УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕГОННОЙ СВЯЗИ И СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕГОННОЙ СВЯЗИ (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR ORGANIZATION OF DISTILLATION COMMUNICATION AND METHOD OF ORGANIZATION OF DISTILLATION COMMUNICATION (EMBODIMENTS)

Изобретение относится к области автоматики, связи и может быть использовано на железнодорожном транспорте для организации перегонной связи и связи с местом аварийно-восстановительных работ, а также для организации связи вдоль транспортных магистралей, в том числе трубопроводов.
Предшествующий уровень техники
Известен патент РФ на изобретение № 2713776, МПК B61L 27/00, H04M 3/56 (2006.01) «СИСТЕМА ПЕРЕГОННОЙ СВЯЗИ».
Система перегонной связи содержит станционные устройства доступа, установленные на станциях, ограничивающих перегон, переговорно-вызывные устройства перегонной связи, устройства доступа перегонные, взаимодействующие по цифровой сети с использованием первичного цифрового канала в формате Е1, волоконно-оптическая линия связи, выполненная на основе технологии пассивных оптических сетей, для обеспечения связи устройств доступа перегонных с устройствами доступа станционными, в оптическое волокно волоконно-оптической линии связи включены сплиттеры, каждое станционное устройство доступа выполнено в виде первичного мультиплексора. Изобретение решает задачу уменьшения потребляемой энергии электропитания устройств доступа перегонных.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент РФ на изобретение № 2719318, МПК Н04В 10/25, «СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМ ЛИНИЯМ СВЯЗИ C РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ УЗЛАМИ ДОСТУПА».
Технический результат состоит в снижении потерь энергетического бюджета ВОЛС, что обеспечивает значительное уменьшение требуемого числа оптических волокон для связи оконечных станций участка ВОЛС с распределенными узлами доступа и сокращение объема станционного оборудования ВОЛС. Для этого введены оптические переключатели, соединенные с выходами источников электропитания узлов доступа и выполняющие передачу линейных сигналов в обход узлов доступа при выключенном электропитании или подключение линейных сигналов двух направлений связи к первому и второму портам узлов доступа при включенном электропитании.
Недостатком данного способа является использование SFP-модулей с совмещенным приемником/передатчиком, что сильно снижает возможность регулирования уровней мощности и чувствительности, т.к. при уменьшении чувствительности (для защиты от пересвета со стороны соседнего SFP-модуля) одновременно снизится и мощность передатчика и увеличивает стоимость оборудования, также при длине участка более 20 км между оконечными станциями снижается количество узлов доступа, которые можно подключить к одному волокну, причем описанный способ предполагает использование двух длин волн, что усложняет работы по пусконаладке системы.
Раскрытие изобретения
Технической задачей данного изобретения является
• Повышение эффективности работы перегонной связи на расстояниях между оконечными станциями более 20 км.
• Упрощение пусконаладочных работ и эксплуатации системы перегонной связи.
• Повышение эффективности расхода оптических волокон.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что устройство для организации перегонной связи включает: первую и вторую оконечную станцию, 1+n перегонный узел доступа и волоконно-оптическую линию связи. Каждая оконечная станция содержит двухволоконный SFP-модуль, где прием сигнала и передачу сигнала обеспечивают отдельные гнезда. Волоконно-оптическая линия связи содержит 1+n пар оптических волокон магистрального волоконно-оптического кабеля и 1+n блоков оптических переключателей. Каждый перегонный узел доступа содержит по два двухволоконных SFP-модуля, где прием сигнала и передачу сигнала обеспечивают отдельные гнезда, коммутатор, дополнительное перегонное оборудование, источник электропитания и переговорно-вызывное устройство. Каждый блок оптических переключателей соединен с источником электропитания соответствующего перегонного узла доступа, причем при отсутствии электропитания на перегонном узле доступа сигнал проходит транзитом мимо отключенного от электропитания перегонного узла доступа. Каждый коммутатор выполнен с обеспечением возможности ретрансляции принимаемого линейного сигнала с последующей его передачей, а также ввода и вывода информации. Устройство для организации перегонной связи выполнено таким образом, что при прохождении сигнала слева направо, сигнал идет по одному из пары магистральных оптико-волоконных кабелей, а при прохождении сигнала справа налево по другому.
Способ организации перегонной связи, реализуемый по п. 1.
Генерируют электрический аналоговый сигнал на устройстве с аналоговым интерфейсом, этот сигнал передают на автоматическую телефонную станцию оконечной станции, сигнал преобразовывают в электрический цифровой, передают в коммутатор, где преобразовывают его в оптический цифровой сигнал. Затем через гнездо передачи SFP-модуля посылают на первое из пары оптических волокон. Активизируют переговорно-вызывное устройство перегонного узла доступа посредством подачи электропитания в переговорно-вызывное устройство и в блок оптических переключателей. Затем через активированный блок оптических переключателей и гнездо приема первого SFP-модуля коммутатора перегонного узла доступа получают оптический цифровой сигнал на коммутатор перегонного узла доступа, а в коммутаторе преобразовывают оптический цифровой сигнал в цифровой электрический сигнал и передают в переговорно-вызывное устройство, а также, при необходимости, на дополнительное перегонное оборудование перегонного узла доступа. После чего в переговорно-вызывном устройстве генерируют ответный цифровой электрический сигнал и передают этот сигнал на коммутатор перегонного узла доступа, в коммутаторе преобразовывают этот сигнал в оптический цифровой и передают его через гнездо передачи этого же SFP-модуля на второе из пары оптических волокон. Затем через активированный блок оптических переключателей, принимают сигнал на оконечной станции, с которой пришел сигнал, через гнездо приема SFP-модуля коммутатора. Принятый оптический цифровой сигнал в коммутаторе оконечной станции преобразовывают в цифровой и передают данный сигнал на цифровую автоматическую телефонную станцию, где преобразовывают его в электрический аналоговый и передают его на устройство с аналоговым интерфейсом (Вариант 1).
Способ организации перегонной связи, реализуемый по п. 1. При условии, когда не активируют переговорно-вызывное устройство любого из 1+n перегонного узла доступа. Генерируют электрический аналоговый сигнал на устройстве с аналоговым интерфейсом и передают этот сигнал на автоматическую телефонную станцию оконечной станции, где сигнал преобразовывают в электрический и передают в коммутатор. В коммутаторе преобразовывают его в оптический цифровой сигнал и через гнездо передачи SFP-модуля посылают на первое из пары оптических волокон. Получают сигнал на противоположной оконечной станции через гнездо приема SFP-модуля коммутатора оконечной станции. Принятый оптический цифровой сигнал в коммутаторе противоположной оконечной станции преобразовывают в цифровой и передают на цифровую автоматическую телефонную станцию, где преобразовывают его в электрический аналоговый сигнал. После этого передают его на устройство с аналоговым интерфейсом. При необходимости обратной передачи сигнала, сигнал преобразовывают и передают в обратном порядке через второе оптическое волокно (Вариант 2).
Способ организации перегонной связи, реализуемый по п. 1. Генерируют электрический цифровой сигнал в IP-телефонеи передают его в коммутатор оконечной станции, где через гнездо передачи SFP-модуля посылают на первое из пары оптических волокон. После чего активизируют переговорно-вызывное устройство перегонного узла доступа посредством подачи электропитания в переговорно-вызывное устройство и в блок оптических переключателей. Через данный блок оптических переключателей и гнездо приема первого SFP-модуля коммутатора перегонного узла доступа получают оптический цифровой сигнал на коммутатор и преобразовывают его в цифровой электрический сигнал, а затем передают в переговорно-вызывное устройство, а также, при необходимости, на дополнительное перегонное оборудование перегонного узла доступа. В переговорно-вызывном устройстве генерируют ответный цифровой электрический сигнал, затем передают этот сигнал на коммутатор где преобразовывают его в оптический цифровой и передают через гнездо передачи этого же SFP-модуля на второе из пары оптических волокон через этот же активированный блок оптических переключателей. Далее принимают сигнал на оконечной станции, с которой пришел сигнал, через гнездо приема SFP-модуля коммутатора оконечной станции, затем принятый оптический цифровой сигнал передают в IP-телефон (Вариант 3).
На фиг. 1. Представлена схема устройства для организации перегонной связи.
На фиг. 2. Представлен сравнительный график расхода оптических волокон в зависимости от увеличения расстояния участка.
Реализация изобретения
Устройство для организации перегонной связи 1 включает: первую оконечную станцию 2 и вторую оконечную станцию 3, 1+n перегонный узел доступа 4 и волоконно-оптическую линию связи. Каждая оконечная станция 2 и 3 содержит двухволоконный SFP-модуль 6, где прием сигнала и передачу сигнала обеспечивают отдельные гнезда 11 и 12. Волоконно-оптическая линия связи содержит 1+n пар оптических волокон магистрального волоконно-оптического кабеля 10 и 1+n блоков оптических переключателей 5. Каждый перегонный узел доступа 4 содержит по два двухволоконных SFP-модуля 6, где прием сигнала и передачу сигнала обеспечивают отдельные гнезда - гнездо передачи 11 и гнездо приема 12, коммутатор 7, источник электропитания 8, дополнительное перегонное оборудование 13 и переговорно-вызывное устройство 9. Каждый блок оптических переключателей 5 соединен с источником электропитания 8 соответствующего перегонного узла доступа 4, причем при отсутствии электропитания на перегонном узле доступа 4 сигнал проходит транзитом мимо отключенного от электропитания перегонного узла доступа 4. Каждый коммутатор 7 выполнен с обеспечением возможности ретрансляции принимаемого линейного сигнала с последующей его передачей, а также ввода и вывода информации. Устройство для организации перегонной связи 1 выполнено таким образом, что при прохождении сигнала слева направо, сигнал идет по одному из пары магистральных оптико-волоконных кабелей 10, а при прохождении сигнала справа на лево по другому. Каждый перегонный узел доступа подключается к оптическим волокнам магистрального волоконно-оптического кабеля 10, по которым осуществляется обмен данными с оборудованием оконечных станций 2 и 3, через блок оптических переключателей5. При подаче питания с переговорно-вызывного устройства 9 на блок оптических переключателей 5, блок оптических переключателей 5 автоматически переходит в активное состояние. В этом положении любой сигнал, передаваемый по оптическим волокнам, будет проходить через перегонный узел доступа 4, который будет выполнять его ретрансляцию. В случае, если перегонный узел доступа 4 выключен, блок оптических переключателей 5 находится в пассивном состоянии, пропуская сигнал транзитом, в обход перегонного узла доступа 4.
Преимуществами предлагаемого решения является:
1. Использование двух волокон. По сравнению с одноволоконной системой перегонной связи, построенной на оптических переключателях, двухволоконная система обладает большими возможностями регулировки чувствительности приема и мощности передачи сигнала, что является критичным при необходимости применения системы на участках большой протяженности. Кроме того, за счет этого повышается эффективность расходования оптических волокон в магистральном волоконно-оптическом кабеле. Сравнительный график расхода оптических волокон в зависимости от увеличения расстояния участка представлен на фиг. 2, где красным показана зависимость для одноволоконной схемы, и зеленым - для двухволоконной.
2. Возможность регулировки чувствительности приема и мощности передачи за счет использования двухволоконных SFP-модулей, где гнездо приема и гнездо передачи - это отдельные гнезда. Это позволяет регулировать уровень мощности и уровень чувствительности отдельно друг от друга, благодаря чему становится возможным избежать потери чувствительности при искусственном снижении мощности, и наоборот.
3. Увеличение расстояния между оконечной станцией и перегонным узлом доступа. При длине участка более 20 км предлагаемое решение более эффективно по количеству используемых оптических волокон. (для сравнения с прототипом: на больших расстояниях требуется использовать более мощные SFP-модули. Из-за этого на SFP-модули ближайших устройств - перегонных узлов доступа придется ставить аттенюаторы (для защиты от пересвета. Но, т.к. отдельно мощность приема и передачи в системе прототипа регулировать нельзя, то мощность SFP-модулей тоже снизится, следовательно, на одно оптическое волокно можно будет подключить уже меньшее количество устройств - перегонных узлов доступа. И с увеличением расстояния ситуация будет только ухудшаться (см. фиг. 2).
4. Для увеличения расстояния устройству прототипа будут необходимы более дорогие SFP-модули чем в предлагаемом устройстве, а следовательно, предлагаемое устройство организации перегонной связи экономически выгоднее.
5. В предлагаемом устройстве перегонной связи, за счет использования двух волокон, можно использовать всего одну длину волны - это упрощает эксплуатацию и закупку запасных частей.
Все приведенные описания функционирования устройства подтверждают выполнение технической задачи данного изобретения, а именно, повышение эффективности работы перегонной связи на расстояниях между оконечными станциями более 20 км, упрощение пусконаладочных и эксплуатации системы перегонной связи, повышение эффективности расхода оптических волокон.
Промышленная применимость
Все вышеизложенное говорит о промышленной применимости устройство для организации перегонной связи и способа организации перегонной связи.
Перечень позиций.
1. Устройство для организации перегонной связи
2. Первая оконечная станция
3. Вторая оконечная станция
4. Перегонный узел доступа
5. Блок оптических переключателей
6. Двухволоконный SFP-модуль
7. Коммутатор
8. Источник электропитания
9. Переговорно-вызывное устройство
10. Пара оптических волокон магистрального волоконно-оптического кабеля
11. Гнездо передачи SFP-модуля
12. Гнездо приема SFP-модуля
13. Дополнительное перегонное оборудование
14. Автоматическая телефонная станция
15. IP телефон
16. Устройство с аналоговым интерфейсом