ОПТИЧЕСКИЙ ТЕРМИНАЛ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ЦИФРОВЫХ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ АТС

Предлагаемая полезная модель относится к телекоммуникационным технологиям, и в частности, к автоматическим телефонным станциям (АТС) как электронным (цифровым), так и к электромеханическим (координатной системы).
На ее основе предлагается усовершенствовать оборудование цифровых соединительных линий, обеспечивающих присоединение цифровых или координатных АТС к цифровым АТС, например, системы АТСЦ-90 или другим подобным, таким образом, чтобы стало возможным строить соединительные линии, имеющие диагностику аварийных состояний (обрывов линий) на основе волоконно-оптических кабелей связи. В этом случае цифровая АТС, к которой производится подключение, должна быть оснащена станционными комплектами с оптическим интерфейсом, например, как АТСЦ-90, а подключение другой цифровой АТС или координатной АТС должно осуществляться с использованием предлагаемой полезной модели на противоположном конце линии. Подключение координатной АТС должно производиться через оборудование аналого-цифрового сопряжения (например, ОГМ-30, оснащенное специальной платой, обеспечивающей интерфейс сигнализации с трехпроводным окончанием, типом сигнализации 2 ВСК с передачей номера декадным или частотным кодом, с поддержанием функции АОН). Кроме этого цифровая АТС, к которой подключается координатная АТС, должна в этом случае поддерживать указанный выше тип сигнализации (например, как АТСЦ-90). Подключение же другой цифровой АТС должно производиться с использованием этой полезной модели через интерфейс Е1. Помимо указанного выше применения, предлагаемая полезная модель может быть использована как оптический модем, обеспечивающий передачу по одномодовым волоконно-оптическим линиям сигналов цифрового потока Е1 (2048 кбит/с) на расстоянии до 100-120 км, без промежуточных регенераторов, что может существенно расширить область ее применения, и дает возможность использовать предлагаемую полезную модель в разнообразных устройствах и системах телекоммуникаций, где требуется передача потока Е1 по оптическим кабелям связи на большие расстояния.
В качестве прототипа выбран регенератор, описанный в книге: Волоконно-оптические системы передачи и кабели: Справочник / И.И.Гроднев, А.Г.Мурадян, Р.М.Шарафутдинов и др. - М.: Радио и связь, 1993. - 264 с. Ил., на стр.142 (см. рис.7.6 в указанной книге). Данное устройство устанавливается как на промежуточных, так и на оконечных станциях. В этом устройстве осуществляется
усиление, коррекция и другие операции над входным сигналом, осуществляется преобразование кодов, в том числе и линейных, осуществляется согласование передаваемых сигналов с параметрами линий, в том числе и оптических. Кроме этого в описанном устройстве реализуется восстановление тактового сигнала на приемном конце линии и имеется решающая схема, принимающая решение о значениях принимаемых символов («ноль» или «единица»), а также производится восстановление формы и длительности принимаемых элементов цифрового потока. Передача и преобразование сигналов в этом устройстве осуществляется лишь в одну сторону от входа к выходу.
Недостатком устройства-прототипа является то, что это устройство позволяет передавать сигнал в одном направлении от входа к выходу и не позволяет вести передачу и восстановление сигнала в обоих направлениях, как это необходимо при двунаправленной передаче сигнала цифрового потока Е1, предусматривающей электрический интерфейс с четырехпроводным окончанием. Кроме этого регенератор, выбранный в качестве прототипа, не имеет средств диагностики аварийных состояний, вызванных снижением уровня сигнала на входе или его полным пропаданием, возникающих при отказах линейного, кроссового или станционного оборудования.
Целью данной полезной модели является создание такого оптического терминала для организации цифровых соединительных линий АТС, который позволил бы осуществлять передачу, прием и восстановление цифрового потока Е1 в обоих направлениях, а также совместно со станционным комплектом с оптическим интерфейсом для цифровых АТС и абонентских цифровых концентраторов позволил бы строить волоконно-оптические цифровые соединительные линии для связи АТС между собой, и для подключения абонентских цифровых концентраторов (АЦК) к АТС, не имеющим оборудования волоконно-оптических интерфейсов. Кроме этого, целью предлагаемой полезной модели является создание недорогого, простого устройства, которое могло бы применяться в качестве оптического модема для двунаправленной передачи потока Е1 по одномодовой волоконно-оптической линии на расстояние до 100-120 км и имеющего диагностику аварийных состояний.
Предлагаемые оптические терминалы найдут широкое применение при телефонизации обширных сельских территорий, цифровой реконструкции городских и сельских местных телефонных сетей и во многих других областях телекоммуникаций, где требуется передача потоков Е1 по волоконно-оптическим линиям связи на большие расстояния.
Для достижения поставленной цели предлагается использовать оптический терминал, дополненный волоконно-оптическим передатчиком, приемником, а также специальными решающими схемами для диагностики аварийных состояний, имеющий в своем составе два регенератора - передающего и приемного направлений.
На основе предлагаемого оптического терминала могут быть построены цифровые волоконно-оптические соединительные линии для соединения цифровых АТС между собой, для присоединения аналоговых АТС через оборудование аналого-цифрового сопряжения к цифровым АТС, для подсоединения АЦК к цифровым АТС, а также для широкой номенклатуры систем и устройств, требующих передачи цифрового потока Е1 по волоконно-оптической линии на большие расстояния.
На Фиг.1 приведена структура одного из вариантов построения оптического терминала для организации цифровых соединительных линии АТС, где:
1. - преобразователь кода передачи (ПКП);
2. - линейный кодер (ЛК);
3. - оптический передатчик (ОП);
4. - первая решающая схема (РС1);
5. - оптический приемник (ОПр);
6. - линейный декодер (ЛД);
7. - преобразователь кода приема (ПКПр);
8. - выделитель тактовой частоты (ВТЧ);
9. - решающая схема 2 (РС2);
10. - регенератор передачи (РП);
11. - регенератор приема (РПр).
Назначение этих компонентов следующее:
- преобразователь кода передачи (ПКП) 1 предназначен для усиления, обработки и декодирования сигнала, поступающего от потребителя цифрового потока по симметричной двухпроводной линии, кодированного линейным кодом HDB-3, а также для восстановления тактовой последовательности, сопровождающей декодированный сигнал;
- линейный кодер (ЛК) 2 предназначен для кодирования сигнала, поступающего с выхода ПКП1 в коде NRZ, линейным кодом (например, CMI) необходимым для передачи этого сигнала по оптической линии;
- оптический передатчик (ОП) 3 необходим для преобразования электрического двоичного сигнала в оптический сигнал, для ввода этого сигнала в оптоволоконный световод оптического кабеля связи;
- решающая схема 1 (РС1) 4 предназначена для принятия решения о снижении уровня сигнала, принимаемого из симметричной линии ниже установленного порога и для активации аварийного сигнала «авар. Е1» (авария Е1);
- оптический приемник (ОПр) 5 необходим для приема оптического сигнала из линии и преобразования его в электрический двоичный сигнал, кодированный линейным кодом, а также для формирования электрического сигнала, пропорционального уровню принимаемой оптической мощности;
- линейный декодер (ЛД) 6 предназначен для преобразования двоичного сигнала, кодированного линейным кодом, в двоичный сигнал, кодированный последовательным кодом NRZ;
- преобразователь кода приема (ПКПр) 7 нужен для преобразования двоичного сигнала, кодированного кодом NRZ, в квазитроичный сигнал, кодированный кодом HDB-3, необходимый для передачи цифрового потока Е1 по симметричной двухпроводной линии;
- выделитель тактовой частоты (ВТЧ) 8 необходим для восстановления сигнала тактовой частоты на приемной стороне оптической линии;
- решающая схема 2 (РС2) 9 предназначена для принятия решения о снижении уровня принимаемой оптической мощности и активации аварийного сигнала «авария приема» («авар. Пр.»);
- регенератор передачи (РП) 10 необходим для усиления, перекодирования, восстановления и преобразования сигнала в передающем тракте;
- регенератор приема (РПр) 11 нужен для преобразования, усиления, перекодирования и восстановления сигнала в приемном тракте.
Основные преимущества предлагаемого оптического терминала для организации цифровых соединительных линий АТС
- Возможность организации волоконно-оптических соединительных линий для связи цифровых АТС между собой, для присоединения координатных АТС к цифровым АТС, подключения АЦК к цифровым АТС.
- Возможность построения волоконно-оптических линий для передачи цифровых потоков Е1 по одномодовым оптическим кабелям связи на расстоянии до 100-120 км.
- Возможность диагностики аварийных состояний (обрывов линий).
Реализация узлов оборудования оптического терминала для организации цифровых соединительных линий АТС
Все узлы оптического терминала за исключением оптического передатчика и оптического приемника, оснащенного решающей схемой РС2, разработаны во ФГУП ЛОНИИС. В качестве оптического передатчика 3 применен отечественный оптический передающий модуль ПОМ-460-2 на базе суперлюменисцентного светоизлучающего диода, производства ЗАО «ТЕЛАЗ», г.Москва.
В качестве оптического приемника 5 использован оптический приемный модуль того же изготовителя, что и передатчик - ПРОМ-367. Преобразователь кода передачи 1, решающая схема 4 и преобразователь кода приема 7 реализованы на сверхбольшой интегральной схеме (СБИС) LXT-350 РЕ, производства фирмы Intel и снабженной специализированными линейными трансформаторами TD61 1205D производства фирмы «HALO-electronics.inc». Линейный кодер 2 и декодер 6 реализованы на цифровых микросхемах средней степени интеграции серии 74ALS.
Выделитель тактовой частоты 8 построен с использованием кварцевого фильтра ФП2П-252 (2048 кГп) производства ЗАО «Морион», Россия, г.С.Петербург. Электропитание терминала осуществляется от станционных ВИП-60 В, через миниатюрный DC-DC конвертер (+5 В) MW005A.5B.1A. Терминал выполнен на стандартной печатной плате конструктива АТСЦ-90, и может быть установлен в кассеты и стативы комплекса АТСЦ-90.
Весь комплекс технических решений предлагаемого оптического терминала был реализован в виде опытного образца и прошел испытания на заводских стендах ФГУП ЛОНИИС в составе модельной АТС и АЦК. Положительные результаты этих испытаний свидетельствуют о пригодности предложенного в рамках данной полезной модели устройства к промышленному серийному выпуску.