СИСТЕМА МОНИТОРИНГА РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАБЕЛЬНОГО ТРАКТА
MONITORING SYSTEM OF SPLIT CONNECTIONS OF CABLE PATH

Изобретение относится к технике связи, в частности, к оборудованию кабельных систем и может использоваться для идентификации состояния портов коммутационных панелей, через которые осуществляется соединение сетевых устройств.
Известна система мониторинга разъемных соединений кабельного тракта (патент США №6784802, приоритет от 06.11.2001, автор Mishael D Stanescu (СА)). В описании к данному изобретению указано, что контроль соединения в кабельной системе осуществляется с помощью радиочастотных идентификаторов (RFID), нанесенных на концы каждого кабеля, и датчика RFID в точках подключения. Идентификаторы меток считываются с помощью антенн радиочастотного считывателя, установленных в каждом порту коммутационной панели. Недостатком такой системы является наличие необходимости маркировки каждого соединительного кабеля, что в случае эксплуатации масштабной кабельной системы затруднительно. Значительно снижается оперативность выполнения работ по замене соединительных кабелей. А в случае большой территориальной разнесенности объектов эксплуатации, такая необходимость может привести к срывам регламентных сроков по восстановлению работоспособности систем. Кроме того, применение такой системы в действующем объекте информатизации потребует замены всех соединительных кабелей на эксплуатируемом объекте.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является система для идентификации состояния портов коммутационных панелей (патент РФ №2583999, приоритет от 20.01.2015, «Датчик подключения для идентификации порта коммутационной панели», автор: Хозяинов Б.А., МПК: G01R 31/04, Н04М 3/22, опубликовано 20.05.2016, Бюл. №14). В описании к этому патенту указано, что идентификационный датчик размещают вблизи соответствующего порта коммутационной панели на расстоянии, достаточном для восприятия сигналов побочного электромагнитного излучения, возникающего в кабельном тракте, при передаче по этому кабелю соответствующих сигналов, и на удалении от остальных портов коммутационной панели, исключающем ложные срабатывания датчика от сигналов побочного электромагнитного излучения от кабельного тракта других портов. Датчик снимает побочное электромагнитное излучение с вилки или розетки разъема стандарта МЭК 60603-7 (RJ45) и может быть установлен на лицевой панели коммутационной панели. Информационный сигнал с такого датчика (как и для аналогичных систем) может обрабатываться с помощью блока обработки данных, с которым должны быть соединены все датчики подключения таким образом, что конкретный порт коммутационной панели соответствовал конкретному порту датчика снятия побочного электромагнитного излучения. Для отображения и обработки информации о коммутационной панели блок обработки данных может взаимодействовать с персональным компьютером (ПК).
Таким образом, в наиболее близком аналоге отсутствуют недостатки, указанные в сравнении с изобретением №6784802, однако имеются иные недостатки, такие как отсутствие возможности снятия электромагнитного излучения с разъема, в случае, когда сетевое оборудование находится в выключенном состоянии, но фактически разъем порта коммутационной панели остается занят. Кроме того, в случае с оптическими коммутационными панелями данный способ не применим по причине отсутствия электромагнитного излучения при передаче сигнала в волоконно-оптических линиях связи.
Общий принцип функционирования известных систем для идентификации состояния портов коммутационных панелей включает: размещение каждого из датчиков подключения вблизи соответствующего порта коммутационной панели на расстоянии, достаточном для восприятия сигналов побочного электромагнитного излучения, возникающего возле кабельного тракта данного порта при передаче по этому кабелю соответствующих сигналов; подключение к блоку обработки данных всех датчиков подключения; идентифицирование посредством блока обработки данных конкретного порта коммутационной панели по сигналу с соответствующего этому порту датчика подключения при восприятии побочного электромагнитного излучения; взаимодействование ПК с блоком обработки данных для отображения и обработки информации о коммутационной панели.
Технической проблемой является создание системы мониторинга разъемных соединений кабельного тракта, позволяющей идентифицировать состояние порта коммутационной панели в независимости от состояния оборудования (включено/выключено), а также без необходимости дополнительных действий по маркировке соединительных кабелей специальными метками.
Техническими результатами, на достижение которых направлено изобретение, являются расширение функциональных возможностей, повышение достоверности идентификации занятости портов коммутационных панелей.
Данные технические результаты достигаются тем, что система мониторинга разъемных соединений кабельного тракта содержит, по крайней мере, одну коммутационную панель, на которую установлен соответствующий блок контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели, программно-аппаратный блок сопряжения, включающий микроконтроллер и содержащий идентификаторы каждого блока контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели, программный блок обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей, каждый блок контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели включает группу бесконтактных, датчиков расстояния, каждый из которых установлен на соответствующей коммутационной панели рядом с соответствующим портом таким образом, что при подключении в данный порт разъем располагался в секторе обнаружения соответствующего бесконтактного датчика расстояния, при этом не попадал в сектор обнаружения других контактных датчиков расстояния, выход каждого блока контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели соединен с соответствующим входом программно-аппаратного блока сопряжения, вход/выход программно-аппаратного блока сопряжения соединен с входом/выходом программного блока обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей.
Расширение функциональных возможностей заключается в:
- возможности идентификации состояния занятости порта коммутационной панели при любом состоянии (включено/выключено) оборудования кабельной инфраструктуры;
- возможности применения системы для любых линий связи, в том числе, волоконно-оптических.
Для достижения указанного результата предлагается применение бесконтактных датчиков расстояния, которые размещаются в непосредственной близости от соответствующего порта коммутационной панели таким образом, что подключенный разъем в порту коммутационной панели будет находиться в секторе обнаружения конкретного датчика, и не попадать в сектор обнаружения других датчиков. Применение бесконтактных датчиков расстояния позволяет идентифицировать состояние занятости порта коммутационной панели при выключенном оборудовании кабельной инфраструктуры, а также применять в частности, для волоконно-оптических линий связи.
За счет возможности контроля состояния портов коммутационных панелей при выключенном оборудовании кабельной инфраструктуры повышается достоверность информации о состоянии портов.
Применение заявляемой системы позволяет исключить необходимость внесения (нанесения) дополнительных компонентов (RFID-меток) в состав существующих и эксплуатируемых кабельных систем, что значительно упрощает внедрение заявляемой системы в эксплуатацию, и снижает его стоимость.
На фиг. 1 представлена функциональная схема варианта реализации системы мониторинга разъемных соединений кабельного тракта. На фиг. 2 представлен принцип функционирования аппаратного блока контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели.
1
k
1
k
Система мониторинга разъемных соединений кабельного тракта (фиг. 1) включает в себя коммутационные панели 1, …, 1, блоки 2, …, 2контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели, программно-аппаратный блок 3 сопряжения, включающий микроконтроллер 4, программный блок 5 обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей, где k=1, 2, …
k
k
k
k
На каждую коммутационную панель 1 установлен соответствующий блок 2 контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели. Каждый блок 2 контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели включает группу бесконтактных датчиков 6 расстояния (фиг. 2), каждый из которых установлен на соответствующей коммутационной панели рядом с соответствующим портом таким образом, что при подключении в данный порт разъем располагался в секторе обнаружения соответствующего бесконтактного датчика расстояния, при этом не попадал в сектор обнаружения других контактных датчиков расстояния.
k
Выход каждого блока 2 контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели соединен с соответствующим входом программно-аппаратного блока 3 сопряжения, вход/выход программно-аппаратного блока 3 сопряжения соединен с входом/выходом программного блока 5 обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей.
k
k
Каждая коммутационная панель 1 представляет собой окончание кабельной линии, выполненное в виде стандартных сетевых разъемов (гнезд/портов), размещенных в стандартном корпусе в виде коробки или панели. Коммутационная панель 1 предназначена для выполнения коммутации кабельных линий.
k
k
k
Каждый блок 2 контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели включает набор бесконтактных датчиков 6 расстояния, а также группу компараторов и предназначен для формирования цифровой записи о состоянии занятости портов коммутационной панели (например: 110010010 - из цифровой записи следует, что первый, второй, пятый и восьмой порты заняты, остальные свободны). Количество блоков 2 контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели применяют пропорционально количеству коммутационных панелей.
k
k
k
k
k
k
Каждый бесконтактный датчик 6 расстояния предназначен для идентификации соответствующего разъема в соответствующем порте коммутационной панели и представляет собой электронный прибор, состоящий из излучателя световой волны (фотодиода) и фотоприемника (фототранзистора), которые заключены в общий корпус и функционируют в одном диапазоне длин волн (в инфракрасном диапазоне - ИК). Принцип работы такого датчика заключается в улавливании фотоприемником отраженной от предмета (разъема) волны, которую отправил излучатель. При коммутации сетевого кабеля в порт коммутационной панели 1 разъем кабеля попадает в зону обнаружения соответствующего датчика 6 расстояния из группы аппаратных блоков 2 контроля наличия разъемов, который в свою очередь изменяет состояние выхода (при отсутствие разъема сетевого/коммутационного кабеля в зоне обнаружения датчика 6 расстояния, выход датчика 6 расстояния находится в нейтральном состоянии - 0 В). В зависимости от типа коммутационной панели определяется вариант размещения датчиков.
k
Программно-аппаратный блок 3 сопряжения, включающий микроконтроллер 4, предназначен для обработки поступающих от датчиков 6 сигналов и передачи посредством специального программного обеспечения (программного драйвера) полученной информации в программный блок 5 обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей об использовании портов коммутационных панелей, например, через RS-232 (или другой доступный интерфейс) в определенном формате для дальнейшего ее преобразования и передачи на ПК администратора посредством Ethernet. Для каждой группы портов (в основном, для группы портов одной коммутационной панели) предусмотрен механизм, формирующий уникальный идентификатор блока - ID (на базе специальных перемычек-переключателей - jumper's).
Программный блок 5 обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей представляет собой управляющее программное обеспечение для удобного отображения информации об использовании ресурсов кабельной инфраструктуры. Программный блок 5 обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей устанавливается на любой ПК под управлением операционной системы семейства Windows/Linux. В зависимости от потребностей администратора, информация об использовании портов коммутационных панелей может выводиться на экран в виде таблицы или в виде графического изображения соответствующей коммутационной панели с подключенным/отключенным разъемом. Предусмотрен механизм выдачи информации в различных редактируемых форматах для подготовки отчетных фирм. Вся информация о коммутационных панелях и установленных разъемах хранится в базе данных.
Система мониторинга разъемных соединений кабельного тракта работает следующим образом.
k
k
Предварительно на каждую коммутационную панель 1 устанавливают соответствующий блок 2 контроля наличия разъемов в портах коммутационной панели.
k
k
k
При нахождении разъема в зоне обнаружения датчика 6 расстояния выходной сигнал данного датчика 6 расстояния обрабатывается сначала компаратором, а затем поступает на соответствующий вход микроконтроллера 4 в виде цифрового сигнала, соответствующего логической единице (+5В). Цифровой сигнал формируется с помощью компаратора и порогового значения срабатывания датчика 6 расстояния. При отсутствии разъема, на соответствующий вход микроконтроллера 4 поступает цифровой сигнал, соответствующий логическому нолю.
k
Затем поступающие сигналы от датчиков 6 расстояния обрабатываются программно-аппаратным блоком 3 сопряжения. Результат обработки программно-аппаратный блок 3 сопряжения посредством программного драйвера формирует и передает по определенному протоколу в программный блок 5 обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей на ПК администратора, на котором функционирует блок 5 обработки, хранения и отображения информации об использовании портов коммутационных панелей. После чего, любой ПК в одной локальной сети с ПК администратора может получить доступ к информации о занятости портов соответствующей коммутационной панели.