RU2522893C2 - Device for inspecting fibre-optic lines - Google Patents
Device for inspecting fibre-optic lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522893C2 RU2522893C2 RU2012136021/07A RU2012136021A RU2522893C2 RU 2522893 C2 RU2522893 C2 RU 2522893C2 RU 2012136021/07 A RU2012136021/07 A RU 2012136021/07A RU 2012136021 A RU2012136021 A RU 2012136021A RU 2522893 C2 RU2522893 C2 RU 2522893C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- optical
- optoelectronic module
- control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам контроля потерь в волоконно-оптических линиях передачи (ВОЛП) и может быть использовано в качестве универсального технического средства защиты информации (ТСЗИ) ограниченного доступа, передаваемой по неконтролируемой территории.The invention relates to loss control devices in fiber optic transmission lines (FOCL) and can be used as a universal technical means of information protection (TSZI) of limited access transmitted over an uncontrolled territory.
Известен «Приемо-передающий блок волоконно-оптической системы передачи информации» (см. патент России №2239286 опубликован в БИ №30 от 27.10.2004 г.) Устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству контроля и поэтому выбрано в качестве прототипа. Приемо-передающий блок содержит устройство управления излучателем, контрольный фотодетектор, последовательно соединенные приемный оптоэлектронный модуль, полосовой фильтр, усилитель с автоматической регулировкой усиления, детектор уровня, микроконтроллер, устройство сигнализации, а также последовательно соединенные передающий оптоэлектронный модуль и цифровой генератор. Устройство работает следующим образом. Входные информационные сигналы поступают на вход устройства управления излучателем, где формируется ток модуляции излучателя информационными сигналами. Величина тока может регулироваться по управляющему входу. Выходной сигнал устройства суммируется с током постоянного смещения и контрольным сигналом. Полученная сумма поступает на излучатель, который излучает оптический сигнал. Часть оптического сигнала поступает на контрольный фотодетектор, который преобразует входной оптический сигнал в электрический сигнал. С выхода фотодетектора сигнал поступает в две цепи: стабилизации средней оптической мощности излучателя и стабилизации амплитуды информационного и контрольного сигналов. Цепь стабилизации средней мощности содержит интегратор и регулятор-сумматор. Интегратор формирует сигнал рассогласования средней излучаемой мощности от заданной величины. Выходной сигнал поступает на вход устройства, которое регулирует ток через излучатель, стремясь уменьшить рассогласование до минимума. Одновременно с этим устройство производит модуляцию постоянного тока переменным током контрольного сигнала, который формируется цифровым генератором и преобразуется в аналоговую форму цифроаналоговым преобразователем (ЦАП). Цепь стабилизации амплитуды информационного и контрольного сигналов состоит из полосового фильтра, детектора, блока управления. Полосовой фильтр выделяет из сигнала контрольного фотодетектора контрольный сигнал, который детектором преобразуется в постоянный сигнал, величина которого пропорциональна амплитуде контрольного сигнала на входе. По входному уровню блок управления формирует постоянные уровни управления опорным напряжением ЦАП и устройством управления излучателем. Токи модуляции излучателя изменяются таким образом, чтобы свести к минимуму рассогласование входного постоянного сигнала с заданным напряжением. Кроме того, блок имеет управляющий вход, по которому поступает постоянный сигнал разрешения передачи из устройства контроля. В случае отсутствия этого сигнала блок не подает на ЦАП и устройство контроля постоянные уровни, блокируя тем самым передачу информационных и контрольных сигналов. После прохождения по волоконно-оптической линии передачи оптические сигналы попадают на приемный оптоэлектронный модуль (ПРОМ), который имеет в своем составе фотодетектор и усилитель фототока. На выходе ПРОМ формируется аналоговый сигнал, пропорциональный входному оптическому сигналу, который поступает на усилитель информационных сигналов и фильтр нижних частот. Усилитель представляет собой полосовой усилитель, полоса которого соответствует полосе информационных сигналов и может иметь в своем составе автоматическую регулировку усиления (АРУ). На выходе устройства - усиленные до требуемой амплитуды информационные сигналы. Устройство решения формирует на выходе цифровые информационные сигналы в требуемом формате.The well-known "Transceiver unit of a fiber-optic information transmission system" (see Russian patent No. 2239286 published in BI No. 30 dated October 27, 2004). The device is the closest in technical essence to the claimed monitoring device and is therefore selected as a prototype. The transmitter-receiver unit contains an emitter control device, a control photodetector, a series-connected receiving optoelectronic module, a band-pass filter, an amplifier with automatic gain control, a level detector, a microcontroller, an alarm device, as well as a series-connected transmitting optoelectronic module and a digital generator. The device operates as follows. Input information signals are fed to the input of the emitter control device, where the modulator current of the emitter is generated by information signals. The magnitude of the current can be adjusted at the control input. The output signal of the device is summed with a constant bias current and a control signal. The resulting amount goes to the emitter, which emits an optical signal. Part of the optical signal is fed to a control photodetector, which converts the input optical signal into an electrical signal. From the photodetector output, the signal enters in two chains: stabilization of the average optical power of the emitter and stabilization of the amplitude of the information and control signals. The average power stabilization circuit contains an integrator and an adder controller. The integrator generates a mismatch signal of the average radiated power from a given value. The output signal is fed to the input of the device, which regulates the current through the emitter, trying to reduce the mismatch to a minimum. At the same time, the device modulates direct current with alternating current of the control signal, which is generated by a digital generator and converted into analog form by a digital-to-analog converter (DAC). The amplitude stabilization circuit of the information and control signals consists of a band-pass filter, detector, and control unit. The band-pass filter extracts a control signal from the signal of the control photodetector, which is converted by the detector into a constant signal, the value of which is proportional to the amplitude of the control signal at the input. At the input level, the control unit generates constant levels of control of the reference voltage of the DAC and the emitter control device. The modulation currents of the emitter are changed in such a way as to minimize the mismatch of the input constant signal with a given voltage. In addition, the unit has a control input, through which a constant transmission enable signal from the monitoring device is received. In the absence of this signal, the unit does not supply constant levels to the DAC and control device, thereby blocking the transmission of information and control signals. After passing through the fiber-optic transmission line, the optical signals arrive at the receiving optoelectronic module (PROM), which includes a photodetector and a photocurrent amplifier. At the output of the PROM, an analog signal is generated proportional to the input optical signal, which is fed to the information signal amplifier and a low-pass filter. An amplifier is a strip amplifier, the strip of which corresponds to the band of information signals and may include automatic gain control (AGC). At the device output, information signals amplified to the required amplitude. The solution device generates digital information signals in the required format at the output.
Сигнал, поступающий на фильтр нижних частот, фильтруется таким образом, чтобы отделить контрольный сигнал от информационного сигнала. Далее, после усиления и фильтрации верхних частот, выделенный контрольный сигнал поступает на детектор уровня, который преобразует амплитуду контрольного сигнала в сигнал постоянного уровня. После этого с помощью фильтра выделяется требуемая полоса контроля. С выхода фильтра сигнал постоянного уровня поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который формирует цифровой сигнал, поступающий для анализа в цифровой блок контроля. Блок анализирует изменения входного цифрового сигнала таким образом, что выделяется опасный сигнал, соответствующий попытке съема информации с волоконно-оптической линии передачи. В этом случае формируется сигнал тревоги, который поступает на звуковой излучатель и световой индикатор. На выходе блока снимается постоянный сигнал разрешения. В случае отсутствия опасного сигнала на выходе блока поддерживается постоянный уровень разрешения. Световой индикатор отражает текущее состояние контролируемых параметров.The signal supplied to the low-pass filter is filtered in such a way as to separate the control signal from the information signal. Further, after amplification and high-pass filtering, the selected control signal is fed to a level detector, which converts the amplitude of the control signal into a constant level signal. After that, using the filter, the required control band is selected. From the output of the filter, a constant level signal is fed to an analog-to-digital converter (ADC), which generates a digital signal that is sent to the digital control unit for analysis. The unit analyzes the changes in the input digital signal in such a way that a dangerous signal is released corresponding to an attempt to retrieve information from the fiber optic transmission line. In this case, an alarm is generated, which is transmitted to the sound emitter and light indicator. At the output of the block, a constant enable signal is taken. In the absence of a dangerous signal at the output of the unit, a constant resolution level is maintained. The indicator light reflects the current state of the monitored parameters.
Недостатком вышеуказанного устройства является отсутствие универсальности к параметрам передаваемых информационных сигналов.The disadvantage of the above device is the lack of versatility in the parameters of the transmitted information signals.
Решаемой технической задачей является создание универсального по отношению к стандартам и скоростям передачи устройства контроля волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) информации ограниченного доступа.The technical task to be solved is the creation of a device for monitoring limited access information with respect to standards and transmission speeds of a device for monitoring fiber-optic transmission lines (FOCL).
Достигаемым техническим результатом является создание устройства контроля ВОЛП, независимого от параметров информационных сигналов: скорости передачи и способа кодирования.Achievable technical result is the creation of a FOCL monitoring device that is independent of the parameters of information signals: transmission speed and coding method.
Для достижения технического результата в устройстве контроля волоконно-оптических линий, содержащем передающий оптоэлектронный модуль, вход которого соединен с выходом цифрового генератора и последовательно соединенные приемный оптоэлектронный модуль, усилитель с автоматической регулировкой усиления, полосовой фильтр, детектор уровня, микроконтроллер, устройство сигнализации, новым является то, что дополнительно введены оптический коммутатор, первый и второй оптические ответвители, согласующее устройство, выход которого соединен со вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, а вход - с первым выходом микроконтроллера, второй выход которого соединен с входом управления оптического коммутатора, оптический выход которого является выходом устройства в волоконно-оптическую линию, а оптический вход соединен с выходом первого оптического ответвителя, первый вход которого является входом устройства, а второй вход соединен с выходом передающего оптоэлектронного модуля, оптический вход второго оптического ответвителя является оптическим входом устройства с волоконно-оптической линии, первый выход второго оптического ответвителя соединен со входом приемного оптоэлектронного модуля, а выход является выходом устройства.To achieve a technical result in a device for monitoring fiber optic lines containing a transmitting optoelectronic module, the input of which is connected to the output of a digital generator and a series-connected receiving optoelectronic module, an amplifier with automatic gain control, a bandpass filter, a level detector, a microcontroller, an alarm device, is new that an optical switch, the first and second optical couplers, a matching device, the output of which is connected, are additionally introduced with the second input of the amplifier with automatic gain control, and the input with the first output of the microcontroller, the second output of which is connected to the control input of the optical switch, the optical output of which is the output of the device into the fiber optic line, and the optical input is connected to the output of the first optical coupler, the first the input of which is the input of the device, and the second input is connected to the output of the transmitting optoelectronic module, the optical input of the second optical coupler is the optical input troystva fiber optic line, the first output of the second optical coupler connected to the input receiving the optoelectronic module, and the output is an output device.
Введение оптического коммутатора, первого и второго оптических ответвителей и согласующего устройства позволяет сделать устройство контроля волоконно-оптических линий универсальным за счет того, что оно пропускает через себя транзитом передаваемые и принимаемые с волоконно-оптической линии информационные оптические сигналы с минимальными потерями, при этом в полной мере осуществляет контроль волоконно-оптических линий.The introduction of an optical switch, the first and second optical couplers and a matching device allows us to make the fiber-optic line monitoring device universal due to the fact that it transits information optical signals transmitted and received from the fiber-optic line through it in transit with minimal losses, while in full least carries out control of fiber optic lines.
На фиг.1 представлена функциональная схема заявляемого устройства. Устройство контроля волоконно-оптических линий содержит последовательно соединенные приемный оптоэлектронный модуль 10, усилитель с автоматической регулировкой усиления 11 полосовой фильтр 12, детектор уровня 13, микроконтроллер 14, устройство сигнализации 15, а также последовательно соединенные передающий оптоэлектронный модуль 5 и цифровой генератор 6, оптический коммутатор 2, первый и второй оптические ответвители 3 и 8, согласующее устройство 16, выход которого соединен со вторым входом усилителя 12 с автоматической регулировкой усиления, а вход - с первым выходом микроконтроллера 14, второй выход которого соединен с входом управления оптического коммутатора 2, оптический выход которого является выходом 4 устройства в волоконно-оптическую линию, а оптический вход соединен с выходом первого оптического ответвителя 3, первый вход которого является входом 1 устройства, а второй вход соединен с выходом передающего оптоэлектронного модуля 5, оптический вход второго оптического ответвителя является оптическим входом 7 устройства с волоконно-оптической линии, первый выход второго оптического ответвителя соединен со входом приемного оптоэлектронного модуля 10, а выход является выходом 9 устройства.Figure 1 presents the functional diagram of the inventive device. The control device for fiber-optic lines contains a series-connected receiving optoelectronic module 10, an amplifier with automatic gain control 11 a band-pass filter 12, a level detector 13, a microcontroller 14, an alarm device 15, as well as a series-connected transmitting optoelectronic module 5 and a digital generator 6, an optical switch 2, the first and second optical couplers 3 and 8, a matching device 16, the output of which is connected to the second input of the amplifier 12 with automatic gain control, and the input is with the first output of the microcontroller 14, the second output of which is connected to the control input of the optical switch 2, the optical output of which is the output 4 of the device into the fiber optic line, and the optical input is connected to the output of the first optical coupler 3, the first input of which is input 1 devices, and the second input is connected to the output of the transmitting optoelectronic module 5, the optical input of the second optical coupler is the optical input 7 of the device from the fiber optic line, the first output of the second the optical coupler is connected to the input of the receiving optoelectronic module 10, and the output is the output 9 of the device.
На фиг.2 представлена схема включения заявляемого устройства в состав защищенной ВОСП: 17 - приемное (R) и передающее (Т) устройства ВОСП; 18 - волоконно-оптические линии (ВОЛ); 19 - устройства контроля; 20 - оптические шнуры.Figure 2 presents a diagram of the inclusion of the inventive device in the composition of the protected FOSP: 17 - receiving (R) and transmitting (T) VOSP devices; 18 - fiber optic lines (VOL); 19 - control device; 20 - optical cords.
Заявляемое устройство работает следующим образом. На оптический вход 1 (фиг.1) от передатчика ВОСП поступают информационные оптические сигналы, которые через оптические ответвитель 3 и коммутатор 2 поступают на оптический выход в линию 4. Одновременно в ВОЛП через ответвитель 3 поступают контрольные оптические сигналы, которые формируются цифровым генератором 6 и ПОМ 5. После прохождения по ВОЛП оптические сигналы поступают на вход устройства 7 и через ответвитель 8, из которого 99-90% мощности сигнала поступает на оптический выход устройства - 9. От 1 до 10% мощности сигнала поступает на оптический вход ПРОМ 10, где преобразуется в электрический сигнал. Из сигнала с помощью полосового фильтра 12 выделяется одночастотный контрольный сигнал, который усиливается усилителем 11 и детектируется детектором 13. В результате на вход микроконтроллера 14 поступает контрольный уровень, величина которого пропорциональна амплитуде контрольного сигнала. Микроконтроллер 14 через устройство 16 управляет величиной коэффициента усиления усилителя 12, устанавливая заданную величину контрольного уровня на своем входе вне зависимости от коэффициента передачи ВОЛП. После установки уровня и включения в режим контроля на электрический вход управления оптического коммутатора 2 подается сигнал разрешения передачи информационных сигналов. Если микроконтроллер 14 обнаруживает попытку отвода оптического сигнала из ВОЛП, то он снимает сигнал разрешения с коммутатора 2 и включает устройство тревожной сигнализации 15.The inventive device operates as follows. Optical information signal 1 arrives at the optical input 1 (Fig. 1) from the VOSP transmitter, which through the optical coupler 3 and switch 2 are fed to the optical output on line 4. At the same time, control optical signals that are generated by the digital generator 6 and POM 5. After passing through the fiber optic link, optical signals are fed to the input of device 7 and through a coupler 8, from which 99-90% of the signal power goes to the optical output of the device - 9. From 1 to 10% of the signal power goes to the optical input of PROM 10, where it is converted into an electrical signal. From the signal using a band-pass filter 12, a single-frequency control signal is extracted, which is amplified by the amplifier 11 and detected by the detector 13. As a result, a control level arrives at the input of the microcontroller 14, the value of which is proportional to the amplitude of the control signal. The microcontroller 14 through the device 16 controls the magnitude of the gain of the amplifier 12, setting a predetermined value of the control level at its input, regardless of the transmission coefficient of the fiber optic link. After setting the level and switching on the control mode, an enable signal for transmitting information signals is supplied to the control input of the optical switch 2 If the microcontroller 14 detects an attempt to divert the optical signal from the fiber optic link, it removes the enable signal from the switch 2 and turns on the alarm device 15.
Для подтверждения работоспособности заявляемого устройства и экспериментального определения параметров были собраны два макета. В качестве передающего и приемного модулей были использованы ПОМ-360 и ПРОМ-364, генератор на микроконтроллере PIC16C622, оптический коммутатор OSW-11-135-09-0,3-FC/PC оптические ответвители WBC-12-135-50-0-00-FC-D, WBC-12-135-02-0-00-FC-D, фильтр, усилитель и детектор на операционных усилителях 140УД17, микроконтроллер PIC16C717, устройство сигнализации на пъезозвонке SMA-24. Макеты устройств были включены в соответствии со схемой (фиг.2) в состав ВОСП, осуществляющую дуплексную связь двух компьютеров со скоростью 125 Мбит/с. Испытания макета устройства подтвердили его работоспособность в составе ВОСП.To confirm the operability of the claimed device and the experimental determination of the parameters, two layouts were assembled. The transmitting and receiving modules were POM-360 and PROM-364, a generator on the PIC16C622 microcontroller, an optical switch OSW-11-135-09-0,3-FC / PC, optical couplers WBC-12-135-50-0- 00-FC-D, WBC-12-135-02-0-00-FC-D, filter, amplifier and detector on operational amplifiers 140UD17, microcontroller PIC16C717, signaling device on the SMA-24 call bell. The device mockups were included in accordance with the scheme (figure 2) in the composition of the FOTS, performing duplex communication of two computers with a speed of 125 Mbps. Tests of the device layout confirmed its operability as part of the FOTS.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012136021/07A RU2522893C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Device for inspecting fibre-optic lines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012136021/07A RU2522893C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Device for inspecting fibre-optic lines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012136021A RU2012136021A (en) | 2014-03-27 |
| RU2522893C2 true RU2522893C2 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=50342576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012136021/07A RU2522893C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Device for inspecting fibre-optic lines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2522893C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800058C1 (en) * | 2023-01-27 | 2023-07-17 | Объединенный Институт Ядерных Исследований (Оияи) | Device for monitoring the re-emissivity of a spectrum-shifting optical fiber |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435850A (en) * | 1982-02-16 | 1984-03-06 | International Telephone And Telegraph Corporation | Secure fiber optic data transmission system |
| RU2121229C1 (en) * | 1995-09-12 | 1998-10-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Предприятие "А. & П" | Optical communication system |
| RU2239286C1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики | Transceiving unit of fiber-optic data transfer system |
| RU2297102C1 (en) * | 2005-10-17 | 2007-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фобос"-ООО "Фобос" | Transceiving device for limited-access protected fiber-optic data transfer system |
-
2012
- 2012-08-21 RU RU2012136021/07A patent/RU2522893C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435850A (en) * | 1982-02-16 | 1984-03-06 | International Telephone And Telegraph Corporation | Secure fiber optic data transmission system |
| RU2121229C1 (en) * | 1995-09-12 | 1998-10-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Предприятие "А. & П" | Optical communication system |
| RU2239286C1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики | Transceiving unit of fiber-optic data transfer system |
| RU2297102C1 (en) * | 2005-10-17 | 2007-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фобос"-ООО "Фобос" | Transceiving device for limited-access protected fiber-optic data transfer system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800058C1 (en) * | 2023-01-27 | 2023-07-17 | Объединенный Институт Ядерных Исследований (Оияи) | Device for monitoring the re-emissivity of a spectrum-shifting optical fiber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012136021A (en) | 2014-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5771438B2 (en) | Interleaved optical signal amplification | |
| CN104697558B (en) | Distributed optical fiber multi-parameter sensing measurement system | |
| US3999074A (en) | Fiber-optic photoelectric power control device | |
| US4207561A (en) | Intruder alarm arrangement for an optical communication system | |
| US20200088566A1 (en) | Warning device for preventing underground cables against accidental excavation | |
| US6088144A (en) | Detection of frequency-modulated tones in electromagnetic signals | |
| CN105205960B (en) | A kind of optical fiber perimeter intrusion alarm system | |
| RU2522893C2 (en) | Device for inspecting fibre-optic lines | |
| SE0301578L (en) | Procedure for monitoring operating information | |
| SE9900991L (en) | Receiver transponder for protected networks | |
| JP2006319709A (en) | Sub-signal modulation device, sub-signal demodulation device, and sub-signal modulation-demodulation system | |
| KR102066534B1 (en) | System for detecting arc flash in distribution board | |
| US20210297159A1 (en) | Optical Transmitter/Receiver and Method for Controlling Optical Transmitter/Receiver | |
| US10042191B2 (en) | Optical Transmitter | |
| CN112997098A (en) | Optical system including high performance optical receiver and method thereof | |
| JP6503270B2 (en) | Remote antenna system | |
| RU2297102C1 (en) | Transceiving device for limited-access protected fiber-optic data transfer system | |
| RU2239286C1 (en) | Transceiving unit of fiber-optic data transfer system | |
| RU2586074C1 (en) | Secure fibre-optic transmission system with selection and localisation of emergency situations | |
| RU2591843C1 (en) | Logarithmic controller for protection of fibre-optic lines | |
| RU2617726C1 (en) | Logarithmic controller of protecting multi-span fiber-optic lines | |
| CN112002092B (en) | High-speed railway platform anti-border-crossing distributed optical fiber early warning system | |
| JPS5687948A (en) | Optical communication system | |
| JP2020036258A (en) | Method for monitoring radio transmission signal | |
| JPS575447A (en) | Failure detecting system |