, что мобильный комплекс дополнительно содержит мультиплексор цифровых каналов, две группы входов-выходов которого соединены соответственно со вторыми группами входов-выходов специальной аппаратуры (СА), третья группа входов-выходов с входами-выходами телефонного аппарата, четвертая и пятая группа входов-выходов соединены соответственно с цифровыми каналами закрытой передачи данных (радиорелейным каналом и физической линией).
Недостатком данного аналога является малая эффективность использования производительности канала связи для передачи данных.
Следующим аналогом заявляемого технического решения является ОБЪЕДИНИТЕЛЬ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ (патент на полезную модель RU №40577 U1, заявка №2004114134/22 от 11.05.2004 г., МПК Н04J 1/00, H04К 1/00, Н04В 3/00, 5/00, G06F 13/00, опубликовано 10.09.2004 г., бюл. №25), содержащий:
1) блок интерфейса С2-СПЕЦ (ОСТ В4.127.007-81), первая группа внешних входов-выходов которого в соответствии с интерфейсом С2-СПЕЦ служит для подключения аппаратуры спецсвязи Т-240ПД, блок мультиплексора цифровых каналов БМЦК, первый вход которого соединен со вторым выходом блока интерфейса С2-СПЕЦ, блок синхронизации и управления передатчика БСУПД, первый выход которого соединен со вторым входом блока мультиплексора цифровых каналов БМЦК, блок демультиплексора цифровых каналов БДМЦК, первый выход которого соединен со вторым входом блока интерфейса С2-СПЕЦ, задающий генератор ЗГ, первый выход которого соединен с первым входом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД, блок синхронизации и управления приемника БСУПМ, первый вход которого соединен со вторым выходом задающего генератора ЗГ, а первый выход - с первым входом блока демультиплексора цифровых каналов БДМЦК, блок интерфейса С2 (Я8-232) (ГОСТ 18145-81), первая группа входов выходов которого служит для внешнего подключения к модему тональной частоты ТЧ-модему или конвертору основного цифрового канала ОЦК, отличающийся тем, что объединитель каналов передачи данных дополнительно содержит первый и второй блоки интерфейса С1-ФЛ-БИ (ГОСТ 27232-87), первые группы входов-выходов которого служат для внешнего подключения соответственно первого и второго комплекта аппаратуры Т-230 (1, 2), второй выход каждого соединен соответственно со вторым и третьим входами блока мультиплексора цифровых каналов БМЦК, а второй вход каждого соединен соответственно со вторым и третьим выходами блока демультиплексора цифровых каналов БДМЦК, первый и второй блок автоматического выбора режима БАВР, первый вход которого соединен соответственно с третьим выходом первого и второго блоков интерфейса С1-ФЛ-БИ, первый выход соединен соответственно с вторым и третьим входом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД, а вторые входы - с вторым выходом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД, блок автоматического выбора линейной скорости БАВЛС, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым выходом блока интерфейса С2 (RS-232) и вторыми входами блока синхронизации и управления приемника БСУПМ, а четыре входа соответственно - со вторым выходом блока интерфейса С2 (RS-232), выходом блока мультиплексора цифровых каналов БМЦК, третьим выходом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД и третьим выходом задающего генератора, блок встроенного тестового режима БТР, первый и второй вход-выход которого соединен соответственно с входом-выходом блока мультиплексора цифровых каналов БМЦК и блока демультиплексора цифровых каналов БДМЦК, блок отображения текущего состояния БОТС, два входа которого соединены соответственно с четвертым выходом блока синхронизации и управления передатчика БСУПД и вторым выходом блока синхронизации и управления приемника БСУПМ.
2) дешифратор цикловой синхронизации и цифровую фазовую автоматическую подстройку частоты ФАПЧ, входы которых соединены со вторым входом блока, схему удержания синхронизации, первый вход которой соединен с первым выходом дешифратора цикловой синхронизации, схему поиска синхросигнала, вход которой соединен с выходом дешифратора цикловой синхронизации, а первый выход - с вторым входом схемы удержания синхронизации, схему индикации синхронизации, первый вход которой соединен с выходом схемы поиска синхросигнала.
Недостатком аналога является иное функциональное назначение, не позволяющее реализовать требуемые технические характеристики в полном объеме.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является БЛОК АППАРАТУРЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (патент на полезную модель RU 81352 U1, заявка №2008145733/22 от 19.11.2008 г., МПК G06F 13/00, опубликовано 10.03.2009 г., бюл. №7), содержащий приемник ПРМ Т-235-1Л и передатчик ПРД Т-235-1Л, вход приемника и выход передатчика соединены соответственно с первым выходом стыка С1-ФЛ и первым входом стыка С1-ФЛ радиостанции РС1, второй приемник ПРМ Т-235-1Л и приемник ПРМ АСПД-У, входы которых соединены с выходом стыка С1-ТЧ радиостанции РС1, третий приемник ПРМ Т-235-1Л и второй передатчик ПРД Т-235-1Л, вход приемника и выход передатчика соединены соответственно с выходом и входом стыка С1-ФЛ радиостанции РС2, третий передатчик ПРД Т-235-1Л и передатчик ПРД АСПД-У, контроллер сигналов интерфейса RS-232C, четыре входа и четыре выхода которого соединены соответственно с выходом четырех приемников ПРМ и четырех передатчиков ПРД, а вход-выход контроллера RS-232C соединены с выходом-входом электронной вычислительной машины ЭВМ «Багет-44», вторичный источник питания ВИП, вход которого соединен с выходом аккумуляторной батареи, а выход с входами питания всех узлов блока, отличающийся тем, что блок дополнительно содержит коммутатор, два входа которого соединены соответственно с выходами четвертого передатчика ПРД Т-235-1Л и передатчика ПРД АСПД-У, коммутатор сигналов интерфейса RS-232C, первый вход-выход которого соединен со вторым выходом-входом контроллера RS-232C, второй вход-выход с выходом-входом микрофонно-телефонной гарнитуры МТГ, третий, четвертый и пятый вход-выход соединены соответственно с выходом-входом радиостанций РС1, РС2, РС3, коммутатор оперативно-командной связи ОКС, первый вход которого соединен с пятым выходом контроллера RS-232C, второй вход с выходом коммутатора, первый вход-выход с вторым выходом-входом МТГ, третий, четвертый и пятый входы соединены соответственно с выходами С1-ТЧ радиостанций РС1, РС2 и РС3, три выхода соединены соответственно с входами радиостанций РС1, РС2 и РС3, приемник спутниковой навигационной системы, вход-выход которого соединен со вторым выходом-входом ЭВМ «Багет-44», а выход с входом блока антенного.
Недостатком прототипа является сложность реализации технического решения, избыточные массо-габаритные характеристики.
Сущность полезной модели
Известный модуль аппаратуры передачи данных содержит субмодуль передатчика ПРД, субмодуль приемника ПРМ, генератор импульсов 1 (ГИ1), второй генератор импульсов (ГИ2), контроллер РСI, соединенный с шиной РСI и выходом ГИ2, узел сопряжения УС, соединенный первым входом-выходом с выходом-входом контроллера РСI, входом с выходом ГИ2, вторым входом-выходом с внутренней шиной модуля АПД.
Целью создания данного технического решения является разработка компактного мобильного изделия с минимальными массо-габаритными характеристиками и энергопотреблением, приспособленного для работы в жестких климатических условиях.
Модуль аппаратуры передачи данных дополнительно содержит распределитель-формирователь импульсов (РФИ), вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов (ГИ1), регистр программного управления (РПУ), вход которого соединен через внутреннюю шину со вторым входом-выходом узла сопряжения (УС), формирователь служебных кодовых комбинаций (ФСЛКК), два входа которого соединены соответственно с выходами распределителя-формирователя импульсов (РФИ) и регистра программного управления (РПУ), буфер данных субмодуля ПРД (БДПРД), вход которого соединен с внутренней шиной, кодер (КД), вход которого соединен с выходом буфера данных (БДПРМ), формирователь информационных кодовых комбинаций (ФИНФКК), два входа которого соединены соответственно с выходом буфера данных (БДПРД), и выходом кодера (КД), первый коммутатор (КМ1), два входа которого соединены соответственно с выходами формирователя служебных кодовых комбинаций (ФСЛКК) и формирователя информационных кодовых комбинаций (ФИНФКК), модулятор (МД), вход которого соединен с выходом коммутатора (КМ1), формирователь сигналов проводного канала (ФСПК), вход которого соединен с выходом модулятора (МД), а выход с проводным каналом, формирователь сигналов радиоканала (ФСРК), вход которого соединен с выходом модулятора (МД), а выход с радиостанцией, субмодуль приемника содержит буфер данных приемника ПРМ (БДПРМ), выход которого соединен с внутренней шиной, регистр сдвига (РСДВ) и декодер (ДКД), выходы которых соединены соответственно с двумя входами буфера данных (БДПРМ), демодулятор (ДМД), выход которого соединен с входами регистра сдвига (РСДВ) и декодера (ДКД), узел цикловой синхронизации (УЦС), два входа которого соединены соответственно с выходом демодулятора (ДМД) и генератор (ГИ1), узел тактовой синхронизации (УТС), два входа которого соединены соответственно с выходом узла цикловой синхронизации (УЦС) и генератора (ГИ1), а выход с узлами приемника, коммутатор (КМ2), выход которого соединен входом демодулятора (ДМД) и третьим входом узла тактовой синхронизации (УТС), узел сопряжения проводного канала (УСПК), выход которого соединен с первым входом коммутатора (КМ2), а вход с проводным каналом, узел сопряжения радиоканала (УСРК), выход которого соединен со вторым входом коммутатора (КМ2), а вход с радиостанцией.
Перечень фигур, чертежей и иных материалов
На фиг.1 приведена структурная схема модуля аппаратуры передачи данных
Пример варианта выполнения устройства
На структурной схеме модуля аппаратуры передачи данных (фиг.1) обозначены:
1 - генератор импульсов 2 (ГИ2), 2 - контроллер первой радиостанции PCI, 3 - генератор импульсов 1 (ГИ1), 4 - узел сопряжения УС, 5 - модуль АПД, 6 - субмодуль передатчика ПРД, 7 - субмодуль приемника ПРМ, 8 - распределитель-формирователь импульсов (РФИ), 9 - регистр программного управления (РПУ), 10 - буфер данных передатчика (БДПРД), 11 - кодер (КД), 12 - формирователь служебных кодовых комбинаций (ФСЛКК), 13 - формирователь информационных кодовых комбинаций (ФИНФКК), 14 - коммутатор 1 (КМ1), 15 - модулятор (МД), 16 - формирователь сигналов проводного канала (ФСПК), 17 - формирователь сигналов радиоканала (ФСРК), 18 - буфер данных приемника ПРМ (БДПРМ), 19 - узел цикловой синхронизации (УЦС), 20 - регистр сдвига (РСДВ), 21 - декодер (ДКД), 22 - демодулятор (ДМД), 23 - узел тактовой синхронизации (УТС), 24 - второй коммутатор (КМ2), 25 - узел сопряжения проводного канала (УСПК), 26 - узел сопряжения радиоканала (УСРК), 27 - шина PCI, 28 - на проводной канал, 29 - на радиостанцию, 30 - от проводного канала, 31 - от радиостанции.
Заявляется техническое решение МОДУЛЯ АППАРАТУРЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (АПД) для контейнерных базовых несущих конструкций (БНК), в дальнейшем тексте именуемый модуль АПД, предназначенного для обеспечения обмена телекодовой (ТЛК) информацией в реальном масштабе времени со структурой, принятой в аппаратуре Т-235-1Л-1 для режимов работы "ОК ОДК-1, "ОК ОДК-2").
Состав модуля АПД
Модуль АПД имеет один приемный, один передающий независимые открытые каналы (радио и проводной) по стыку С1-ФЛ (ГОСТ 27232-87) и состоит из одного приемника и одного передатчика.
Взаимодействие модуля АПД с оконечным оборудованием данных (ООД) выполняется с использованием базового межмодульного интерфейса - шина PCI.
В контейнерных БНК в качестве ООД используется модуль процессора.
Технические требования
Характеристики каналов модуля АПД приведены в таблице 1.
Вид модуляции по стыку С1-ФЛ - биимпульсное кодирование.
Количество входов и выходов, подключаемых к радиоканалам по стыку С1-ФЛ:
- один вход - принимаемые данные;
- один выход - передаваемые данные.
Количество входов и выходов, подключаемых к проводным каналам по стыку С1-ФЛ:
- один вход - принимаемые данные;
- один выход - передаваемые данные (количество абонентов подключаемых к выходу - не более 2).
Модуль АПД обеспечивает обмен ТЛК информации по проводным каналам на максимальной дальности 500 м.
Таблица 1
Количество каналов по стыку С1
Вид модуляции приема и передачи
Скорость приема и передачибит/с
Вид канала связи (обозначение)
Структура кодовых комбинаций
Тип каналообразующих средств
Уровни передачи
передающих
приемных
1
1
Биимпульсное кодирование (БИ)
2400
провод
Длина 69 элементов ОК ОДК-1, ОК ОДК-2 аппаратуры Т-235-1Л-1 (Режим ОК ОДК-1, Режим ОК ОДК-2, Режим ОК ОДК2-1)
Полевой кабель
Амплитуда 1В (размах 2В) на нагрузке 1500 м
радио
Акведук
Модуль АПД обеспечивает обмен по каналам при работе с аппаратурой Т-235-1Л-1 ЛТ1.600.012 в режимах "ОК ОДК-1" или "ОК ОДК-2" ("ОК ОДК-2" или "ОК ОДК2-1").
Длина кодовых комбинаций равна 69 единичным элементам со структурами, применяемыми в аппаратуре Т-235-1Л-1 ЛТ1.600.012 в режимах "ОК ОДК-1", "ОК ОДК-2".
Модуль АПД обеспечивает прием по каналам в режимах "ОК ОДК-1", "ОК ОДК-2" и "ОК ОДК2-1".
В режиме "ОК ОДК-1" модуль АПД обеспечивает режим передачи с выдачей двух кодовых комбинаций "точек" (последовательность чередующихся единиц и нулей) и одной комбинации фазового пуска (КФП) при начальной синхронизации, а также одной КФП на месте каждой 96 кодовой комбинации в блоке передаваемых данных для работы с аппаратурой Т-235-1Л-1, работающей в режиме обмена "ОК ОДК-1"(виды сообщения "Адресное", "Циркулярное", "Молчание").
После прекращения поступления информации от ООД АПД для поддержания соединения с абонентом осуществляет передачу кодовых комбинаций "Молчание".
В режиме "ОК ОДК-2" модуль АПД обеспечивает режим передачи с выдачей двух кодовых комбинаций "точек" и двух КФП (инверсной и прямой) при начальной синхронизации, а также двух КФП (инверсной и прямой) на месте каждой 96 и 97 кодовых комбинаций в блоке передаваемых данных для работы с аппаратурой Т-235-1Л-1, работающей в режиме обмена "ОК ОДК-2".
После прекращения поступления информации от ООД АПД для поддержания соединения с абонентом осуществляет передачу кодовых комбинаций "Молчание", то есть режим без отключения канала.
Модуль АПД обеспечивает обмен в режиме "ОК ОДК2-1".
Режим "ОК ОДК2-1" аналогичен режиму "ОК ОДК-2" за исключением того, что при прекращении поступления информации от ООД АПД не поддерживает соединения с абонентом и не передает кодовые комбинации "Молчание", то есть переходит в режим с отключением канала.
В этом случае, при отсутствии данных от ООД, канал разрывается, то есть прекращается выдача сигналов передатчиками АПД в канал связи и осуществляется выключение радиостанции на передачу.
Модуль АПД обеспечивает значения входного и выходного сопротивлений в точках подключения к линиям связи для проводных и радио каналов (150±60) Ом.
Минимальный уровень (размах) сигнала на приеме для радио и провода не менее 0,4 В.
В модуле АПД при работе с биимпульсным кодированием символы "0" и "1" сигнала данных передаются на тактовом интервале двумя импульсами равной длительности и противоположной полярности (10 или 01).
Порядок чередования полярности импульсов по сравнению с предыдущим тактовым интервалом не изменяется при передаче символа "1" и изменяется при передаче символа "0".
Модуль АПД обеспечивает возможность функционального контроля приемных и передающих каналов.
Функциональный контроль модуля выполняется под управлением процессора.
Модуль аппаратуры передачи данных (модуль АПД) используется как дополнительный модуль, который устанавливается в слоты периферийных устройств контейнерных БНК с интерфейсной шиной Compact PCI (PCI).
Модуль выполнен в конструктиве Евромеханика с типоразмерами 3U с мезонинной платой.
Конструктивно модуль выполнен в виде открытого вставного блока с платой контроллера PCI, с установленным на ней мезонином АПД в конструктиве Евромеханика с использованием плат форм-фактора 3U на основе стандарта Compact PCI.
На металлические лицевые панели установлены два герметичных разъема.
К плате контроллера, которая является основной несущей платой, через разъемы крепится мезонин АПД.
Соединитель, установленный на плате, предназначен для подключения модуля к объединительной плате.
Конструктивно модуль выполнен в 2-х вариантах:
1. для установки в панели с кондуктивным теплоотводом;
2. для установки в панели с конвективным теплоотводом.
Для кондуктивного теплоотвода дополнительно устанавливаются клиновые зажимы, для которых предусмотрены места крепления на основной плате.
Электропитание модуля осуществляется от источников постоянного тока напряжением 3,3 В, 5 В, 12 В, минус 12 В.
Ток потребления (мощность) от источников питания постоянного тока составляет:
- по цепи 3,3 В - 300 мА (0,99 ВА);
- по цепи 5 В - 500 мА (2,5 ВА);
- по цепи 12 В - 80 мА (0,96 ВА);
- по цепи минус 12 В - 80 мА (0,96 ВА).
Габаритные размеры:
Длина - 189,1 мм
Ширина - 128,5 мм
Высота - 20 мм
Промышленная применимость
Данное техническое решение промышленно реализуемо, обладает необходимыми функциональными характеристиками, массогабаритными параметрами, низким энергопотреблением компактно, приспособлено к использованию в полевых условиях.