СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОРАБЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ СВЯЗИ

Настоящая полезная модель относится к области радиоэлектроники, а именно к технике передачи аналоговой и дискретной информации, и может быть использована для организации внешней и внутренней связи на кораблях, судах и других подвижных объектах.
Связь между комплексами и системами различного назначения осуществляется с помощью проложенных на кораблях кабельных трасс. Десятки разнокалиберных кабельных линий пронизывают водонепроницаемые переборки и палубы корабля, связывая между собой радиоэлектронные комплексы и их элементы; они обходятся в 60% и более стоимости и трудоемкости монтажных и пусконаладочных работ при строительстве кораблей.
Сложность кабельных соединений затрудняет модернизацию кораблей. При переоборудовании стоимость затрат также возрастает.
Сократить количество передаваемой информации в этих комплексах и системах нереально, наоборот, автоматизация процессов управления ведет к постоянному росту объема передаваемой информации, а вот основной способ связи между электронными подсистемами внешней и внутренней связи может быть упрощен.
Известна «Система внутрикорабельной громкоговорящей связи и трансляции» (патент РФ №3131168, кл. 6 Н 04 В 13/00).
Система состоит из коммутационных центров (КЦ), последовательно соединенных между собой волоконно-оптическими линиями связи, к которым подсоединены коммутаторы, пульты и другие блоки, при этом КЦ содержат N абонентских модулей, соединенных с основными и резервными шинами управления и информации.
Эта система позволяет расширить функциональные возможности аппаратуры и повысить эффективность использования сети внутрикорабельной связи (ВКС) за счет объединения нескольких видов обслуживания (передача громкоговорящей связи и трансляции, передача сигналов управления).
Однако эта система обладает и существенными недостатками:
- невозможность выделения определенной части временных позиций (каналов связи) для передачи широкополосных сигналов;
- низкая пропускная способность системы (около 8 Мбит/с в линии), что не позволяет объединить и внешний комплекс связи в единую систему;
- не обеспечивается коммутация сигналов различных оконечных устройств, входящих в состав КЦ;
- низкая скорость передачи в абонентском канале;
- использование в системе импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), а значит, и сложного оборудования, в частности преобразователя сигналов на каждом конечном пункте, что значительно повышает ее стоимость.
Наиболее близкой к заявляемой системе по технической сущности решения вопроса является «Автоматизированная система интегральной цифровой связи» (патент РФ №2188511 от 25.02.2000 г., кл. 7 Н 04 В 13/00). Система содержит центральный блок коммутации (ЦБК) и N блоков коммутации (БК), к которым подключены источники информации и абоненты. ЦБК и БК соединены между собой посредством волоконно-оптических линий связи.
Система обеспечивает все виды ВКС, управление средствами автоматизированных комплексов связи (АКС) и коммутацию информационных трактов АКС.
Недостатками прототипа являются зависимость качества передачи информации от длины абонентских линий, большая аппаратурная и кабельная избыточность, низкая надежность и живучесть системы, т.к. отказ только одного ЦБК выводит из строя всю систему.
Целью полезной модели являются расширение функциональных возможностей, повышение надежности и живучести, при одновременном сокращении кабельной сети.
Поставленная цель достигается тем, что структура комплекса выполнена в виде h-1 связанных колец, где h - число помещений объекта, в которых установлены КЦ, каждый из которых связан со всеми другими КЦ посредством волоконно-оптических линий связи, при этом КЦ содержат последовательно соединенные микропроцессор, звуковую карту, блок модемов базовой радиостанции, блок управления модемом и звуковой картой, N блоков управления АУ, N плат абонентских модулей и N плат стыков типа Е1, соединенных приемопередающей линией с накопителем информации, при этом АУ содержит коммутатор электроакустических приборов и линий, микроконтроллер, а также кнопки прямого вызова, дисплей и номеронабиратель, которые параллельно соединены с микроконтроллером, причем блоки управления АУ и блок управления модемом и звуковой картой соединены с микроконтроллером АУ по стыку типа RS-485, а платы абонентского модуля по физической абонентской линии соединены с основной и запасной абонентскими линиями коммутатора электроакустических приборов и линий АУ, при этом платы стыков имеют четыре выхода типа Е1, плата звуковой карты соединена с источником широковещательных передач, а блок модемов базовой радиостанции имеет N выходов типа FSM, а микропроцессор имеет два стыка типа Ethernet, два порта RS-232 и интерфейс USB, причем коммутатор электроакустических приборов и линий АУ соединен с линией трансляции и имеет входы и выходы для электроакустических преобразователей.
Блок-схема системы управления корабельным комплексом связи приведена на фиг.1. Она содержит: коммутационные центры (КЦ) 1, каждый из которых связан со всеми другими центрами волоконно-оптическими линиями связи (ВОЛС) 2. К каждому КЦ 1 подключены абонентские
устройства 3, а к абонентским устройствам 3 подключены электроакустические преобразователи (на фиг. не показаны).
Структурная схема КЦ 1 приведена на фиг.2. Она содержит: процессор 4, звуковую карту 5, блок модемов базовой радиостанции 6, блок управления модемом и звуковой картой 7, блоки управления АУ 8, платы абонентских комплектов 9, платы стыков типа Е1 10 и накопители информации 11.
На фиг.3 приведена структурная схема АУ, она включает в себя: коммутатор электроакустических приборов и линий 12, обеспечивающий управление подключением электроакустических устройств (микрофонов, гарнитур, громкоговорителей и т.д.), которые являются активными в текущей рабочей конфигурации АУ, а также обеспечивает программно управляемое от КЦ 1 переключение статуса абонентской линии (основная, резервная); микроконтроллер 13, дисплей 14, номеронабиратель 15, кнопки прямого вызова 16, которые используются для выбора абонента в процессе установления двухсторонней телефонной связи между абонентами, оснащенными АУ.
АУ подключено к КЦ 1 двухпроводной абонентской линией, по которой обеспечивается прием и передача речевой информации во всех режимах работы, и линии управления со стыком RS-485, по которому осуществляется обмен сигналами управления и взаимодействия между АУ и КЦ 1.
Основу блок-схемы, приведенной на фиг.1, составляет подсистема транспортных коммуникаций, реализованная средствами КЦ 1 и линий связи между ними. На ее базе (используя ее ресурс) функционируют пять подсистем, обеспечивающих услуги абонентам и работу других подсистем комплекса:
- подсистема громкоговорящей связи (ГГС);
- подсистема телефонной связи;
- подсистема трансляции;
- подсистема передачи данных;
- подсистема сопряжения с внешними АТС.
Функциональная структура комплекса включает подсистемы электропитания и технической эксплуатации как устройства, обеспечивающие ее работу (на фиг. не показаны).
Работа системы управления корабельным комплексом связи осуществляется следующим образом.
Внутрикорабельная сеть связи представляет собой распределенную сеть коммутации цифровых каналов связи с пропускной способностью 64 кбит/с каждый. В качестве коммутационной аппаратуры используются размещенные по отсекам корабля КЦ 1. Связность между ними организуется на основе ИКМ каналов первичного тракта «Е1» с групповой скоростью 2048 кбит/с. В КЦ 1 включается пользовательская аппаратура, которая в комплексе представлена в основном АУ и телефонными аппаратами (ТА).
По информации, задаваемой с АУ, в сети внутрикорабельной связи обеспечиваются следующие виды ВКС:
- двухсторонняя телефонная связь;
- прямой вызов между АУ постов корабля в режиме ГГС;
- циркулярный вызов;
- групповая дуплексная конференцсвязь и др.
При образовании тракта связи определенного вида с ТА и АУ инициатора этой связи передается следующая информация:
- признак вида связи;
- категория пользователя;
- номер вызываемого абонента;
- собственный номер вызывающего абонента (он определяется в КЦ 1 путем идентификации линии включения ТА и АУ в КЦ 1).
В случае инициации соединения от ТА признак вида соединения и его категория в КЦ 1 определяются по соответствию абонентской линии телефонному аппарату. Указанный состав информации на участке АУ-КЦ 1 передается в режимах интерфейса RS-485.
На основе принятой информации программное обеспечение КЦ 1 реализует процессы (алгоритмы) сигнального обмена между КЦ 1, осуществляются выбор оптимального пути установления соединения (т.е. коммутации трактов по мере положительного использования заключительных фаз соединения) и проверка соединенного тракта на целостность и ответа вызова абонента.
Сигнальный обмен между КЦ 1 производится путем передачи по выделенному в тракте Е1 каналу сигнализации (16-му каналу) комбинаций кода «3 из 8» в соответствии с принятым алгоритмом.
Система канальной сигнализации сети ВКС обеспечивает установление всех видов ВКС, а также оповещение КЦ 1 о состоянии включенных в каждый из них групповых трактов Е1, что является основой динамического управления маршрутизацией соединений в сети.
На основе информации динамического управления программы КЦ 1 обеспечивается автоматический обход поврежденных участков сети и устанавливается связь через работоспособные КЦ 1 и соединительные линии 2 между ними.
Формат установления соединений (ФУС) по существу представляет собой начальное адресное сообщение, которое используется при образовании трактов всех видов связи.
Вид связи, который должен быть реализован в сети на основе ФУС, определяется типом сигнала занятия.
Сигнальные байты ФУС передаются от одного КЦ 1 к другому по выделенному каналу сигнализации способом безынтервального пакета. При безынтервальном способе передаче две одинаковые рядом следующие комбинации могут слиться в один сигнал. Для избежания этого при передаче сигналов следующая одинаковая комбинация подменяется на сигнал «Повтор» (сигнал СУ 11). На приемном конце производится обратная замена сигналов.
Повышение надежности передаваемой сигнальной информации обеспечивается путем применения алгоритмических процедур подтверждения каждого сигнала (пакета) прямого направления соответствующим сигналом обратного направления.
Интеграция системы управления комплекса заключается в переходе от использования многочисленных прямых связей между АУ по принципу «кнопка-связь» к полнодоступной высоконадежной коммутируемой системе, обеспечивающей заданные характеристики автоматического соединения. Совместное использование всеми подсистемами комплекса ресурса подсистемы транспортных коммуникаций, построенной на основе КЦ 1 и линий связи в виде h-1 связанных колец, решают задачи оптимизации величин их пропускной способности. Выход из строя любого из КЦ 1 или любой из линий, не нарушает связности структуры при подключении АУ к двум КЦ 1, нарушение структуры не приведет к потере каких-либо связей между абонентами.
Использование заявляемой системы управления корабельным комплексом позволяет расширить функциональные возможности аппаратуры за счет дополнительного обеспечения радиосвязи, передачи видеоконференции, данных, а также обеспечить эффективность использования транспортной сети, объединяющей все подсистемы внутрикорабельной связи, при этом значительно повысить надежность и живучесть комплекса ВКС.