RU102586U1

RU102586U1 - FIBER OPTICAL COMMUNICATION LINE FOR AN ACTIVE PASSIVE HYDROACOUSTIC STATION WITH FLEXIBLE EXTENDED TOWABLE ANTENNA

Info

Publication number: RU102586U1
Application number: RU2010144269/11U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Коровин; Игорь Лазаревич Рубанов; Юрий Александрович Стефанов
Original assignee: ОАО "Концерн "Океанприбор"
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2011-03-10

Abstract

Полезная модель относится к технике волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) и может быть использована в активно-пассивной гидроакустической станции с гибкой протяженной буксируемой антенной (ГПБА), содержащей блок акустических излучателей и блок акустических приемников. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности линии связи на участке ВОЛС, опускаемом за борт, при этом не изменяется диаметр антенны и кабеля-буксира. Для этого в кабель-буксир и ГПБА вводится дополнительный световод, в состав оконечной схемы антенной части ВОЛС включается второй волоконно-оптический приемо-передающий модуль, а к вращающемуся оптическому переходу добавляется волоконный разветвитель-объединитель Y-типа. The utility model relates to the technique of fiber optic communication lines (FOCL) and can be used in an active-passive sonar station with a flexible extended towed antenna (GPBA) containing a block of acoustic emitters and a block of acoustic receivers. The technical result of the utility model is to increase the reliability of the communication line at the FOCL section, which is lowered overboard, while the diameter of the antenna and the towing cable does not change. To do this, an additional optical fiber is introduced into the cable-tow and GPBA, a second fiber-optic transceiver module is included in the terminal circuit of the FOCL antenna part, and a Y-type fiber splitter-combiner is added to the rotating optical junction.

Description

Полезная модель относится к гидроакустической технике и касается проектирования новых образцов гидроакустических станций (ГАС) для надводных кораблей с активно-пассивной гибкой протяженной буксируемой антенной (ГПБА) с волоконно-оптической линией связи (ВОЛС).The utility model relates to hydroacoustic technology and relates to the design of new samples of hydroacoustic stations (GAS) for surface ships with an active-passive flexible extended towed antenna (GPBA) with a fiber optic communication line (FOCL).

Известно, что ГАС с ГПБА является частью гидроакустического вооружения надводного корабля. Основным достоинством гидроакустического комплекса такого класса является существенное уменьшение влияния собственных шумов корабля на обнаружение гидроакустического сигнала от подводных или надводных целей благодаря отдалению гидроакустической антенны от корабля-носителя. Станция состоит из комплекса стационарной бортовой аппаратуры и механизмов, и комплекса опускаемых за борт корабля устройств. На борту корабля стационарно размещаются следующие основные составляющие ГАС: процессор в составе центрального вычислительного комплекса (ЦВК), кабель внутрикорабельной прокладки, вращающийся токосъемник в составе спускоподъемного устройства (СПУ), которое применяется для постановки-выборки забортной части комплекса. В опускаемую за борт часть комплекса ГАС входят: кабель-буксир, буксируемый носитель (БН) с акустическими излучателями и ГПБА с акустическими приемниками [1].It is known that GAS with GPBA is part of the sonar armament of a surface ship. The main advantage of a sonar complex of this class is a significant reduction in the influence of the ship’s own noise on the detection of a sonar signal from underwater or surface targets due to the distance of the sonar antenna from the carrier ship. The station consists of a complex of stationary on-board equipment and mechanisms, and a complex of devices lowered overboard the ship. The following main components of the GAS are stationary on board the ship: the processor as part of the central computer complex (CVC), the cable for the inside of the ship, the rotating current collector as part of the hoisting device (SPU), which is used for staging and sampling the outboard part of the complex. The portion of the GAS complex that is lowered overboard includes: a towing cable, a towed carrier (BN) with acoustic emitters, and a GPAA with acoustic receivers [1].

Проводная электрическая линия связи соединяет между собой ЦВК, БН и ГПБА и включает в себя кабель стационарной прокладки, токосъемник в составе спускоподъемного устройства, кабель-буксир и электронные оконечные приемопередающие устройства. Имеющийся электрический цифровой интерфейс реализует код «Манчестер - 2» и передает гидроакустическую информацию от акустических приемников ГПБА со скоростью 10,24 Мбит/с по коаксиальному проводу, входящему в состав грузонесущего кабеля диаметром 29 мм и длиной 300 метров.A wired electrical communication line interconnects the CVC, BN and GPBA and includes a stationary cable, a current collector as part of a hoisting device, a tow cable and electronic terminal transceivers. The existing electric digital interface implements the Manchester-2 code and transmits hydroacoustic information from GPBA acoustic receivers at a speed of 10.24 Mbit / s via a coaxial wire, which is part of a load-carrying cable with a diameter of 29 mm and a length of 300 meters.

В этом решении линия связи достигла предела своих возможностей. При необходимости увеличения числа акустических приемников, частотного или динамического диапазона принимаемых сигналов требуется увеличивать диаметр кабель-буксира, так как придется вводить новые электрические связи для сохранения качества передаваемого сигнала от буксируемой гидроакустической аппаратуры.In this decision, the communication line reached the limit of its capabilities. If it is necessary to increase the number of acoustic receivers, the frequency or dynamic range of the received signals, it is necessary to increase the diameter of the cable tug, since new electrical connections will have to be introduced to maintain the quality of the transmitted signal from the towed hydroacoustic equipment.

Однако существующая тенденция развития гидроакустических буксируемых антенн как раз и направлена на увеличение числа акустических приемников, создание многорядных и многолинейных антенн, комбинированных антенн с приемными и излучающими модулями, к обеспечению еще большего отдаления антенны от корабля-носителя, при этом требование минимизации диаметра кабель-буксира является одним из основных требований к новым ГАС с ГПБА.However, the current trend in the development of towed hydroacoustic antennas is precisely aimed at increasing the number of acoustic receivers, creating multi-line and multi-line antennas, combined antennas with receiving and radiating modules, to ensure even greater distance of the antenna from the carrier ship, while minimizing the diameter of the cable tug is one of the main requirements for the new gas-liquid propellants with GPA.

По количеству общих признаков ближайшим аналогом к предложенной полезной модели является ВОЛС, описанная в [2].By the number of common features, the FOCL described in [2] is the closest analogue to the proposed utility model.

В [2] предложена структура гидроакустической станции с активно-пассивной буксируемой гидроакустической антенной, где акустические излучающие модули включены в состав буксируемой антенны и осуществлена замена электрической линий связи на волоконно-оптическую линию связи. Принципиально волоконно-оптическая линия связи имеет возможность передавать существенно больший объем информации, с большей скоростью и на большие расстояния, чем это позволяет электрическая линия связи, используя при этом лишь один волоконный световод в качестве физической среды передачи сигналов, что позволяет существенно уменьшить диаметр кабель-буксира.In [2], the structure of a hydroacoustic station with an active-passive towed hydroacoustic antenna was proposed, where the acoustic emitting modules are included in the towed antenna and the electrical communication lines were replaced by a fiber-optic communication line. Fundamentally, a fiber-optic communication line has the ability to transmit a significantly larger amount of information, with greater speed and over long distances than the electric communication line allows, using only one fiber optical fiber as a physical medium for signal transmission, which can significantly reduce the cable diameter tugboat.

Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) для активно-пассивной гидроакустической станции реализует дуплексный режим обмена информацией на двух разных длинах волн по волоконному световоду. ВОЛС содержит волоконно-оптический приемопередающий модуль в составе центрального вычислительного комплекса, оптически соединенный с волоконным световодом в составе внутрикорабельного стационарного оптического кабеля, который оптически связан с вращающимся оптическим переходом комбинированного токоперехода спускоподъемного устройства. Световод кабель-буксира и световод ГПБА, оптически связаны между собой, а последний с волоконно-оптическим приемопередающим модулем, находящимся в гермоблоке ГПБА. Его электрический вход-выход соединен с входом программируемой управляющей микросхемы. Управляющая электронная микросхема, согласует оптический протокол приема - передачи с электрическим протоколом сбора информации от акустических приемников антенны и выдачи команд управления работой акустических излучателей.A fiber optic communication line (FOCL) for an active-passive sonar station implements a duplex mode of information exchange at two different wavelengths through a fiber waveguide. FOCL contains a fiber-optic transceiver module as part of a central computing complex, optically connected to a fiber optic fiber as part of an intra-ship stationary optical cable, which is optically coupled to a rotating optical junction of the combined current junction of the hoisting device. The fiber optic cable tug and the fiber optic fiber optic transducer are optically coupled to each other, and the latter with a fiber-optic transceiver module located in the semiconductor thermocouple block. Its electrical input-output is connected to the input of a programmable control chip. The control electronic microchip agrees the optical protocol for receiving and transmitting with the electric protocol for collecting information from the acoustic receivers of the antenna and issuing commands to control the operation of acoustic emitters.

В результате, использование ВОЛС в составе ГАС с ГПБА позволило заменить в кабель-буксире все электрические провода связи одним волоконным световодом, что существенно упростило конструкцию кабель-буксира, значительно уменьшило его диаметр, увеличило помехозащищенность передаваемой информации.As a result, the use of fiber-optic communication lines as part of a GAS with GPBA allowed replacing all communication wires in a cable tug with one fiber waveguide, which significantly simplified the design of the cable tug, significantly reduced its diameter, and increased the noise immunity of the transmitted information.

Однако недостатком ВОЛС - прототипа является меньшая надежность волоконного канала линии связи на участке, проходящим через антенну и кабель-буксир, в сравнении с участком ВОЛС стационарной прокладки. Эта часть ВОЛС наиболее подвержена воздействию эксплуатационных факторов, возникающих при операциях постановки-выборки и буксировки ГПБА за кораблем, что увеличивает риск обрыва световода и возможный отказ ВОЛС.However, the disadvantage of the fiber optic fiber optic link prototype is the lower reliability of the fiber channel of the communication line in the section passing through the antenna and the tow cable, in comparison with the fixed fiber line fiber optic section. This part of the fiber optic link is most exposed to operational factors arising from the staging, hauling and towing of the HPBA behind the ship, which increases the risk of fiber breakage and the possible failure of the fiber optic link.

Пониженная надежность в рассматриваемой ВОЛС для ГПБА возникает из-за того, что схема ВОЛС строится на использовании одного волоконного световода. То есть вся информация, собираемая гидроакустической антенной, и все команды управления режимами работы гидроакустической аппаратуры транслируются по одному волоконному световоду, проходящему через кабель стационарной прокладки на корабле, спускоподъемное устройство, кабель-буксир и ГПБА. Для кабеля стационарной прокладки защищенность волоконного световода от эксплуатационных факторов высокая. Но кабель-буксир и буксируемая антенна в процессе постановки-выборки, а также при буксировке в условиях маневра корабля испытывают многократные перегибы и рывки, следствием которых может наступить обрыв волоконного световода или выход из строя приемопередающего модуля антенной части ВОЛС. Обрыв световода может наступить и из-за наличия в нем локального дефекта, возникшего в результате нарушения технологии прокладки световода в кабеле или в антенне, а развития дефекта вплоть до разрыва световода инициировано теми же эксплуатационными факторами. Все это приводит к отказу ВОЛС, полной потери гидроакустической информации и неработоспособности ГАС.Reduced reliability in the FOCL for GPA under consideration arises due to the fact that the FOCL scheme is based on the use of a single fiber waveguide. That is, all the information collected by the hydroacoustic antenna, and all commands for controlling the operating modes of the hydroacoustic equipment are transmitted through one fiber optic cable passing through the cable of the fixed laying on the ship, the launching device, the towing cable and the GPBA. For a stationary cable, the protection of the fiber from operational factors is high. But the towing cable and the towed antenna during the setting-sampling process, as well as when towing under the conditions of the ship’s maneuver, experience multiple bends and jerks, which may result in the breakdown of the fiber waveguide or failure of the transceiver module of the FOCL antenna part. A fiber break can also occur due to the presence of a local defect in it that has arisen as a result of a violation of the technology for laying the fiber in the cable or antenna, and the development of the defect until the fiber breaks is initiated by the same operational factors. All this leads to the failure of the FOCL, the complete loss of sonar information and the inoperability of the GAS.

Задачей заявленной полезной модели является устранение отмеченного недостатка и обеспечение повышения надежности работы ГАС с ГПБА.The objective of the claimed utility model is to eliminate the noted drawback and to provide increased reliability of the GAS with GPBA.

Технический результат от использования полезной модели заключается во введении схемы дублирования волоконно-оптического канала на участке ВОЛС, включающем в себя опускаемые за борт кабель-буксир и буксируемую антенну. При этом введение дублирующего канала связи не вызывает увеличения диаметра кабель-буксира и не изменяет наружный диаметр антенны, но приводит к существенному повышению надежности ВОЛС.The technical result from the use of the utility model is to introduce a duplication scheme for the fiber optic channel in the fiber optic section, which includes a cable-tug and a towed antenna that are lowered overboard. In this case, the introduction of a backup communication channel does not increase the diameter of the cable tug and does not change the outer diameter of the antenna, but leads to a significant increase in the reliability of the fiber optic link.

Для достижения указанного технического результата в волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС) для активно-пассивной гидроакустической станции, включающую кабель-буксир с гибкой протяженной буксируемой антенной (ГПБА), содержащую волоконно-оптический приемопередающий модуль в составе центрального вычислительного комплекса, оптически соединенный с волоконным световодом внутрикорабельного стационарного оптического кабеля, который оптически связан с вращающем оптическим переходом комбинированного токоперехода спускоподъемного устройства, также содержащую первый световод кабель-буксира и первый световод ГПБА, оптически связанные между собой, причем первый световод ГПБА оптически связан с первым волоконно-оптическим приемопередающим модулем, находящимся в гермоблоке ГПБА, электрический вход-выход которого соединен с первым входом программируемой управляющей микросхемы, введены новые признаки, а именно: в состав ВОЛС введен второй световод кабель-буксира и второй световод ГПБА, оптически соединенные между собой причем второй световод ГПБА оптически соединен со входом второго волоконно-оптического приемопередающего модуля, находящегося в гермоблоке ГПБА, электрический вход-выход которого соединен со вторым входом программируемой управляющей микросхемы, а в состав токоперехода, между вращающимся оптическим переходом и световодами корабельного конца кабель-буксира, введен волоконный разветвитель-объединитель Y-типа, причем одиночный световод волоконного разветвителя-объединителя соединен со световодом ротора вращающегося оптического перехода, а парные волоконные световоды разветвителя-объединителя соединены соответственно с первым и вторым световодами кабель-буксира.To achieve the technical result, a fiber-optic communication line (FOCL) for an active-passive sonar station, including a tow cable with a flexible extended towed antenna (GPBA), containing a fiber-optic transceiver module as part of a central computing complex, optically connected to a fiber the optical fiber of an intra-ship stationary optical cable, which is optically connected with a rotating optical junction of a combined current junction of a hoisting device also containing the first fiber guide of the towing cable and the first fiber guide of the GPBA, optically coupled to each other, the first fiber guide of the GPBA optically connected to the first fiber-optic transceiver module located in the GPBA thermocouple, the electrical input-output of which is connected to the first input of the programmable control chip , new features have been introduced, namely: a second cable-tug fiber optic cable and a second GPBA fiber optically interconnected are introduced into the FOCL, the second GPBA fiber optically connected to the input the house of the second fiber-optic transceiver module located in the GPBA hermetic block, the electrical input-output of which is connected to the second input of the programmable control microcircuit, and the Y-fiber splitter-combiner is introduced into the current junction, between the rotating optical junction and the optical fibers of the ship's end of the cable tug type, whereby a single optical fiber of the combiner splitter is connected to the rotor optical fiber of the rotary optical transition, and the paired optical fibers of the splitter-volume The couplers are connected respectively to the first and second fibers of the cable tug.

Наилучший результат достигается, если первый и второй световоды кабель-буксира, первый и второй световоды ГПБА, а также первый и второй волоконно-оптические приемопередающие модули гермоблока в составе ГПБА выполнены идентичными.The best result is achieved if the first and second fibers of the cable tug, the first and second fibers of the GPBA, as well as the first and second fiber-optic transceiver modules of the hermetic block in the structure of the GPBA are identical.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фиг.1 на которой представлена схема волоконно-оптической линии связи гидроакустической станции с активно-пассивной буксируемой антенной, содержащей резервный канал связи на участке кабель-буксир и ГПБА.The essence of the proposed utility model is illustrated in Fig. 1, which shows a diagram of a fiber-optic communication line of a hydroacoustic station with an active-passive towed antenna containing a backup communication channel in the cable-tug and GPBA sections.

ВОЛС, представленная на фиг.1, содержит волоконно-оптический приемопередающий модуль 1 ВОЛС в составе ЦВК 2. Волоконный световод приемопередающего модуля соединен с оптическим кабелем стационарной прокладки 3. Далее световод кабеля стационарной прокладки через вращающийся оптический переход 4 в составе вращающегося токосъемника 5 спуско-подъемного устройства 6 соединяется с одиночным волоконным световодом 7 волоконно-оптического разветвителя-объединителя 8 Y-типа. Парные световоды 9 разветвителя-объединителя 8 соединены соответственно с первым 10 и вторым 11 волоконными световодами в составе комбинированного кабель-буксира 12. Другим своим концом кабель-буксир 12 соединен с активно-пассивной гибкой протяженной буксируемой антенной 13, в состав которой входят блок акустических излучателей 14, гермоблок 15 антенной части ВОЛС и блок акустических приемников 16. В антенне первый 10 и второй 11 волоконные световоды в составе кабель-буксира оптически соединяются с первым 17 и вторым 18 волоконными световодами в составе ГПБА. Эти световоды, пройдя через блок акустических излучателей, входят в гермоблок 15, где оптически соединены со световодами первого 19 и второго 20 волоконно-оптических приемопередающих модулей. В том же гермоблоке находится программируемая управляющая микросхема 21, электрически соединенная со входами-выходами обоих приемопередающих модулей и электрически связанная с блоком акустических излучателей 14 и блоком акустических приемников 16.The FOCL shown in Fig. 1 contains a fiber optic transceiver module 1 of the FOCL as part of the CVC 2. The fiber optic cable of the transceiver module is connected to the optical cable of the stationary strip 3. Next, the fiber optic cable of the stationary strip through the rotating optical transition 4 as part of the rotating collector 5 of the trigger lifting device 6 is connected to a single fiber waveguide 7 of a fiber optic splitter-combiner 8 Y-type. Paired optical fibers 9 of the splitter-combiner 8 are connected respectively to the first 10 and second 11 optical fibers as part of a combined cable tug 12. At its other end, the cable tug 12 is connected to an active-passive flexible extended towed antenna 13, which includes a block of acoustic emitters 14, the hermetic block 15 of the antenna part of the fiber optic link and the block of acoustic receivers 16. In the antenna, the first 10 and second 11 fiber waveguides in the cable tug are optically connected to the first 17 and second 18 fiber waveguides in tave GPBA. These optical fibers, passing through the block of acoustic emitters, enter the hermetic block 15, where they are optically connected to the optical fibers of the first 19 and second 20 fiber-optic transceiver modules. In the same hermetic block is a programmable control chip 21, electrically connected to the inputs and outputs of both transceiver modules and electrically connected to the block of acoustic emitters 14 and the block of acoustic receivers 16.

В предложенной ВОЛС световоды 10 и 11, световоды 17 и 18, а также приемо-передающие модули 19 и 20 выполнены идентичными.In the proposed FOCL, the optical fibers 10 and 11, the optical fibers 17 and 18, as well as the transceiver modules 19 and 20 are made identical.

В качестве оконечных устройств схемы ВОЛС для ГПБА могут быть использованы волоконно-оптические приемопередающие модули для дуплексной связи работающие в паре Single Fiber Bi-Directional Transceiver BTR-3620AG и BTR-3720AG фирмы Optoway, поддерживающие протокол связи Fast Ethernet 100 Base FX. Трансиверы обеспечивают дуплексный режим работы на двух длинах волн λ₁=1310 нм и λ₂=1550 нм по одиночному одномодовому волоконному световоду.Fiber-optic transceiver modules for duplex communication working in a pair of Single Fiber Bi-Directional Transceiver BTR-3620AG and BTR-3720AG from Optoway company that support the Fast Ethernet 100 Base FX communication protocol can be used as FOCL terminal devices for an HBA. Transceivers provide duplex operation at two wavelengths λ ₁ = 1310 nm and λ ₂ = 1550 nm through a single single-mode fiber waveguide.

Для нашего случая один трансивер BTR-3620AG входит в состав ЦВК, а два трансивера BTR-3720AG размещаются в гермоблоке в ГПБА. Габаритные размеры приемопередающих модулей 40×25×9 мм позволяют размещать их вместе на одной плате и располагать внутри гермоблока с размерами ⌀29×100 мм.For our case, one BTR-3620AG transceiver is part of the CVC, and two BTR-3720AG transceivers are located in the pressurized unit in GPBA. The overall dimensions of the 40 × 25 × 9 mm transceiver modules allow you to place them together on one board and place them inside a pressure unit with dimensions ⌀29 × 100 mm.

В качестве первого и второго волоконных световодов в составе ГПБА, кабель-буксира, а так же в составе кабеля стационарной прокладки может быть использован применяемый в технике связи одномодовый волоконный световод SMF-28 фирмы Corning®. Световод имеет соответствующий стандарту наружный диаметр ⌀250 мкм. При наружном диаметре ГПБА ⌀30÷⌀80 мм, определяемом диаметрами акустических излучателей и приемников, а также при общем диаметре кабель-буксира ⌀10÷⌀20 мм, определяемом в основном величиной разрывного усилия, обусловленного буксировкой ГПБА и количеством электрических жил питания антенны, введение в состав кабель-буксира дополнительного элемента в виде световода указанного диаметра не приведет к значительному изменению наружного диаметров антенны и кабель-буксира.Corning® single-mode fiber guide SMF-28, used in communication technology, can be used as the first and second fiber optical fibers as part of the GPAA, cable tug, and also as part of the cable for stationary laying. The optical fiber has a standard outer diameter of ⌀250 μm. With the outer diameter of the GPAA ⌀30 ÷ ⌀80 mm, determined by the diameters of the acoustic emitters and receivers, as well as with the total diameter of the cable tug ⌀10 ÷ ⌀20 mm, determined mainly by the breaking strength due to towing the GPAA and the number of electrical conductors of the antenna’s power supply, the introduction of an additional element in the form of a cable tug in the form of a fiber of a specified diameter will not lead to a significant change in the outer diameters of the antenna and cable tug.

В качестве волоконно-оптического разветвителя-объединителя Y-типа может быть использован любой разветвитель такого типа связного стандарта на одномодовых волоконных световодах на рабочие длины волн λ₁=1310 нм и λ₂=1550. Обычный разветвитель характеризуется оптическими поканальными потерями в прямом направлении 3,3 дБ при коэффициенте деления между каналами 50%: 50% и, соответственно, для излучения обратного направления (разветвитель работает в режиме объединения) также характеризуется оптическими потерями 3,3 дБ для каждого канала. Размер корпуса волоконного разветвителя-объединителя определяется размером капилляра, в котором сделана его сборка и обычно этот размер равен ⌀4×70 мм. Благодаря небольшим размерам разветвитель-объединитель легко встраивается вместе вращающимся оптическим переходом в конструкцию токоперехода. Световоды разветвителя-объединителя соединяются со световодом ВрОП и световодами кабель-буксира стандартной технологией сварки одномодовых световодов с армированием места сварки путем восстановления снятого защитного покрытия.As a Y-type fiber optic splitter / combiner, any splitter of this type of connected standard on single-mode fiber optic fibers for operating wavelengths λ ₁ = 1310 nm and λ ₂ = 1550 can be used. A conventional splitter is characterized by optical channel loss in the forward direction of 3.3 dB with a division ratio between channels of 50%: 50% and, accordingly, for radiation of the opposite direction (the splitter operates in the merge mode) it is also characterized by optical loss of 3.3 dB for each channel. The size of the housing of the fiber splitter-combiner is determined by the size of the capillary in which it was assembled and usually this size is ⌀4 × 70 mm. Due to the small size, the splitter-combiner is easily integrated together with a rotating optical junction into the current junction design. The optical fibers of the splitter-combiner are connected to the VROP optical fiber and the cable tug optical fibers using standard technology for welding single-mode optical fibers with reinforcing the welding site by restoring the removed protective coating.

В качестве микросхемы, управляющей работой обоих приемопередающих модулей антенной части схемы ВОЛС, может быть взята микросхема KS899MAI (U1). Ее функции расширяются и она программируется на работу с двумя приемопередающими модулями, так, чтобы обеспечить включение любого из них в зависимость от активизации волоконного канала и от работоспособности каждого из них.As a microcircuit that controls the operation of both transceiver modules of the antenna part of the fiber-optic link, the KS899MAI (U1) microcircuit can be taken. Its functions are expanded and it is programmed to work with two transceiver modules, so as to ensure the inclusion of any of them depending on the activation of the fiber channel and the operability of each of them.

Работа ВОЛС в соответствии с предложенной схемой резервирования канала связи осуществляется следующим образом. ЦВК 2 формирует команды управления работой излучателей 14 и приемников 15 ГПБА 13, которые трансформируются приемопередающим модулем 1 в оптические импульсы на длине волны излучения λ₂. Оптическое излучение, пройдя по кабелю стационарной прокладки 3, через ВрОП 4 комбинированного токосъемника 5 СПУ 6, волоконным разветвителем-объединителем Y-типа 8 делится и одновременно направляется в оба световода первого 10, 17 и второго 11, 18 каналов кабель-буксира 12 и ГПБА 13. Пройдя по обоим световодам, оптические сигналы команд попадают в фотоприемные части волоконно-оптических приемопередающих модулей 19, 20 антенной части ВОЛС. В микросхеме 21 управления работой обоих приемопередающих модулей антенной части ВОЛС заложен алгоритм арбитража. В штатной ситуации, когда световоды обоих каналов целы и оптический сигнал одновременного присутствует на входах обоих модулей, управляющая микросхема позволяет включить любой из пары модулей. Включившийся приемопередающий модуль антенной части ВОЛС по выбранному каналу передает далее в электрическую схему ГПБА команды управления работой блоков излучателей и приемников, а в обратном направлении готов передавать на другой длине волны излучения λ₁ собранную и уплотненную информацию от акустических приемников, а также служебную информацию. Таким образом, выбранный канал становится рабочим, а оставшийся канал резервным. В случае нештатной ситуации, когда один из волоконных световодов поврежден или неисправен приемопередающий модуль, управляющая микросхема включит тот приемопередающий модуль, который исправен и на который поступает оптический сигнал. С помощью волоконного разветвителя-объединителя Y-типа 8, работающего в этом направлении объединителем обоих волоконных каналов, излучение из любого канала попадет в световод кабеля стационарной прокладки 3, а затем в фотоприемную часть приемопередающего модуля 1 ВОЛС в составе ЦВК.The operation of the FOCL in accordance with the proposed backup circuit of the communication channel is as follows. CVK 2 generates control commands for the operation of emitters 14 and 15 receivers of GPAA 13, which are transformed by the transceiver module 1 into optical pulses at a radiation wavelength of λ ₂ . Optical radiation, passing through the cable of the stationary gasket 3, through VROP 4 of the combined current collector 5 of the control system 6, is divided by a Y-type 8 fiber splitter-combiner and simultaneously sent to both the optical fibers of the first 10, 17 and second 11, 18 channels of cable tug 12 and GPBA 13. Having passed through both optical fibers, the optical signals of the teams get into the photodetector parts of the fiber-optic transceiver modules 19, 20 of the antenna part of the fiber optic link. In the chip 21 control the operation of both transceiver modules of the antenna part of the fiber optic link, the arbitration algorithm is embedded. In a normal situation, when the optical fibers of both channels are intact and the optical signal is simultaneously present at the inputs of both modules, the control chip allows you to turn on any of a pair of modules. The switched-on transceiver module of the antenna part of the fiber-optic communication line sends the commands to control the operation of the emitter and receiver blocks to the GPA circuitry, and in the opposite direction, it is ready to transmit collected and compressed information from acoustic receivers, as well as service information, to another radiation wavelength λ ₁ . Thus, the selected channel becomes operational, and the remaining channel is backup. In the event of an emergency, when one of the optical fibers is damaged or the transceiver module is faulty, the control chip will turn on the transceiver module that is operational and which receives the optical signal. Using a Y-type 8 fiber splitter / combiner operating in this direction as a combiner of both fiber channels, the radiation from any channel will enter the fiber optic cable of the stationary gasket 3, and then into the photodetector part of the fiber optic transceiver module 1 in the CVC.

Таким образом, в приведенной схеме ВОЛС в направлении от ЦВК к ГПБА по волоконному световоду стационарного кабеля и по обоим волоконным световодам, входящим в состав кабель-буксира и ГПБА, одновременно передаются сигналы команд управления работой ГПБА на фотоприемные входы обоих приемо-передающих модулей антенной части ВОЛС. В обратном же направлении от ГПБА к ЦВК гидроакустическая информация передается по одному из двух выбранных световодов кабель-буксира и ГПБА и далее по кабелю стационарной прокладки. В случае обрыва одного из световодов на участке ГПБА - кабель-буксир или выхода из строя одного приемопередающего модуля, включается приемопередающий модуль другого канала и автоматически обеспечивается восстановление связи.Thus, in the presented FOCL scheme in the direction from the CVC to the GPBA along the fiber optic cable of the stationary cable and both fiber optical fibers included in the cable tug and GPBA, the signals of the GPBA operation control commands are simultaneously transmitted to the photodetector inputs of both transceiver modules of the antenna part FOCL. In the opposite direction, from the GPBA to the CVC, the hydroacoustic information is transmitted through one of the two selected waveguides of the cable tug and GPBA and then through the cable of the fixed laying. In the event of the breakdown of one of the optical fibers in the GPBA section - the cable-tug or failure of one transceiver module, the transceiver module of the other channel is turned on and communication is automatically restored.

В результате, можно сделать заключение, что предложенная ВОЛС для активно-пассивной ГАС с ГПБА, обладает преимуществами, отвечающими поставленной задаче - обеспечение более надежной работы гидроакустической станции с гибкой протяженной буксируемой антенной за счет резервирования канала передачи данных на наиболее ответственном участке ВОЛС, при этом не происходит увеличения диаметра кабель-буксира и диаметра антенны.As a result, we can conclude that the proposed FOCL for an active-passive GAS with GPAA has the advantages that meet the task - providing more reliable operation of the hydroacoustic station with a flexible long towed antenna due to the reservation of the data transmission channel on the most critical part of the FOCL, there is no increase in the diameter of the cable tug and the diameter of the antenna.

Источники информации:Information sources:

1. Андреев М.Я., Охрименко С.Н., Рубанов И.Л., Разработка гидроакустической станции с гибкой протяженной буксируемой антенной для освещения подводной обстановки. // Датчики и системы, 2008, №11, стр.29-31.1. Andreev M.Ya., Okhrimenko S.N., Rubanov I.L., Development of a hydroacoustic station with a flexible long towed antenna to illuminate the underwater environment. // Sensors and Systems, 2008, No. 11, pp. 29-31.

2. James A. Theriaulta, Frederick D. Cotarasb, D.Linas Siurnac Towed Integrated Active-Passive Sonar Using A Horizontal Projector Array Sound Source: Re-Visiting A Canadian Technology for Littoral Applications, Conference Europe, 25 April, 2007, UDT Europe 2007 14, 2007.04.25, www.ultra-uems.com/pdfs/Canadian HPA Sonap UDT Europe 2007. pdf2. James A. Theriaulta, Frederick D. Cotarasb, D. Linas Siurnac Towed Integrated Active-Passive Sonar Using A Horizontal Projector Array Sound Source: Re-Visiting A Canadian Technology for Littoral Applications, Conference Europe, April 25, 2007, UDT Europe 2007 14, 2007.04.25, www.ultra-uems.com/pdfs/Canadian HPA Sonap UDT Europe 2007. pdf

Claims

1. Fiber-optic communication line (FOCL) for an active-passive sonar station, including a tow cable with a flexible extended towed antenna (GPBA), containing a fiber-optic transceiver module as part of a central computing complex, optically connected to a fiber optic fiber of an intra-ship stationary optical cable, which is optically coupled to a rotating optical junction of the combined current junction of the lifting device, also comprising a first optical fiber cable xira and the first GPBA fiber optically coupled to each other, the first GPBA fiber optically connected to the first fiber-optic transceiver module located in the GPBA thermocouple, the electrical input-output of which is connected to the first input of the programmable control chip, characterized in that the fiber optic link introduced a second fiber optic cable tug and a second fiber optic fiber coupled optically connected to each other, and the second fiber optic fiber coupled optically connected to the input of the second fiber-optic transceiver module, GPBA located in the hermetic block, the electrical input-output of which is connected to the second input of the programmable control microcircuit, and the Y-type fiber splitter combiner is introduced into the current junction, between the rotating optical transition and the fibers of the ship’s end of the cable tug, with a single fiber splitter combiner connected to the fiber of the rotor of the rotating optical transition, and paired fiber optic splitter-combiner connected respectively to the first and second fiber and a tow cable.

2. FOCL according to claim 1, characterized in that the first and second fibers of the cable tug, the first and second fibers of the GPBA, as well as the first and second fiber-optic transceiver modules of the germoblock in the GPBA are identical.