БЛОК КОММУТАТОРА ИНФОРМАЦИОННОЙ И СИЛОВОЙ СЕТИ
SWITCH UNIT OF INFORMATION AND POWER NETWORK

Изобретение относится к средствам для коммутации сети Ethernet и питающего напряжения аппаратуры.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому изобретению является Интегрированная система резервных приборов [1]. Данное изобретение содержит блок ориентации, аккумулятор, устройство подзарядки аккумулятора, устройство контроля напряжения бортовой сети, устройство контроля напряжения аккумулятора, устройство защиты от короткого замыкания, коммутатор напряжения.
Недостатком данной системы является недостаточная защищенность сети от воздействия помех.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, обеспечивающего улучшение качества передачи по каналам связи.
Техническим результатом является повышение качественных характеристик обмена данными цифровой сети за счет прохождения сигнала через блоки защиты.
Поставленная задача решается благодаря тому, что блок коммутатора информационной и силовой сети, питающийся от бортовой сети, аккумулятора, содержит размещенные в корпусе блок коммутации и блок защиты от короткого замыкания, снабжен блоком защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки бортовой сети, блоком защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки аккумулятора, блоком защиты от просадок по напряжению, выходными разъемами, блоком управления питанием Ethernet, микроконтроллером команд, коммутатором Ethernet, блоком оптических каналов Ethernet, контроллером данных и выходными разъемами Ethernet.
При этом блок коммутации связан своими входами с бортовой сетью и аккумулятором, а выходами связан с блоком защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки бортовой сети и с блоком защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки аккумулятора.
Блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки бортовой сети выполнен в виде обеспечивающей контроль состояния бортовой сети платы, содержащей электронные компоненты, и связан своим выходом с блоком защиты от просадок по напряжению, а блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки аккумулятора выполнен в виде обеспечивающей контроль состояния платы, содержащей электронные компоненты, связан своим выходом с блоком защиты от просадок по напряжению.
Блок защиты от просадок по напряжению выполнен в виде платы, обеспечивающей защиту системы от скачков по напряжению, содержащей по меньшей мере два конденсатора, и связан выходом с блоком защиты от короткого замыкания, выполненного в виде платы, содержащей по меньшей мере один автомат защиты, обеспечивающий возможность ручного управления подачей питания на выходные разъемы, связанный выходами с блоком управления питанием Ethernet, содержащим гибкие связи для передачи внешним устройствам электрической энергии и информации, с контроллером данных, выполненным с возможностью управления и передачи данных по сети и на выходные разъемы Ethernet.
Микроконтроллер команд выполнен с возможностью управления командами и переключения питания по команде из сети, своим выходом связан с блоком управления Ethernet и двусторонней связью с коммутатором Ethernet, причем коммутатор Ethernet состоит из выполненных в виде коммутационной платы модулей и связан с выходными разъемами Ethernet и блоком оптических каналов Ethernet, а блок оптических каналов Ethernet выполнен с возможностью обмена информацией с внешними устройствами, причем выходные разъемы Ethernet выполнены ударостойкими и связаны с внешними устройствами с возможностью обмена данными по сети с внешними устройствами.
Команды управления силовой сетью блока поступают через блок управления питанием от коммутатора Ethernet.
Сущность предложенного технического решения поясняется рисунком 1, где представлена схема блока коммутатора информационной и силовой сети, в которую входят следующие элементы:
1 - Корпус блока коммутатора информационной и силовой сети;
2 - Бортовая сеть;
3 - Аккумулятор;
4 - Блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки бортовой сети;
5 - Блок коммутации;
6 - Блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки аккумулятора;
7 - Блок защиты от просадок по напряжению;
8 - Блок защиты от короткого замыкания;
9 - Выходные разъемы;
10 - Блок управления питанием (управляется через Ethernet);
11 - Микроконтроллер команд;
12 - Коммутатор Ethernet;
13 - Блок оптических каналов Ethernet;
14 - Контроллер данных;
15 - Выходные разъемы Ethernet и силового питания;
16 - Выходные разъемы Ethernet и силового питания.
Корпус блока 1 выполнен стойким к воздействию механических и климатических факторов, обеспечивает пыле-брызгозащиту и изготовлен с возможностью защиты от коррозии из металла на основе сплавов алюминия, что обеспечивает легкость и прочность конструкции.
Корпус блока 1 выполнен разборным, включает в себя переднюю, заднюю, две боковые, верхнюю и нижнюю панели, выполненные с возможностью жесткого закрепления. Панели жестко закреплены между собой с помощью крепежных элементов (на рис. 1 не показано).
Бортовая сеть 2 предназначена для обеспечения питанием блока коммутатора информационной и силовой сети, получая напряжение от стационарного источника питания (на рис. 1 не показано).
Аккумулятор 3 предназначен для обеспечения сети вторичного питания, получая напряжение от дополнительного независимого источника питания (на рис. 1 не показано).
Блок коммутации 5 предназначен для осуществления работы локальной вычислительной сети от бортовой сети на основе Ethernet, формируя сеть вторичного питания от аккумулятора 3, обеспечивает коммутацию не менее 2-х каналов передачи данных типа Ethernet (на рис. 1 не показано).
В штатном режиме блок коммутации 5 включает блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки 4, связанный с бортовой сетью 2. При обрыве бортовой сети 2 включается блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки 6, связанный с аккумулятором 3.
Блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки 4 бортовой сети 2 выполнен в виде обеспечивающей контроль состояния бортовой сети платы, содержащей электронные компоненты, и связан своим выходом с блоком защиты от просадок по напряжению 7.
Блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки 6 аккумулятора 3 выполнен в виде обеспечивающей контроль состояния платы, содержащей электронные компоненты, и связан своим выходом с блоком защиты от просадок по напряжению 7.
Блок защиты от просадок по напряжению 7 выполнен в виде обеспечивающей защиту системы от скачков по напряжению платы, содержащей по меньшей мере два конденсатора (на рис. 1 не показано), и связан выходом с блоком защиты от короткого замыкания 8.
Блок защиты от короткого замыкания 8 выполнен в виде платы, содержащей по меньшей мере один автомат защиты, обеспечивающий возможность ручного управления подачей питания на выходные разъемы 9, вторым выходом связан с контроллером данных 14, а третьим выходом связан с блоком управления питания Ethernet 10.
Блок управления питанием Ethernet 10 связан своими выходами с внешними устройствами через выходные разъемы 15 и 16 с возможностью обмена данными по сети. Входной сигнал от микроконтроллера 11 позволяет управлять коммутацией выходного силового питания.
Выходные разъемы 15 и 16 обеспечивают выдачу коммутируемого силового питания и сигналов, поступающих из коммутатора Ethernet 12.
Выходные разъемы 9, 15 и 16 выполнены ударостойкими и связаны с внешними устройствами.
Микроконтроллер команд 11 состоит из выполненных в виде коммутационной платы модулей (на рис. 1 не показано), своим выходом связан с блоком управления питанием Ethernet 10, двусторонней связью с коммутатором 12 Ethernet и обеспечивает управление блоком управления питанием Ethernet 10.
Коммутатор 12 Ethernet связан своими выходами с блоком оптических каналов 13 Ethernet, выходными разъемами Ethernet 15 и 16, выполнен в виде коммутационной платы модулей (на рис. 1 не показано) и обеспечивает обмен информационными данными по медным и оптическим каналам (на рис. 1 не показано).
Блок оптических каналов 13 Ethernet предназначен для обмена информацией с внешними устройствами (на рис. 1 не показано), используя в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического диапазона.
Контроллер данных 14 позволяет управлять и передавать данные по сети и на выходные разъемы Ethernet 15.
Выходные разъемы Ethernet 15 и 16 обеспечивают получение и передачу данных по сети с внешними устройствами (на рис. 1 не показано).
Устройство работает следующим образом: с внешних разъемов поступает напряжение из бортовой сети 2 или/и аккумулятора 3. В штатном режиме блок коммутации 5 включает блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки 4, связанный с бортовой сетью 2. При обрыве бортовой сети 2 включается блок защиты от выбросов по напряжению и переполюсовки 6, связанный с аккумулятором 3.
Блок защиты от просадок по напряжению 7 выравнивает всплески напряжения до 200 В и связан выходом с блоком защиты от короткого замыкания 8, который своим первым выходом связан с выходными разъемами 9, вторым выходом связан с контроллером данных 14, а третьим выходом связан с блоком управления питания 10 Ethernet.
В блоке управления питания 10 Ethernet сигналы питания разделяются и расходятся на выходные разъемы 15 и 16.
Микроконтроллер команд 11 вырабатывает системы команд и передает их блоку управления питания по Ethernet 10 и по двусторонней связи коммутатору 12 Ethernet, обеспечивающему обмен данными на выходные разъемы 15 и 16 и оптические каналы 13.
Применение предлагаемого изобретения позволяет улучшить качество обмена данными цифровой сети и передачи информации на внешние разъемы.
Исходя из вышеизложенного, задача создания устройства, позволяющего повысить качественные характеристики обмена данными цифровой сети, достигнута.
Источники информации
1. Патент РФ №2485446 от 01.12.2011 G01C 21/00.