RU2485688C2 - Method to transfer analogue signals along emergency digital fibre-optic transmission system and device that realises it - Google Patents

Method to transfer analogue signals along emergency digital fibre-optic transmission system and device that realises it Download PDF

Info

Publication number
RU2485688C2
RU2485688C2 RU2011133415/07A RU2011133415A RU2485688C2 RU 2485688 C2 RU2485688 C2 RU 2485688C2 RU 2011133415/07 A RU2011133415/07 A RU 2011133415/07A RU 2011133415 A RU2011133415 A RU 2011133415A RU 2485688 C2 RU2485688 C2 RU 2485688C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
signal
optical
digital
Prior art date
Application number
RU2011133415/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011133415A (en
Inventor
Игорь Акрамович Саитов
Константин Игоревич Мясин
Роман Борисович Трегубов
Сергей Анатольевич Жидков
Original Assignee
Государственное казённое образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное казённое образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) filed Critical Государственное казённое образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России)
Priority to RU2011133415/07A priority Critical patent/RU2485688C2/en
Publication of RU2011133415A publication Critical patent/RU2011133415A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2485688C2 publication Critical patent/RU2485688C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communications.
SUBSTANCE: method and device are developed for transmission of analogue signals along an emergency digital fibre-optic transmission system, making it possible to complex analogue and digital modes of operation of a fibre-optic linear tract. Due to application of the analogue signal, not requiring synchronisation and generation of a linear signal, having the necessary properties for distribution along a communication line, it may be possible to use a fibre-optic communication line under conditions of interfering effects of various nature, also in case of synchronisation failure, which provides additional advantages when transferring information critical to time of delivery, reduces downtime during repair and maintenance of a communication line, increases operability of a communication line when exposed to destructive factors.
EFFECT: increased reliability of a transmission system under conditions of deterioration of parameters of a fibre-optic linear tract or impossibility to maintain synchronisation.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретения объединены единым изобретательским замыслом, относятся к области волоконно-оптических систем передачи информации, в частности к системам, используемым для передачи цифровых потоков по волоконно-оптическим линиям связи, не имеющим в своем составе электрических регенераторов.The inventions are united by a single inventive concept, relate to the field of fiber-optic information transmission systems, in particular to systems used to transmit digital streams through fiber-optic communication lines, which do not have electrical regenerators.

Основными показателями надежности волоконно-оптических систем передачи являются коэффициенты живучести и готовности. Показатели системы синхронизации определяют потенциально достижимые показатели живучести волоконно-оптических линий связи. Система синхронизации, по сути, является отдельной системой связи, основной информацией в которой являются сигналы точного времени, информация опорных генераторов. Передача цифровой информации немыслима без синхронизации.The main indicators of the reliability of fiber-optic transmission systems are survivability and availability factors. The performance of a synchronization system determines the potentially achievable survivability of fiber-optic communication lines. The synchronization system, in fact, is a separate communication system, the main information in which are the signals of the exact time, the information of the reference generators. The transmission of digital information is unthinkable without synchronization.

Существует вероятность случайного/злонамеренного повреждения системы синхронизации в условиях военного времени, вооруженных конфликтов, проведения специальных операций и т.д. с целью деструкции связи управления. Альтернативным в этом плане является переход на аналоговый режим работы линии связи.There is the possibility of accidental / malicious damage to the synchronization system in wartime conditions, armed conflicts, special operations, etc. for the purpose of destruction of communication management. An alternative in this regard is the transition to an analog mode of operation of the communication line.

В случае возникновения аварии на цифровой волоконно-оптической линии связи (ЦВОСП) передача также невозможна. Для обеспечения возможности передачи по ЦВОСП, находящейся в аварийном состоянии, целесообразно передавать информацию аналоговыми оптическими сигналами.In the event of an accident on a digital fiber optic communication line (TsVOSP) transmission is also impossible. In order to ensure the possibility of transmitting via the TsVOSP, which is in an emergency state, it is advisable to transmit information by analog optical signals.

Известны способы-аналоги, предполагающие организацию аналоговых каналов передачи на базе волоконно-оптической линии связи (Белкин М.Е. Аналоговые волоконно-оптические системы с частотным разделением каналов на ВЧ и СВЧ поднесущих и сети на их основе: дис.докт.техн. наук: 05.12.04, 05.12.13 / Белкин Михаил Евсеевич. - М., 2007 г.- 415 с.; Скляров O.K. Современные волоконно-оптические системы передачи, аппаратура и элементы / O.K.Скляров - М.: СОЛОН-Р, 2001), заключающиеся в том, что волоконно-оптическая система передачи (ВОСП) функционирует в аналоговом режиме, и аналоги, в которых ВОСП функционирует в цифровом режиме («Способ передачи и приема оптических сигналов и устройство для его осуществления» патент РФ №2208823 от 20.07.2003 года; «Способ приема и передачи информации оптическим сигналом и устройство для его осуществления» патент РФ №2192710 от 10.11.2002 года).Known analogue methods involving the organization of analog transmission channels based on a fiber-optic communication line (Belkin M.E. Analog fiber-optic systems with frequency division of channels into high-frequency and microwave subcarriers and networks based on them: Doctor of Technical Sciences : 05.12.04, 05.12.13 / Belkin Mikhail Evseevich. - M., 2007 - 415 p .; Sklyarov OK. Modern fiber-optic transmission systems, equipment and components / OK Sklyarov - M .: SOLON-R, 2001) consisting in the fact that the fiber optic transmission system (FOTS) operates in analog mode, and ogy in which FOTS operates in digital mode (“Method for transmitting and receiving optical signals and a device for its implementation” RF patent No. 2208823 of 07/20/2003; “Method for receiving and transmitting information with an optical signal and a device for its implementation” RF patent No. 2192710 dated 11/10/2002).

Недостатком аналогов является отсутствие возможности переключения между аналоговым и цифровым режимами работы. Достоинства цифрового режима бесспорны, аналоговые волоконно-оптические системы передачи имеют ряд преимуществ в случае отказа цифровых ВОСП. Оптимальным стало бы сочетание рабочего цифрового и аварийного аналогового режимов работы линии связи. Таким образом, сочетание двух технологий передачи позволит достичь высокоэффективной передачи данных как в штатном режиме работы, так и в аварийном (например, при срыве синхронизации, деградации параметров передачи).The disadvantage of analogs is the lack of the ability to switch between analog and digital modes of operation. The advantages of the digital mode are undeniable, analog fiber-optic transmission systems have several advantages in the event of a digital FOTS failure. A combination of the working digital and emergency analog modes of the communication line would be optimal. Thus, a combination of two transmission technologies will allow to achieve highly efficient data transmission both in normal operation and in emergency mode (for example, when synchronization is interrupted, transmission parameters are degraded).

Известны устройства, обеспечивающие только аналоговый режим работы, описанные в инструкциях по эксплуатации и технических описаниях («Многоканальное волоконно-оптическое устройство для передачи и регистрации однократных импульсных электрических сигналов» патент РФ №2293341 от 10.02.2007 года; «Универсальный оптический мультиплексор MainStream ОМ»), также известны устройства, обеспечивающие исключительно цифровой режим передачи данных в соответствии со спецификациями G.781-G784 (СМ-1/4 ТАИЦ.465113.002, СМВВ-1М ТАИЦ.465113.004, МЦП-155, ADR 155C фирмы SAGEM, «Устройство передачи и приема дискретных сообщений» патент РФ №2013867 от 30.05.94 года). Известны устройства аналоговых оптических систем связи (см. патенты Германии N 3930067, 3930069, МКИ Н04В 10/00, 1991 г. и патент Японии N 4-59815, МКИ Н04В 10/04, 10/24, 1992 г., «Линия передачи высокоскоростного цифрового оптического сигнала» патент РФ №2247473 от 27.02.2005 года; «Оптическая абонентская линия связи» патент РФ №2204211 от 10.05.2003 года). Устройства-аналоги обладают общим недостатком - отсутствием возможности смены режима работы с цифрового на аналоговый и обратно в случае обнаружения большого количества ошибок или по внешней команде.Known devices that provide only the analog mode of operation described in the operating instructions and technical descriptions ("Multichannel fiber-optic device for transmitting and recording single pulsed electrical signals" RF patent No. 2293341 dated 02/10/2007; "Universal optical multiplexer MainStream OM" ), devices are also known that provide an exclusively digital data transmission mode in accordance with the specifications G.781-G784 (SM-1/4 TAITS.465113.002, SMVV-1M TAITS.465113.004, MTsP-155, ADR 155C from SAGEM, transmission and reception of discrete messages ”RF patent No. 20133867 from 05/30/94). Known devices for analog optical communication systems (see German patents N 3930067, 3930069, MKI H04B 10/00, 1991 and Japanese patent N 4-59815, MKI H04B 10/04, 10/24, 1992, "Transmission line high-speed digital optical signal ”RF patent No. 227473 dated 02.27.2005;“ Optical subscriber communication line ”RF patent No. 2204211 dated 05.10.2003). Analog devices have a common drawback - the inability to change the operating mode from digital to analog and vice versa if a large number of errors are detected or by an external command.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является способ передачи дискретной информации через волоконно-оптические направляющие системы (Гордиенко В.Н., Ксенофонтов С.Н., Кунегин С.В., Цыбулин М.К. Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы. Ч. 3. Группообразование в синхронной цифровой иерархии: Учебное пособие / МТУСИ. - М., 1999 - с.32-47), заключающийся в том, что электрический сигнал от источника сообщений кодируют, преобразуют в оптический вид и передают по оптическому волокну в приемник, где преобразуют в электрический вид, декодируют и передают получателю сообщений. В случае превышения показателей количества ошибок над заданными значениями формируют сигнал «Авария», передачу данных по линии связи прекращают. Формируют и передают корреспонденту сигналы с запросом вхождения в связь.The closest in technical essence to the claimed method and selected as a prototype is a method of transmitting discrete information through fiber-optic guiding systems (Gordienko V.N., Ksenofontov S.N., Kunegin S.V., Tsybulin M.K. Modern high-speed digital telecommunication systems. Part 3. Grouping in a synchronous digital hierarchy: Textbook / MTUCI. - M., 1999 - p.32-47), which consists in the fact that the electrical signal from the message source is encoded, converted into optical form and transmitted on optics fiber to the receiver, where it is converted into electrical form, decoded and transmitted to the message recipient. If the indicators of the number of errors exceed the set values, the “Alarm” signal is generated, data transmission over the communication line is stopped. Generate and transmit to the correspondent signals requesting entry into communication.

Из известных наиболее близким по своей технической сущности заявленному устройству является субблок оптического интерфейса соединительной линии АТСЦ-90, описанный в монографии Никульский И.Е. Оптические интерфейсы цифровых коммутационных станций и сети доступа / Техносфера. - М., 2006 - с.30-41.Of the known claimed closest in their technical essence to the claimed device is a subunit of the optical interface of the ATSC-90 connecting line, described in the monograph I.E. Nikulsky Optical interfaces of digital switching stations and access networks / Technosphere. - M., 2006 - p.30-41.

Устройство-прототип содержит кодер канала, оптический передатчик, оптический приемник, узел сигнализации об аварии, выделитель тактовой частоты (ВТЧ), декодер канала, причем первый и второй входы кодера канала являются входом исходной цифровой последовательности и синхросигнала соответственно, выход кодера канала соединен с входом оптического передатчика, выход которого является оптическим выходом субблока оптического интерфейса (СОИ), а вход оптического приемника - оптическим входом СОИ, первый выход которого соединен с первым входом декодера канала и входом ВТЧ, а второй выход - с узлом сигнализации об аварии, выход ВТЧ соединен со вторым входом декодера канала и одновременно является выходом синхросигнала СОИ, а выход декодера канала является выходом цифровой последовательности СОИ.The prototype device comprises a channel encoder, an optical transmitter, an optical receiver, an alarm signaling unit, a clock isolator (VTCH), a channel decoder, the first and second inputs of the channel encoder being the input of the original digital sequence and the clock signal, respectively, the output of the channel encoder is connected to the input optical transmitter, the output of which is the optical output of the subunit of the optical interface (SDI), and the input of the optical receiver is the optical input of the SDI, the first output of which is connected to the first input the channel decoder and the VTC input, and the second output is with the alarm signaling node, the VTC output is connected to the second input of the channel decoder and at the same time is the SDI clock signal, and the channel decoder output is the output of the SDI digital sequence.

Недостатками способа-прототипа и устройства его реализующего являются следующие:The disadvantages of the prototype method and the device that implements it are as follows:

1. Время поддержания синхронизации в плезиохронном режиме (в случае выхода из строя системы синхронизации) ограничено.1. The time for maintaining synchronization in plesiochronous mode (in case of failure of the synchronization system) is limited.

2. Невозможность передачи данных в случае роста коэффициента ошибок, вследствие изменения параметров волоконно-оптического линейного тракта (в частности: помутнения ОВ, деградации параметров приемника/передатчика и др.).2. The inability to transmit data in the case of an increase in the error coefficient due to changes in the parameters of the fiber-optic linear path (in particular: turbidity of the optical fiber, degradation of the parameters of the receiver / transmitter, etc.).

Прототипы обладают указанными недостатками потому, что стандартами МСЭ G.781-784 определено функционирование систем синхронной цифровой иерархии в плезиохронном режиме не более суток, по истечении суток смещение фазовых соотношений станет таким, что дальнейшее поддержание синхронизации становится нецелесообразным и передача информации прекращается. Как правило, этого времени достаточно для определения и устранения места отказа, однако полезна возможность передачи критичной информации свыше этого времени. При отклонении параметров линии (таких, как мощность сигнала на входе фотоприемного устройства, ухудшение отношения оптический сигнал-шум, увеличение вероятности межсимвольной интерференции и др.) от нормы передача информации прекращается, формируется сигнал «Авария».Prototypes have the indicated drawbacks because ITU G.781-784 defines the operation of synchronous digital hierarchy systems in the plesiochronous mode for no more than a day, after a day the phase ratio shift becomes such that further synchronization maintenance becomes impractical and information transfer stops. As a rule, this time is enough to determine and eliminate the place of failure, however, the ability to transfer critical information beyond this time is useful. When the line parameters (such as the signal power at the input of the photodetector, deviation of the optical signal-to-noise ratio, the increase in the probability of intersymbol interference, etc.) deviate from the norm, the transmission of information stops, and an "Alarm" signal is generated.

Задачей изобретений является разработка способа передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП и устройства его реализующего, за счет комплексирования аналогового и цифрового режимов работы волоконно-оптического линейного тракта с целью повышения показателей надежности системы передачи в условиях ухудшения параметров волоконно-оптического линейного тракта и/или невозможности поддержания синхронизации.The objective of the invention is to develop a method for transmitting analog signals through emergency TsVOSP and the device that implements it, by combining the analog and digital modes of operation of the fiber-optic linear path in order to increase the reliability of the transmission system in conditions of deterioration of the parameters of the fiber-optic linear path and / or the impossibility of maintaining synchronization.

Так как решение поставленной задачи приведет к уменьшению времени простоя линии связи, то критериями степени решения задачи изобретений являются комплексные показатели надежности - коэффициенты готовности и живучести линии связи.Since the solution of the problem will lead to a decrease in the idle time of the communication line, the criteria for the degree of solution of the problem of the invention are complex reliability indicators - the availability and survivability of the communication line.

Надежность (ГОСТ 27.002-89) - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.Reliability (GOST 27.002-89) - the property of the object to keep in time within the established limits the values of all parameters characterizing the ability to perform the required functions in the given modes and conditions of use, maintenance, storage and transportation.

Коэффициент готовности линии связи - вероятность того, что линия связи окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение линии связи для передачи полезной нагрузки не предусматривается (времени, необходимого на ремонтные, регламентные, а так же связанные с модернизацией оборудования работы) (на основании ГОСТ 27.002-89).Communication line availability factor is the probability that the communication line will be in working condition at an arbitrary moment of time, except for the planned periods during which the use of the communication line for transferring the payload is not provided (the time required for repair, maintenance, as well as related modernization of work equipment) (based on GOST 27.002-89).

Коэффициент живучести линии связи - вероятность того, что линия связи окажется в работоспособном состоянии во время плановых работ на ее участке, возникновении аварии, воздействия деструктивных факторов.The survivability coefficient of a communication line is the likelihood that the communication line will be in working condition during scheduled work on its site, the occurrence of an accident, the impact of destructive factors.

Задача изобретения решается в заявленном способе передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП, заключающийся в том, что электрический сигнал от источника сообщений кодируют, преобразуют в оптический вид и передают по оптическому волокну в приемник, где преобразуют в электрический вид, декодируют и передают получателю сообщений. При невозможности поддержания заданных показателей достоверности, либо при срыве синхронизации, вызванном аварийными случаями вырабатывают команду «Авария». Согласно изобретению на передающей стороне дополнительно реализован следующий механизм поддержания связи: по команде «Авария» изменяют путь прохождения электрического сигнала в линейном оборудовании. Цифровой сигнал с выхода кодера подвергают цифро-аналоговому преобразованию, схожему с обратным ИКМ преобразованием с количеством уровней m. Код комбинации декодируют в номер уровня n (n из множества m). После процедуры формирования аналогового сигнала производят модуляцию колоколообразной несущей, фильтрацию продуктов модуляции с целью сужения спектра передаваемого сигнала. Полученный электрический сигнал преобразуют в оптический сигнал. На приемной стороне производят прием оптического сигнала, преобразование его в электрический вид, демодуляцию колоколообразных импульсов, аналого-цифровое (ИКМ) преобразование и восстанавливают посылки двухуровневого линейного кода. Восстановленный цифровой сигнал передают в декодер канала. Для установления связи в аварийном аналоговом режиме корреспонденту передают посылку с запросом перестройки линейного оборудования.The objective of the invention is solved in the claimed method of transmitting analog signals via emergency TsVOSP, which consists in the fact that the electrical signal from the message source is encoded, converted into optical form and transmitted via optical fiber to the receiver, where it is converted into electrical form, decoded and transmitted to the message recipient. If it is not possible to maintain the specified reliability indicators, or if the synchronization is disrupted due to emergency cases, the “Emergency” command is generated. According to the invention, the following communication support mechanism is additionally implemented on the transmitting side: according to the “Alarm” command, the path of the electrical signal in the linear equipment is changed. The digital signal from the encoder output is subjected to digital-to-analog conversion, similar to inverse PCM conversion with the number of levels m. The combination code is decoded into a level number n (n from the set m). After the procedure for generating an analog signal, a bell-shaped carrier is modulated, and modulation products are filtered to narrow the spectrum of the transmitted signal. The resulting electrical signal is converted into an optical signal. On the receiving side, an optical signal is received, converted into an electrical form, demodulated bell-shaped pulses, analog-to-digital (PCM) conversion and restored the sending of a two-level linear code. The reconstructed digital signal is transmitted to a channel decoder. To establish communication in emergency analog mode, the correspondent is sent a parcel with a request for the restructuring of linear equipment.

Новая совокупность существенных признаков позволяет решить задачу изобретения за счет того, что в случае аварии (невозможности передачи по цифровой волоконно-оптической линии связи) формируют аналоговый сигнал, обладающий необходимыми свойствами для распространения по волоконно-оптической линии связи и успешного приема, это производят следующим образом: на передающем конце на основе двухуровневых посылок кодера канала формируют аналоговый сигнал, который модулирует колоколообразную несущую, после процедуры фильтрации полученный сигнал подвергают электрооптическому преобразованию и вводят в оптическое волокно, на приеме сигнал преобразуют в обратной последовательности.A new set of essential features allows us to solve the problem of the invention due to the fact that in the event of an accident (impossibility of transmission via a digital fiber-optic communication line), an analog signal is formed having the necessary properties for propagation along a fiber-optic communication line and successful reception, this is done as follows : at the transmitting end, on the basis of two-level packets of the channel encoder, an analog signal is generated that modulates the bell-shaped carrier, after the filtering procedure obtained with drove subjected to electro-transformation and is introduced into the optical fiber, the reception signal is converted in reverse sequence.

Задача изобретения решается в заявленном устройстве передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП за счет того, что в известный субблок оптического интерфейса соединительной линии АТСЦ-90, содержащий кодер канала, оптический передатчик, оптический приемник, узел сигнализации об аварии, выделитель тактовой частоты, декодер канала, вводятся дополнительные элементы и связи. Причем первый и второй входы кодера канала соответственно, выход оптического передатчика является оптическим выходом СОИ, а вход оптического приемника - оптическим входом СОИ, второй выход оптического приемника соединен с узлом сигнализации об аварии, выход ВТЧ соединен со вторым входом декодера канала и одновременно является выходом синхросигнала СОИ, а выход декодера канала является выходом цифровой последовательности СОИ. Дополнительно введены: электронные ключи, буфер, датчик и анализатор сигналов (ДС и АС соответственно), аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи (АЦП и ЦАП соответственно), модулятор, демодулятор, опорный генератор, фильтр нижних частот (ФНЧ). Причем выход кодера канала соединен с первым входом первого электронного ключа (электронного ключа передачи (ЭКП)) и с первым входом буфера, выход которого соединен с входом ЦАП, выход которого подключен к первому входу модулятора, выход которого соединен со входом ФНЧ. Выход ФНЧ соединен со вторым входом ЭКП, с которым также соединен выход ДС и второй вход буфера. Выход ЭКП подключен ко входу оптического передатчика. Выход оптического приемника соединен с входом АС и первыми входами демодулятора и электронного ключа приема (ЭКПр). Выход демодулятора подключен ко входу АЦП, выход которого соединен со вторым входом ЭКПр, выход которого соединен со входом ВТЧ и первым входом декодера канала. Выход опорного генератора соединен со вторыми входами модулятора и демодулятора. Вход ДС соединен с выходом АС и со вторым выходом оптического приемника. Третьи входы электронных ключей соединены с узлом сигнализации об аварии.The objective of the invention is solved in the claimed device for transmitting analog signals via emergency TsVOSP due to the fact that in the well-known subunit of the optical interface of the ATSC-90 connecting line, containing a channel encoder, an optical transmitter, an optical receiver, an alarm signaling unit, a clock isolator, a channel decoder, additional elements and relationships are introduced. Moreover, the first and second inputs of the channel encoder, respectively, the output of the optical transmitter is the optical output of the SDI, and the input of the optical receiver is the optical input of the SDI, the second output of the optical receiver is connected to the alarm signaling node, the output of the VTC is connected to the second input of the channel decoder and at the same time is the clock signal output SDI, and the output of the channel decoder is the output of the digital sequence of the SDI. Additionally introduced: electronic keys, buffer, sensor and signal analyzer (DS and AC, respectively), analog-to-digital and digital-to-analog converters (ADC and DAC, respectively), modulator, demodulator, reference generator, low-pass filter (LPF). Moreover, the output of the channel encoder is connected to the first input of the first electronic key (electronic transmission key (EPC)) and to the first input of the buffer, the output of which is connected to the input of the DAC, the output of which is connected to the first input of the modulator, the output of which is connected to the input of the low-pass filter. The output of the low-pass filter is connected to the second input of the EPC, with which the output of the DS and the second input of the buffer are also connected. The output of the EPC is connected to the input of the optical transmitter. The output of the optical receiver is connected to the input of the speaker and the first inputs of the demodulator and the electronic reception key (EPR). The demodulator output is connected to the ADC input, the output of which is connected to the second input of the ECPR, the output of which is connected to the input of the VTC and the first input of the channel decoder. The output of the reference generator is connected to the second inputs of the modulator and demodulator. The DS input is connected to the AC output and to the second output of the optical receiver. The third inputs of the electronic keys are connected to the alarm signaling unit.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет дополнительно введенных элементов и связей в известное устройство, реализована возможность автоматического перехода на аналоговый режим работы волоконно-оптической линии связи исходя из условий передачи, что повышает коэффициенты готовности и живучести линии связи.Thanks to the new set of essential features due to the additionally introduced elements and links into the known device, it is possible to automatically switch to the analog mode of operation of the fiber-optic communication line based on transmission conditions, which increases the availability and survivability of the communication line.

Проведенный анализ уровня развития техники и оптических технологий передачи позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленных способа и устройства организации аналогового режима работы мультиплексора, отсутствуют. Следовательно, каждое из заявленных изобретений соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the level of development of technology and optical transmission technologies made it possible to establish that there are no analogues that are characterized by a combination of features that are identical to all the features of the claimed method and device for organizing the analog mode of operation of the multiplexer. Therefore, each of the claimed inventions meets the condition of patentability “novelty”.

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленных объектов, показали, что они не следуют явным образом из уровня развития техники. Так как на современном этапе развития отсутствуют математические средства, позволяющие однозначно и всесторонне оценить эффект от комплексирования аналоговой и цифровой ВОСП, а также вследствие того, что предлагаемый способ преобразования сигнала не используется в известных/запатентованных устройствах и способах, то из уровня развития техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленной группы изобретений преобразований на решение задачи изобретения. Следовательно, заявленные изобретения соответствуют условию патентоспособности «изобретательский уровень».The search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed objects from the prototype showed that they do not follow explicitly from the level of technology development. Since at the present stage of development there are no mathematical tools to unambiguously and comprehensively evaluate the effect of combining analog and digital FOTS, and also due to the fact that the proposed method of signal conversion is not used in known / patented devices and methods, no technical level has been identified the fame of the impact provided by the essential features of the claimed group of inventions of the transformations on the solution of the problem of the invention. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

Заявленные объекты изобретения поясняются чертежами, на которых:The claimed objects of the invention are illustrated by drawings, in which:

на фиг.1 - результаты сравнения имитационных моделей способа-прототипа и предлагаемого способа;figure 1 - the results of the comparison of simulation models of the prototype method and the proposed method;

на фиг.2 - алгоритм способа передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП;figure 2 - algorithm of a method for transmitting analog signals through emergency TsVOSP;

на фиг.3 - структурная схема устройства передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП.figure 3 is a structural diagram of a device for transmitting analog signals for emergency TsVOSP.

Реализация заявляемого способа заключается в следующем. При потере сигналов синхронизации, а равно, как и при наличии повреждения линии, формируют команду «Авария». По этой команде к линии связи подключают датчик сигналов (ДС) на передаче, а на приеме - анализатор сигналов АС. Датчик сигналов передает корреспонденту специальный сигнал-приглашение для начала аналогового обмена данными. При получении сигнала-приглашения из линии связи в АС формируют команду «Готово» и передают ее в обратном направлении по волоконно-оптической линии связи. В случае положительного отклика корреспондента и формирования внутренней команды «Готово» формируют на основе цифрового сигнала с выхода кодера канала аналоговый сигнал. Это происходит следующим образом: цифровой поток с выхода кодера канала разбивают на группы по m символов, каждой уникальной группе ставят в соответствие определенный калиброванный по амплитуде сигнал длительностью m тактов. Этими сигналами модулируют несущую представляющую последовательность импульсов колоколообразной формы, продукты модуляции фильтруют с целью сужения спектра. После процедуры фильтрации полученный сигнал преобразуют в оптический сигнал и передают по оптическому волокну. На приемном конце принятый оптический сигнал демодулируют (преобразуют в электрический), восстанавливают значения посылок калиброванной амплитуды. Каждому амплитудному уровню ставят в соответствие кодовую комбинацию, которую передают в декодер канала. При невозможности вхождения в связь в аналоговом режиме по поврежденной линии связи делают вывод о разрушении оптического волокна.The implementation of the proposed method is as follows. In case of loss of synchronization signals, as well as in the presence of damage to the line, the “Alarm” command is generated. By this command, a signal sensor (DS) is connected to the communication line on the transmission, and on the reception - the AC signal analyzer. The signal sensor sends a special invitation signal to the correspondent to start analog data exchange. Upon receipt of the invitation signal from the communication line to the AS, the “Done” command is generated and it is transmitted in the opposite direction along the fiber-optic communication line. In the case of a positive response of the correspondent and the formation of the internal command “Finish”, an analog signal is generated based on the digital signal from the output of the channel encoder. This happens as follows: the digital stream from the output of the channel encoder is divided into groups of m characters, each unique group is associated with a certain amplitude-calibrated signal with a duration of m cycles. These signals modulate the carrier representing a sequence of bell-shaped pulses, the modulation products are filtered to narrow the spectrum. After the filtering procedure, the received signal is converted into an optical signal and transmitted through the optical fiber. At the receiving end, the received optical signal is demodulated (converted to electrical), and the calibrated amplitude bursts are restored. Each amplitude level is associated with a code pattern, which is transmitted to a channel decoder. If it is impossible to enter into communication in analog mode via a damaged communication line, a conclusion is made about the destruction of the optical fiber.

Заявленный способ передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП обеспечивает:The claimed method of transmitting analog signals through emergency TsVOSP provides:

1. Повышение коэффициента готовности волоконно-оптической линии связи за счет существенного уменьшения времени восстановления линии связи с точки зрения критичной ко времени доставки информации;1. An increase in the availability factor of the fiber-optic communication line due to a significant reduction in the time of recovery of the communication line from the point of view of information critical to the time of delivery;

2. Повышение коэффициента живучести волоконно-оптической линии связи за счет введения возможности вхождения в связь без применения высокостабильной системы синхронизации и изменения параметров линейного сигнала, влияющих на качество приема.2. Increasing the survivability coefficient of a fiber-optic communication line by introducing the possibility of entering into communication without using a highly stable synchronization system and changing the parameters of a linear signal that affect the quality of reception.

Правомерность теоретических предпосылок проверялась с помощью имитационной модели волоконно-оптической системы передачи (модель описана в пособии Левин В.Т. Логическая теория надежности сложных систем / В.И.Левин, - М.: Энергоатомиздат, 1985. с.58-63, уточнена в методической разработке Денисов М.Ю. Цифровые системы передач / Ю.М.Денисов, - Орел: ВИПС, 1996. с.33-42) при следующих условиях:The validity of the theoretical assumptions was checked using a simulation model of a fiber-optic transmission system (the model is described in the manual Levin V.T. Logical theory of reliability of complex systems / V.I. Levin, - M .: Energoatomizdat, 1985. p. 58-63, refined in methodological development Denisov M.Yu. Digital transmission systems / Yu.M. Denisov, - Orel: VIPS, 1996. p. 33-42) under the following conditions:

1) Волоконно-оптическая линия связи длиной 100 км, не разделенная электрическими регенераторами, оконцованная мультиплексорами ввода- вывода;1) Fiber-optic communication line 100 km long, not separated by electric regenerators, terminated by input-output multiplexers;

2) Скорость передачи информации (Винф=155,52 Мбит/с) с учетом линейного алфавитного кода 25 В26 В скорость передачи информации составляет (Влщ) 161,408 Мбит/с;2) Information transfer rate (Winf = 155.52 Mbit / s), taking into account the linear alphabetic code 25 V26 V, the information transfer speed is (Vlsh) 161.408 Mbit / s;

3) Интенсивность отказа линейного оборудования - 1,142x10~51/ч;3) Linear equipment failure rate - 1,142x10 ~ 51 / h;

4) Интенсивность отказов волоконно-оптического кабеля - 3,88×10′′71/ч на 1 километр длины;4) The failure rate of the fiber optic cable is 3.88 × 10′′71 / h per 1 kilometer of length;

5) Интенсивность отказов системы синхронизации по причине выхода из строя генераторного оборудования - 4,12×10′′ м9 1/ч;5) The failure rate of the synchronization system due to failure of the generator equipment is 4.12 × 10 ′ ′ m9 1 / h;

6) Длины блоков m для формирования уровней аналогового сигнала - 2-3 двоичных символа;6) The lengths of blocks m for the formation of analog signal levels are 2-3 binary characters;

7) Частота несущей - от 0,5 Влин до тВдин.7) The frequency of the carrier is from 0.5 Vlin to tVdin.

Расчет при указанных исходных данных (по условиям ГОСТ 28439-90 «Аппаратура волоконно-оптических систем передачи по линиям электропередач цифровая») показывает, что:The calculation with the specified source data (according to the conditions of GOST 28439-90 “Equipment for fiber-optic transmission systems via digital power lines”) shows that:

Коэффициент готовности линии связи без применения способа передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП составляет 0,99961, а с его использованием - 0,999963. Коэффициент живучести волоконно-оптической линии связи без применения способа передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП составляет 0,9897, а с его использованием - 0,996. Применение предлагаемого способа дает увеличение коэффициента готовности линии связи на 0,000353, а с точки зрения передачи критической информации в зависимости от степени повреждения линии связи до 1, что подтверждают результаты моделирования. Степень повреждения линии связи есть интегральный показатель, являющийся функцией изменения показателя преломления оптического волокна, отказов оптического кабеля и оборудования волоконно-оптического линейного тракта. На фиг.1 приведены результаты моделирования в графической форме - сравнение способа-прототипа и предлагаемого способа по вероятности безотказной работы линии связи по передаче информации. Левый график демонстрирует наличие дополнительного запаса живучести. Правый график показывает инвариантность заявляемых изобретений от времени работы без внешней синхронизации.The link availability factor without using the method for transmitting analog signals via emergency TsVOSP is 0.99961, and with its use - 0.999963. The survivability coefficient of a fiber-optic communication line without the use of the method for transmitting analog signals via emergency TsVOSP is 0.9897, and with its use - 0.996. Application of the proposed method gives an increase in the coefficient of availability of the communication line by 0,000353, and from the point of view of transmitting critical information, depending on the degree of damage to the communication line, to 1, which is confirmed by the simulation results. The degree of damage to the communication line is an integral indicator, which is a function of changing the refractive index of the optical fiber, the failure of the optical cable and the equipment of the fiber-optic linear path. Figure 1 shows the simulation results in graphical form - a comparison of the prototype method and the proposed method for the likelihood of a failure-free communication line for information transfer. The left graph shows the presence of an additional margin of vitality. The right graph shows the invariance of the claimed invention from the time of operation without external synchronization.

Устройство передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП (фиг.3) состоит из кодера канала (1), буфера (2), цифроаналогового преобразователя (3), опорного генератора (4), модулятора (5), фильтра нижних частот (6), датчика сигналов (7), электронных ключей передачи (8) и приема (15), оптического передатчика (9), оптического приемника (10), узла сигнализации об аварии (11), анализатора сигналов (12), демодулятора (13), аналого-цифрового преобразователя (14), выделителя тактовой частоты (16), декодера канала (17).The device for transmitting analog signals for emergency TsVOSP (figure 3) consists of a channel encoder (1), a buffer (2), a digital-to-analog converter (3), a reference generator (4), a modulator (5), a low-pass filter (6), a sensor signals (7), electronic keys for transmitting (8) and receiving (15), optical transmitter (9), optical receiver (10), alarm signaling unit (11), signal analyzer (12), demodulator (13), analog a digital converter (14), a clock isolator (16), a channel decoder (17).

Элементы соединены между собой следующим образом (фиг.3). Входы кодера канала (1) являются входами цифровой информационной последовательности и синхронизации субблока оптического интерфейса, его выход соединен с первым входом буфера (2) и первым входом ЭКП (8). Ко второму входу ЭКП (8) подключены выход ФНЧ (6) и выход ДС (7), который также подключен ко второму входу буфера (2), а выход ЭКП (8) связан со входом оптического передатчика (9). Выход оптического передатчика (9) является оптическим выходом субблока оптического интерфейса. Выход буфера (2) соединен со входом ЦАП (3), который в свою очередь связан с первым входом модулятора (5), чей выход подключен ко входу ФНЧ (6). Выход опорного генератора (4) соединен со вторыми входами модулятора (5) и демодулятора (13). Единственный вход ДС (7) связан с выходом АС (12) и вторым выходом оптического приемника (10).Со вторым выходом оптического приемника (10) также связан вход узла сигнализации об аварии (11), выход которого соединен с третьими входами электронного ключа приема (15) и электронного ключа передачи (8). Вход оптического приемника (10) является оптическим входом субблока оптического интерфейса, его выход соединен с первыми входами ЭКПр (15) и демодулятора (13), входом АС (12). Выход демодулятора (13) соединен с входом АЦП (14), выход которого соединен со вторым входом ЭКПр (15), чей выход подключен к первому входу декодера канала (17) и входу ВТЧ (16). Выход ВТЧ (16) соединен со вторым входом декодера канала (17) и одновременно является выходом синхросигнала СОИ, а выход декодера канала (17) является выходом цифровой последовательности СОИ.The elements are interconnected as follows (figure 3). The inputs of the channel encoder (1) are the inputs of the digital information sequence and synchronization of the subunit of the optical interface, its output is connected to the first input of the buffer (2) and the first input of the EPC (8). An LPF output (6) and a DS output (7) are connected to the second input of the EPC (8), which is also connected to the second input of the buffer (2), and the output of the EPC (8) is connected to the input of the optical transmitter (9). The output of the optical transmitter (9) is the optical output of the subunit of the optical interface. The output of the buffer (2) is connected to the input of the DAC (3), which in turn is connected to the first input of the modulator (5), whose output is connected to the input of the low-pass filter (6). The output of the reference generator (4) is connected to the second inputs of the modulator (5) and demodulator (13). The only DS input (7) is connected to the AC output (12) and the second output of the optical receiver (10). The input of the alarm signaling unit (11), the output of which is connected to the third inputs of the electronic reception key, is also connected to the second output of the optical receiver (10). (15) and electronic transmission key (8). The input of the optical receiver (10) is the optical input of the subunit of the optical interface, its output is connected to the first inputs of the ECPR (15) and the demodulator (13), the input of the speaker (12). The output of the demodulator (13) is connected to the input of the ADC (14), the output of which is connected to the second input of the ECPR (15), whose output is connected to the first input of the channel decoder (17) and the input of the VHF (16). The output of the VTC (16) is connected to the second input of the channel decoder (17) and at the same time is the output of the clock signal of the SDI, and the output of the decoder of the channel (17) is the output of the digital sequence of the SDI.

Буфер (2) предназначен для накопления цифровой информации и хранения в течение промежутка времени, определяющегося временем вхождения в связь в аналоговом режиме. Включается в режим запоминания (накопления) по команде ДСС (7), в остальное время прозрачен для прохождения цифровой информации. Является известным устройством и описан в учебном пособии Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы / Б.А.Калабеков - М.: Телеком, 2000 г., с.126-130.The buffer (2) is intended for the accumulation of digital information and storage for a period of time determined by the time of entering into communication in analog mode. It is included in the memorization (accumulation) mode by the DSS command (7), the rest of the time it is transparent for the passage of digital information. Is a well-known device and is described in the manual Kalabekov B.A. Digital devices and microprocessor systems / B.A. Kalabekov - M .: Telecom, 2000, p.126-130.

Для преобразования цифровой двоичной последовательности в аналоговый сигнал служит ЦАП (3). Данный узел является широко известным по своему построению, однако существует ряд специфичных требований. Так, например, важным является требование к скорости обработке, которое должно быть во много раз выше скорости передаваемого сигнала. В связи с определенными техническими ограничениями приемного оптического модуля, имеющегося в составе оптического приемника (10), количество уровней m не должно превышать расчетного для конкретной линии значения (как правило, m=2-4). Узел описан в монографии Волович Г.И. Цифроаналоговые преобразователи / Г.И.Волович - Томск: Томский политехнический университет, 2008 г. с.5-86. Для обратного преобразования предназначен АЦП (14), также является широко известным устройством и описан в монографии Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств / Г.И.Волович - М.: «Додэка-XXI», 2005 г. с.431-467.To convert a digital binary sequence into an analog signal, the DAC (3) is used. This node is widely known for its construction, but there are a number of specific requirements. So, for example, the requirement for processing speed, which should be many times higher than the speed of the transmitted signal, is important. Due to certain technical limitations of the receiving optical module contained in the optical receiver (10), the number of levels m should not exceed the value calculated for a particular line (as a rule, m = 2-4). The node is described in the monograph Volovich G.I. Digital-to-analog converters / G.I. Volovich - Tomsk: Tomsk Polytechnic University, 2008 p. 5-86. For the inverse conversion, the ADC is designed (14), is also a well-known device and is described in the monograph Volovich G.I. Circuitry of analog and analog-digital electronic devices / G.I. Volovich - M .: "Dodeka-XXI", 2005 p.431-467.

Опорный генератор (4) служит для выработки высокостабильной ко-локолообразной несущей для осуществления аналоговой модуляции на передаче и демодуляции на приеме. Является известным устройством, описано в патенте Российской Федерации №2115166 от 10.07.98 года.The reference generator (4) is used to generate a highly stable bell-shaped carrier for the implementation of analog modulation in transmission and demodulation in reception. It is a known device described in the patent of the Russian Federation No. 2115166 from 07/10/98.

Модулятор (5) осуществляет изменение амплитуды несущей, вырабатываемой опорным генератором (4), по закону m позиционного аналогового сигнала, поступающего на первый вход от ЦАП (3), методом амплитудной манипуляции. Принципы построения описаны в Свирид В.Л. Проектирование микроэлектронных устройств: Учеб. Пособие по курсу "Микросхемотехника" / В.Л.Свирид. - Мн.: БГУИР, 1994. - с.70-76. Демодулятор (13) выполняет обратную функцию по выделению огибающей. Описан в Суднищиков B.C., Богачев Г.В. Основы радиотехники и электроники. Часть 5. Модели и принципы обработки сигналов. Пособие / B.C.Суднищиков, Г.В.Богачев. - Орел: Академия ФАПСИ, 2002 г. - с.137-147.The modulator (5) changes the amplitude of the carrier generated by the reference generator (4), according to the law m of the positional analog signal received at the first input from the DAC (3), by the method of amplitude manipulation. The principles of construction are described in Svirid V.L. Design of microelectronic devices: Textbook. The allowance for the course "Microcircuitry" / V.L. Svirid. - Мn .: BSUIR, 1994 .-- p.70-76. Demodulator (13) performs the inverse function of envelope selection. Described in the Judges B.C., Bogachev G.V. Fundamentals of radio engineering and electronics. Part 5. Models and principles of signal processing. The allowance / B.C. Sudnishchikov, G.V. Bogachev. - Eagle: FAPSI Academy, 2002 - p.137-147.

Фильтр (6) предназначен для выделения нижней боковой полосы из продуктов амплитудной модуляции. Цифровой фильтр низких частот является известным устройством и реализуется, как указано в Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов / Л.Рабинер, Б.Гоулд. - М.: «Мир», 1978. - с.252-265.The filter (6) is designed to highlight the lower sideband from the products of amplitude modulation. A digital low-pass filter is a well-known device and is implemented, as indicated in L. Rabiner, B. Gould. Theory and application of digital signal processing / L. Rabiner, B. Gould. - M.: “World”, 1978. - p. 252-265.

Датчик сигналов (7) предназначен для формирования сигналов особой структуры с заданной скоростью. В зависимости от полученных команд может находиться в следующих состояниях: отключен, формирование сигнала-запроса. Одновременно с началом передачи сигнала-запроса на установление соединения в аналоговом режиме дает команду накапливать цифровую информацию в буфере (2). Является известным устройством и описан в пособии Лагутенко О.И. Современные модемы / О.И.Лагутенко - М.: Эко-Трендз, 2002 г. - с.102-107.The signal sensor (7) is designed to generate signals of a special structure with a given speed. Depending on the received commands, it may be in the following states: disabled, generating a request signal. Simultaneously with the beginning of the transmission of the request signal to establish a connection in analog mode, it gives the command to accumulate digital information in the buffer (2). It is a known device and is described in the manual Lagutenko O.I. Modern modems / O.I. Lagutenko - M .: Eco-Trends, 2002 - p.102-107.

Анализатор сигналов (12) служит для приема и анализа сигналов особой структуры, и, в случае успешного приема формирования положительного отклика. По отклику АС (12) ДС (7) принимает решение о прекращении передачи корреспонденту сигнала-запроса на установление соединения и передачи аналоговой информации. Является известным устройством и детально описан в пособии Лагутенко О.И. Современные модемы / О.И.Лагутенко - М.: Эко-Трендз, 2002 г. - с.121-133.The signal analyzer (12) is used to receive and analyze signals of a special structure, and, in case of successful reception, the formation of a positive response. In response to the AC (12), the DS (7) decides to stop transmitting to the correspondent a request signal for establishing a connection and transmitting analog information. It is a known device and is described in detail in the manual Lagutenko O.I. Modern modems / O.I. Lagutenko - M .: Eco-Trends, 2002 - p. 121-133.

Электронные ключи передачи (8) и приема (15) выполняют функции разделения цифрового и аналогового потоков. Срабатывают на переключение по команде, поступающей на третий вход от узла сигнализации об аварии (11). Электронный ключ является известным устройством и описан в Хоровиц П., Уинфилд, X. / Искусство схемотехники: Пер. с англ. - Изд. Шестое. М.: Мир, 2001. - с.70-86.Electronic keys of transmission (8) and reception (15) perform the functions of separation of digital and analog streams. They are triggered by switching on a command received at the third input from the alarm signaling node (11). The electronic key is a well-known device and is described in Horowitz P., Winfield, X. / The art of circuitry: Per. from English - Ed. Sixth. M.: Mir, 2001 .-- p. 70-86.

Принцип работы устройства в основных режимах работы идентичен работе устройства-прототипа. В аварийном режиме работы устройство функционирует следующим образом. В случае прекращения следования с выхода оптического приемника (10) цифровой последовательности АС (12) вырабатывает подготовительную команду ДС (7) для передачи сигнала приглашения к вхождению в связь с корреспондентом в аналоговом режиме. При формировании оптическим приемником (10) сигнала «Авария» узел сигнализации об аварии (11) формирует команду для ЭКП (8) и ЭКПр (15) на переключение коммутации из состояния «первый вход-выход» в состояние «второй вход-выход». Одновременно информация о аварии поступает в ДС (7), который передает через ЭКП (8), оптический передатчик (9) по линии сигнал-приглашение и дает команду на второй вход буфера (2) на запись передаваемой двоичной информации.The principle of operation of the device in the main operating modes is identical to the operation of the prototype device. In emergency operation, the device operates as follows. In case of termination of the digital sequence AC output from the output of the optical receiver (10), the speaker (12) generates a preparatory command DS (7) to transmit an invitation signal to enter into communication with the correspondent in analog mode. When the “Alarm” signal is generated by the optical receiver (10), the alarm signaling unit (11) generates a command for the EPC (8) and ECPR (15) to switch the switching from the “first input-output” state to the “second input-output” state. At the same time, information about the accident enters the DS (7), which transmits through the EPC (8), the optical transmitter (9) along the signal-invitation line and gives a command to the second input of the buffer (2) to record the transmitted binary information.

В случае получения и успешного преобразования оптическим приемником (10) сигнала-приглашения в электрический вид данный сигнал поступает на вход АС (12), который фиксирует попытку установления связи в аналоговом режиме и дает ДС (7) команду на формирование ответного сигнала-приглашения. Если АС (12) фиксирует факт приема ответного сигнала-приглашения он формирует команду ДС (7) на прекращение посылки запроса установления соединения. По этой команде ДС (7) отключает свой выход от канала связи и отключает запрет буфера (2) на передачу.In the case of receipt and successful conversion by the optical receiver (10) of the invitation signal into an electrical form, this signal is fed to the AC input (12), which detects an attempt to establish communication in analog mode and gives the DS (7) a command to generate a response invitation signal. If AC (12) captures the fact of receiving a response invitation signal, it generates a DS command (7) to stop sending a connection request. By this command, the DS (7) disconnects its output from the communication channel and disables the prohibition of the buffer (2) for transmission.

Буфер (2) передает накопленную информацию в блок ЦАП (3), который разбивает входную последовательность на блоки по m бит, преобразует последовательность m-битных блоков в последовательность квантованных по уровню посылок с длительностью в m раз большей длительности импульсов исходного сигнала. Результатом является многоуровневый сигнал с числом уровней 2m. Этот сигнал в амплитудном модуляторе (5) модулирует колоколообразную несущую, вырабатываемую опорным генератором (4). Продукты модуляции проходят процедуру фильтрации в фильтре нижних частот (6) с целью сужения спектра сигнала до нижней боковой полосы. После ФНЧ (6) через открытый ЭКП (8) и оптический передатчик (9) поступает в волоконно-оптическую линию связи.The buffer (2) transfers the accumulated information to the DAC block (3), which splits the input sequence into blocks of m bits, converts the sequence of m-bit blocks into a sequence of packets quantized by level with a duration of m times the pulse width of the original signal. The result is a multi-level signal with 2 m levels. This signal in the amplitude modulator (5) modulates the bell-shaped carrier generated by the reference generator (4). Modulation products undergo a filtering procedure in a low-pass filter (6) in order to narrow the signal spectrum to the lower sideband. After the low-pass filter (6), through an open EPC (8) and an optical transmitter (9), it enters the fiber-optic communication line.

Принятый оптический сигнал, состоящий из последовательности колоколообразных импульсов различной амплитуды, преобразуется в электрический вид оптическим приемником (10) и поступает в демодулятор (13), который выделяет огибающую сигнала. Огибающая принятого сигнала представляет собой 2m-уровневый код, который корректируется и преобразуется к двоичному виду в АЦП (14). С выхода АЦП (14) через открытый ключ (15) двоичный сигнал поступает в ВТЧ (16) и декодер канала (17), где преобразуется аналогичным описанному в устройстве-прототипе способом.The received optical signal, consisting of a sequence of bell-shaped pulses of various amplitudes, is converted into electrical form by an optical receiver (10) and enters a demodulator (13), which selects the envelope of the signal. The envelope of the received signal is a 2 m- level code that is corrected and converted to binary in the ADC (14). From the output of the ADC (14) through the public key (15), the binary signal is sent to the VTC (16) and the channel decoder (17), where it is converted in a manner analogous to that described in the prototype device.

Переход в основной цифровой режим работы осуществляется вручную либо через установленные временные интервалы по команде узла сигнализации об аварии (11).The transition to the main digital mode of operation is carried out manually or at set time intervals at the command of the alarm signaling unit (11).

Claims (2)

1. Способ передачи аналоговых сигналов по аварийной цифровой волоконно-оптической системе передачи (ЦВОСП), заключающийся в том, что электрический сигнал от источника сообщений кодируют, преобразуют в оптический вид и передают по оптическому волокну в приемник, где преобразуют в электрический вид, декодируют и передают получателю сообщений, при невозможности поддержания заданной достоверности, либо при срыве синхронизации, вызванном аварийными случаями, вырабатывают команду «Авария», отличающийся тем, что для установления связи в аналоговом режиме корреспонденту передают посылку с запросом перестройки линейного оборудования, по команде «Авария» изменяют путь прохождения электрического сигнала в линейном оборудовании: цифровой сигнал с выхода кодера подвергают цифроаналоговому преобразованию, схожему с обратным ИКМ преобразованием с количеством уровней m, код комбинации декодируют в номер уровня n (n из множества m), после процедуры формирования аналогового сигнала производят модуляцию колоколообразной несущей, затем - фильтрацию продуктов модуляции, с целью сужения спектра передаваемого сигнала, полученный электрический сигнал преобразуют в оптический и передают по волоконно-оптической линии связи, на приемной стороне производят прием оптического сигнала, его преобразование в электрический вид, демодуляцию колоколообразных импульсов, аналого-цифровое преобразование и восстанавливают посылки двухуровневого кода, которые передают в декодер канала.1. The method of transmitting analog signals through an emergency digital fiber optic transmission system (CVOSP), which consists in the fact that the electrical signal from the message source is encoded, converted into optical form and transmitted via optical fiber to the receiver, where it is converted into electrical form, decoded and transmit to the message recipient, if it is not possible to maintain the specified reliability, or if the synchronization is disrupted due to emergency cases, an “Alarm” command is generated, characterized in that for establishing communication in the anal In this mode, the package is sent to the correspondent with the request for the adjustment of the linear equipment, the “Alarm” command changes the path of the electric signal in the linear equipment: the digital signal from the encoder output is subjected to digital-to-analog conversion similar to the inverse PCM conversion with the number of levels m, the combination code is decoded to the level number n (n from the set m), after the procedure for generating an analog signal, a bell-shaped carrier is modulated, then the modulation products are filtered to narrow I of the spectrum of the transmitted signal, the received electrical signal is converted into an optical signal and transmitted via a fiber-optic communication line, on the receiving side, an optical signal is received, it is converted into electrical form, demodulation of bell-shaped pulses, analog-to-digital conversion, and two-level code transmitting packets that transmit to the channel decoder. 2. Устройство передачи аналоговых сигналов по аварийной ЦВОСП, содержащее кодер канала, оптический передатчик, оптический приемник, узел сигнализации об аварии, выделитель тактовой частоты, декодер канала, причем первый и второй входы кодера канала являются входом исходной цифровой последовательности и синхросигнала соответственно, выход оптического передатчика является оптическим выходом СОИ, а вход оптического приемника - оптическим входом СОИ, второй выход оптического приемника соединен с узлом сигнализации об аварии, выход ВТЧ соединен со вторым входом декодера канала и одновременно является выходом синхросигнала СОИ, а выход декодера канала является выходом цифровой последовательности СОИ, отличающееся тем, что дополнительно введены следующие узлы: электронные ключи, буфер, датчик и анализатор сигналов (ДС и АС соответственно), аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи (АЦП и ЦАП соответственно), модулятор, демодулятор, опорный генератор, фильтр нижних частот (ФНЧ), причем выход кодера канала соединен с первым входом электронного ключа передачи (ЭКП) и с первым входом буфера, выход которого соединен с входом ЦАП, выход которого подключен к первому входу модулятора, выход которого соединен с входом ФНЧ, выход ФНЧ соединен со вторым входом ЭКП, с которым так же соединен выход ДС и второй вход буфера, выход ЭКП подключен ко входу оптического передатчика, выход оптического приемника соединен с входом АС и первыми входами демодулятора и электронного ключа приема (ЭКПр), выход демодулятора подключен ко входу АЦП, выход которого соединен со вторым входом ЭКПр, выход которого соединен со входом ВТЧ и первым входом декодера канала, выход опорного генератора соединен со вторыми входами модулятора и демодулятора, вход ДС соединен с выходом АС и со вторым выходом оптического приемника, третьи входы электронных ключей соединены с узлом сигнализации об аварии. 2. A device for transmitting analog signals via emergency TsVOSP, comprising a channel encoder, an optical transmitter, an optical receiver, an alarm signaling unit, a clock isolator, a channel decoder, the first and second inputs of the channel encoder being the input of the original digital sequence and clock signal, respectively, the optical output the transmitter is the optical output of the SDI, and the input of the optical receiver is the optical input of the SDI, the second output of the optical receiver is connected to the alarm signaling node, the output is is dined with the second input of the channel decoder and at the same time is the SDI clock signal output, and the channel decoder output is the output of the SDI digital sequence, characterized in that the following nodes are additionally introduced: electronic keys, buffer, sensor and signal analyzer (DS and AC, respectively), digital and digital-to-analog converters (ADC and DAC, respectively), modulator, demodulator, reference generator, low-pass filter (low-pass filter), and the output of the channel encoder is connected to the first input of the electronic transmission key (EPC) and the first input of the buffer, the output of which is connected to the input of the DAC, the output of which is connected to the first input of the modulator, the output of which is connected to the input of the low-pass filter, the output of the low-pass filter is connected to the second input of the EPC, which also connects the output of the DS and the second input of the buffer, the output of the ECP is connected to the input of the optical transmitter, the output of the optical receiver is connected to the AC input and the first inputs of the demodulator and the electronic reception key (EPR), the output of the demodulator is connected to the ADC input, the output of which is connected to the second input of the ECPR, the output of which is connected to the input of the VTC and the first input of the channel decoder, the output of the reference generator is connected to the second inputs of the modulator and demodulator, the DS input is connected to the AC output and to the second output of the optical receiver, the third inputs of the electronic keys are connected to the alarm signaling unit.
RU2011133415/07A 2011-08-09 2011-08-09 Method to transfer analogue signals along emergency digital fibre-optic transmission system and device that realises it RU2485688C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011133415/07A RU2485688C2 (en) 2011-08-09 2011-08-09 Method to transfer analogue signals along emergency digital fibre-optic transmission system and device that realises it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011133415/07A RU2485688C2 (en) 2011-08-09 2011-08-09 Method to transfer analogue signals along emergency digital fibre-optic transmission system and device that realises it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011133415A RU2011133415A (en) 2013-02-20
RU2485688C2 true RU2485688C2 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011133415/07A RU2485688C2 (en) 2011-08-09 2011-08-09 Method to transfer analogue signals along emergency digital fibre-optic transmission system and device that realises it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2485688C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574338C1 (en) * 2014-11-05 2016-02-10 Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" Fibre-optic solitonic system for synchronous digital channel transmission
WO2018067703A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-12 Teramount Ltd. An electro-optical interconnect platform
US10481334B2 (en) 2015-10-08 2019-11-19 Teramount Ltd. Fiber to chip optical coupler
US10564374B2 (en) 2015-10-08 2020-02-18 Teramount Ltd. Electro-optical interconnect platform
RU2749670C1 (en) * 2020-06-19 2021-06-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Apparatus for optical recovery of telecommunication signal with amplitude modulation and method for production of apparatus
US11585991B2 (en) 2019-02-28 2023-02-21 Teramount Ltd. Fiberless co-packaged optics
US11852876B2 (en) 2015-10-08 2023-12-26 Teramount Ltd. Optical coupling

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994009575A1 (en) * 1992-10-13 1994-04-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. Light path switching system
GB2278971A (en) * 1993-06-07 1994-12-14 Fujitsu Ltd Bidirectional optical communications
RU2121229C1 (en) * 1995-09-12 1998-10-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Предприятие "А. & П" Optical communication system
RU2174267C2 (en) * 1999-03-09 2001-09-27 Красноярский фонд "Конверсионный технопарк" Field-effect emissive display

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994009575A1 (en) * 1992-10-13 1994-04-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. Light path switching system
GB2278971A (en) * 1993-06-07 1994-12-14 Fujitsu Ltd Bidirectional optical communications
RU2121229C1 (en) * 1995-09-12 1998-10-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Предприятие "А. & П" Optical communication system
RU2174267C2 (en) * 1999-03-09 2001-09-27 Красноярский фонд "Конверсионный технопарк" Field-effect emissive display

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574338C1 (en) * 2014-11-05 2016-02-10 Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" Fibre-optic solitonic system for synchronous digital channel transmission
US10481334B2 (en) 2015-10-08 2019-11-19 Teramount Ltd. Fiber to chip optical coupler
US10564374B2 (en) 2015-10-08 2020-02-18 Teramount Ltd. Electro-optical interconnect platform
US11852876B2 (en) 2015-10-08 2023-12-26 Teramount Ltd. Optical coupling
WO2018067703A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-12 Teramount Ltd. An electro-optical interconnect platform
US11585991B2 (en) 2019-02-28 2023-02-21 Teramount Ltd. Fiberless co-packaged optics
RU2749670C1 (en) * 2020-06-19 2021-06-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Apparatus for optical recovery of telecommunication signal with amplitude modulation and method for production of apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011133415A (en) 2013-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2485688C2 (en) Method to transfer analogue signals along emergency digital fibre-optic transmission system and device that realises it
US9344195B2 (en) Multiple level signaling for passive optical networks
EP2830239B1 (en) Method, system and transceiver device for bi-directionally transmitting digital optical signals over an optical transmission link
EP1041783A2 (en) Encoding, modulation and multiplexing for optical transmission
EP2976845B1 (en) Pluggable optical host and network i/o optoelectronic module
WO2014155515A1 (en) Multilevel modulation optical transceiver device and multilevel modulation optical transceiver method
US11777597B2 (en) Dual-direction OTDR system for inter-node communications
RU2011110868A (en) HIGH-SPEED TECHNOLOGY OF RECEIVING AND TRANSMISSION OF BINARY DATA WITH HIGH SPEED FOR OPTICAL COMMUNICATIONS NETWORKS
US5491575A (en) Passive optical telecommunication system
US7609976B2 (en) Method and system for ultra-high bit rate fiber-optic communications
CN103988450A (en) Method and arrangement for signal transmission and compensation of back reflections in optical acces PON systems
JP5505796B2 (en) Media converter, media converter data communication method, and network system
US8126328B2 (en) Communication apparatus and signal transmitting method
WO2019160838A1 (en) Multi-rate optical network
EP3348008B1 (en) Method of transmitting communications traffic, transmitter and communications transmission system
US9538266B2 (en) Circuit and method for optical bit interleaving in a passive optical network using multi-level signals
CN105103446B (en) A kind of signal processing apparatus
CN102792613B (en) Optical communication system
CN110519057B (en) Classical signal coding and decoding method, synchronization method and device for quantum key distribution system
KR20010014403A (en) Method for transmitting overhead infromation for wavelength division multiplex networks for fiber-optic information transmission
CN101563868B (en) Optical signal processing method and device, associated central equipment and access network
JP2012023586A (en) Wavelength division multiplexing optical transmission/reception device and optical fiber misconnection detection method
US20120020667A1 (en) Data stream upgrade apparatus and method
JP2016019030A (en) Optical communication system, optical communication method, and device
Talib et al. Probability of symbol error of Multi Slot Amplitude Coding (MSAC) technique in optical communication system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130810