RU2586074C1 - Secure fibre-optic transmission system with selection and localisation of emergency situations - Google Patents
Secure fibre-optic transmission system with selection and localisation of emergency situations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586074C1 RU2586074C1 RU2015110194/07A RU2015110194A RU2586074C1 RU 2586074 C1 RU2586074 C1 RU 2586074C1 RU 2015110194/07 A RU2015110194/07 A RU 2015110194/07A RU 2015110194 A RU2015110194 A RU 2015110194A RU 2586074 C1 RU2586074 C1 RU 2586074C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- optical
- pole
- control
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи (ВОСП) с селекцией и локализацией аварийных ситуаций и может быть использовано в качестве защищенной системы передачи информации ограниченного доступа за пределами контролируемой зоны.The invention relates to fiber-optic transmission systems (FOTS) with the selection and localization of emergency situations and can be used as a secure system for transmitting information of limited access outside the controlled area.
Известно устройство контроля волоконно-оптических линий (патент РФ №2522893 от 21.08.2012 г., опубл. в Б.И. №20 от 27.03.2014 г.), на основе которого создается защищенная ВОСП. Система состоит из двух одинаковых комплектов приемо-передающей аппаратуры, которые с помощью оптических шнуров соединены с входом и выходом устройства контроля, линейные вход и выход которых соединены между собой с помощью волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП).A device for monitoring fiber-optic lines is known (RF patent No. 2522893 of 08/21/2012, published in B.I. No. 20 of 03/27/2014), on the basis of which a protected FOTS is created. The system consists of two identical sets of transceiver equipment, which are connected via optical cables to the input and output of the monitoring device, the linear input and output of which are interconnected by fiber-optic transmission lines (FOL).
ВОСП работает следующим образом.FOSP works as follows.
Приемо-передающая аппаратура обеспечивает дуплексную передачу информации по двум ВОЛП в заданном формате. Устройства контроля добавляют к информационным оптическим сигналам дополнительный тестовый сигнал, который передается на противоположную сторону. Устройство контроля на противоположной стороне принимает оптический сигнал, выделяет тестовый сигнал, который оцифровывается и вводится в микроконтроллер. Микроконтроллер обрабатывает цифровую последовательность по специальному алгоритму на основе теории выделения сигналов на фоне случайных помех. При изменении коэффициента передачи между оптическими полюсами ВОЛП выше заданного порога производится отключение передачи оптических сигналов по ВОЛП противоположного направления. Соответственно, устройство контроля на противоположной стороне производит отключение передачи оптических сигналов по ВОЛП прямого направления. ВОСП является наиболее близкой к заявляемой системе передачи и поэтому выбрана в качестве прототипа.Transceiver equipment provides duplex transmission of information over two fiber optic links in a given format. Monitoring devices add an additional test signal to the optical information signals, which is transmitted to the opposite side. The control device on the opposite side receives an optical signal, emits a test signal, which is digitized and injected into the microcontroller. The microcontroller processes the digital sequence according to a special algorithm based on the theory of signal extraction against a background of random noise. When the transmission coefficient between the optical poles of the FOCL is changed above a predetermined threshold, the transmission of optical signals through the FOCL of the opposite direction is disabled. Accordingly, the control device on the opposite side disables the transmission of optical signals through the FOL of the forward direction. FOTS is the closest to the claimed transmission system and is therefore selected as a prototype.
Недостатками вышеуказанной ВОСП являются:The disadvantages of the above VOSP are:
1) отсутствие селекции аварийных ситуаций;1) lack of selection of emergencies;
2) отсутствие возможности локализации места нарушения по длине волоконно-оптической линии.2) the inability to localize the location of the violation along the length of the fiber optic line.
Решаемой технической задачей является создание ВОСП с автоматической селекцией аварийных ситуаций и возможностью локализации места нарушения по длине волоконно-оптической линии.The technical task to be solved is the creation of an FOTS with automatic selection of emergency situations and the possibility of localizing the location of the violation along the length of the fiber optic line.
Достигаемым техническим результатом является повышение среднего времени наработки на ложную тревогу за счет дополнительного анализа аварийных ситуаций.Achievable technical result is to increase the average time between false alarm due to the additional analysis of emergency situations.
Для достижения технического результата в защищенной волоконно-оптической системе передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций, состоящей из двух комплектов приемо-передающей аппаратуры, соединенных между собой волоконно-оптическими линиями, при этом каждый комплект содержит приемо-передающее устройство, соединенное оптическими шнурами с устройством контроля, выход которого соединен со входом волоконно-оптической линии, новым является то, что в каждый комплект дополнительно введены источник питания и блок рефлектометрического контроля, включающий в себя оптический разветвитель, общий полюс которого соединен с выходом волоконно-оптической линии, первый полюс с помощью оптического шнура соединен со входом устройства контроля, а второй полюс соединен с общим полюсом оптического циркулятора, первый полюс которого соединен с выходом оптического передатчика, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера, а второй полюс циркулятора соединен со входом оптического приемника, первый выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микроконтроллера, а второй выход оптического приемника соединен со входом детектора среднего уровня, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера, выход управления которого соединен со входом управления реле, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход соединен со входом питания устройства контроля, выход индикации микроконтроллера соединен со входом устройства индикации.To achieve a technical result in a secure fiber-optic transmission system with selection and localization of emergency situations, consisting of two sets of transceiver equipment, interconnected by fiber-optic lines, each set contains a transceiver device connected by optical cords to the device control, the output of which is connected to the input of the fiber optic line, new is the fact that a power supply and an OTDR unit are additionally introduced into each set of control, including an optical splitter, the common pole of which is connected to the output of the fiber optic line, the first pole is connected with the input of the control device by the optical cord, and the second pole is connected to the common pole of the optical circulator, the first pole of which is connected to the output of the optical transmitter the input of which is connected to the first output of the microcontroller, and the second pole of the circulator is connected to the input of the optical receiver, the first output of which is connected to the input of the analog-to-digital converter I, whose output is connected to the first input of the microcontroller, and the second output of the optical receiver is connected to the input of the mid-level detector, the output of which is connected to the second input of the microcontroller, the control output of which is connected to the control input of the relay, the input of which is connected to the output of the power source, and the output is connected with the power input of the control device, the indication output of the microcontroller is connected to the input of the indication device.
Новая совокупность существенных признаков позволяет повысить среднее время наработки на ложную тревогу за счет дополнительного анализа аварийных ситуаций.A new set of essential features allows to increase the average time between false alarm due to additional analysis of emergency situations.
На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемой ВОСП.In FIG. 1 presents a structural diagram of the claimed VOSP.
Защищенная волоконно-оптическая система передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций сотоит из двух комплектов приемо-передающей аппаратуры 1, соединенных между собой волоконно-оптическими линиями 2, при этом каждый комплект содержит приемо-передающее устройство 3, соединенное оптическими шнурами 15 с устройством контроля 4, выход которого соединен со входом волоконно-оптической линии 2, в каждый комплект 1 введены источник питания 6 и блок рефлектометрического контроля 5, включающий в себя оптический разветвитель 7, общий полюс которого соединен с выходом волоконно-оптической линии 2, первый полюс с помощью оптического шнура 15 соединен со входом устройства контроля 4, а второй полюс соединен с общим полюсом оптического циркулятора 8, первый полюс которого соединен с выходом оптического передатчика 9, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера 13, а второй полюс циркулятора 8 соединен со входом оптического приемника 10, первый выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 11, выход которого соединен с первым входом микроконтроллера 13, а второй выход оптического приемника 10 соединен со входом детектора среднего уровня 12, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера 13, выход управления которого соединен со входом управления реле 14, вход которого соединен с выходом источника питания 6, а выход соединен со входом питания устройства контроля 4, выход индикации микроконтроллера 15 соединен со входом устройства индикации 16.Protected fiber-optic transmission system with selection and localization of emergencies consists of two sets of
Заявляемая ВОСП работает следующим образом.The inventive FOTS operates as follows.
При включении источника питания 6 (фиг. 1) на управляющий вход реле 14 от микроконтроллера 13 подается сигнал размыкания, то есть питание на устройство контроля 4 не подается. Устройство контроля 4 не пропускает в ВОЛП 2 оптические сигналы от приемо-передающей аппаратуры 3. Микроконтроллер 13 формирует зондирующие сигналы, которые поступают на вход оптического передатчика 9, формирующего оптические зондирующие сигналы. Через циркулятор 8 и оптический разветвитель 7 оптические зондирующие сигналы поступают в ВОЛП 2 через полюс L. Отраженные и обратно рассеянные сигналы поступают обратно на полюс L той же ВОЛП. Через оптический разветвитель 7 и циркулятор 8 оптические сигналы попадают на вход оптического приемника 10, где преобразуются в электрические сигналы, из которых с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) формируется цифровая последовательность обратно отраженного и обратно рассеянного сигнала. Цифровая последовательность поступает на вход микроконтроллера 13, который производит ее обработку и формирование оптической рефлектограммы - зависимости оптических потерь в ВОЛП в зависимости от расстояния. Рефлектограмма в цифровом виде записывается в память микроконтроллера 13, после чего на вход реле 14 подается сигнал замыкания контактов, а микроконтроллер прекращает передачу зондирующих сигналов на вход оптического передатчика 9. Питание от источника 6 поступает на устройство контроля 4, которое в свою очередь формирует тестовый сигнал и разрешает передачу оптических сигналов в ВОЛП 2. Оптические сигналы через оптический разветвитель 5 поступают на полюс R устройства контроля 4 и через оптический шнур 15 на полюс R приемо-передающей аппаратуры 3. ВОСП функционирует в режиме передачи оптических информационных сигналов между приемо-передающей аппаратурой 3 по оптическим шнурам 15, через устройства контроля 4 по ВОЛП 2. Одновременно приемник 10 принимает оптические информационные сигналы с ВОЛП 2 через оптический разветвитель 7 и циркулятор 8. На вход детектора среднего уровня 12 с выхода оптического приемника 10 поступают сигналы, которые преобразуются в постоянный уровень, поступающий на вход управления микроконтроллера 13. Постоянный уровень сигнализирует о том, что осуществляется режим передачи информации.When you turn on the power source 6 (Fig. 1) to the control input of the
В случае изменения коэффициента передачи между оптическими полюсами ВОЛП 2 устройствами контроля 4 производится отключение передачи оптических сигналов в обоих направлениях. Соответственно, на выходе детектора среднего уровня 12 пропадает постоянный уровень средней мощности принимаемых оптических сигналов. Это означает то, что режим передачи информации прекратился. Микроконтроллер 13 формирует зондирующие сигналы, которые поступают на вход оптического передатчика 9, формирующего оптические зондирующие сигналы. Через циркулятор 8 и оптический разветвитель 7 оптические зондирующие сигналы поступают в ВОЛП 2 через оптический полюс L. Отраженные и обратно рассеянные сигналы с ВОЛП поступают обратно на тот же полюс L. Через оптический разветвитель 7 и циркулятор 8 оптические сигналы попадают на вход оптического приемника 10, где преобразуются в электрические сигналы, из которых с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) формируется цифровая последовательность. Цифровая последовательность поступает на вход микроконтроллера 13, который производит ее обработку и формирование оптической рефлектограммы. Полученная рефлектограмма в цифровом виде сравнивается с предыдущей рефлектограммой, записанной в память микроконтроллера ранее. В случае обнаружения локального отклонения одной рефлектограммы от другой микроконтроллер 13 формирует сигнал на входе устройства индикации 16, которое показывает возникновение тревоги. Если локального отклонения при сравнении рефлектограмм не обнаружено, производится запись последней измеренной рефлектограммы в память микроконтроллера 13, и на входе управления реле 14 микроконтроллер снимает и подает вновь сигнал замыкания. Соответственно, питание на устройстве контроля 4 отключается и включается вновь, устройство контроля 4 снова включается в работу: формирует тестовый сигнал и разрешает передачу оптических сигналов в ВОЛП 2. Оптические сигналы через оптический разветвитель 5 поступают на полюс R устройства контроля 4 и через оптический шнур 15 на полюс R приемо-передающей аппаратуры 3. ВОСП вновь функционирует в режиме передачи оптических информационных сигналов между приемо-передающей аппаратурой 3 по оптическим шнурам 15, через устройства контроля 4 по ВОЛП 2.In the event of a change in the transfer coefficient between the optical poles of the
Таким образом, после отключения передачи оптических сигналов устройством контроля 4 проводится дополнительный контроль ВОЛП 2 на наличие локального отклонения между измеренной и предыдущей рефлектограммами. Это позволяет провести селекцию аварийных ситуаций в ВОСП, обнаруженных устройствами контроля 4. Считывание рефлектограмм в ПЭВМ с микроконтроллера позволяет локализовать место возникшего локального дефекта.Thus, after disabling the transmission of optical signals by the
Для подтверждения работоспособности заявляемого устройства был собран макет ВОСП в соответствии с фиг. 1. В качестве приемо-передающей аппаратуры были использованы коммутаторы D-Link DGS-3610-26G, 16 оптических приемо-передающих SFP модулей типа TC-SD-1G-XX-30-D (скорость передачи 1 Гбит/с, потери в ВОЛП до 30 дБ) на длинах волн DWDM в С-диапазоне, мультиплексор и демультиплексор ТС-МС-030-10-516. В качестве устройства защиты использовался контроллер FOBOS-100GL. Испытания макета подтвердили работоспособность защищенной ВОСП по заявляемой схеме.To confirm the operability of the claimed device, a FOTS mockup was assembled in accordance with FIG. 1. D-Link DGS-3610-26G switches, 16 optical SFP transceiver modules of the type TC-SD-1G-XX-30-D (
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015110194/07A RU2586074C1 (en) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | Secure fibre-optic transmission system with selection and localisation of emergency situations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015110194/07A RU2586074C1 (en) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | Secure fibre-optic transmission system with selection and localisation of emergency situations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2586074C1 true RU2586074C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015110194/07A RU2586074C1 (en) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | Secure fibre-optic transmission system with selection and localisation of emergency situations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2586074C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692693C1 (en) * | 2018-11-27 | 2019-06-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Optical multiplex input/output multiplexer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU127992U1 (en) * | 2013-01-22 | 2013-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | FIRST WALL OF THE THERMONUCLEAR REACTOR |
RU128431U1 (en) * | 2012-12-05 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | CONTROLLER OF AUTOMATIC RESERVATION OF A TUNING FREQUENCY CHANNEL COMMUNICATION CHANNEL |
RU2491756C2 (en) * | 2007-12-05 | 2013-08-27 | Ол2, Инк. | System and method of protecting certain types of multimedia data transmitted over communication channel |
RU2528092C2 (en) * | 2012-12-27 | 2014-09-10 | Российская Федерация, в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Integrated system of flight info acquisition, control, processing and recording |
-
2015
- 2015-03-23 RU RU2015110194/07A patent/RU2586074C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2491756C2 (en) * | 2007-12-05 | 2013-08-27 | Ол2, Инк. | System and method of protecting certain types of multimedia data transmitted over communication channel |
RU128431U1 (en) * | 2012-12-05 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | CONTROLLER OF AUTOMATIC RESERVATION OF A TUNING FREQUENCY CHANNEL COMMUNICATION CHANNEL |
RU2528092C2 (en) * | 2012-12-27 | 2014-09-10 | Российская Федерация, в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Integrated system of flight info acquisition, control, processing and recording |
RU127992U1 (en) * | 2013-01-22 | 2013-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | FIRST WALL OF THE THERMONUCLEAR REACTOR |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692693C1 (en) * | 2018-11-27 | 2019-06-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Optical multiplex input/output multiplexer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106768278B (en) | Distributed optical fiber vibration and temperature dual-physical quantity sensing and positioning system | |
JP6895542B2 (en) | Alarm device to prevent accidental excavation of buried power cables | |
EP2748949B1 (en) | Methods and apparatuses for supervision of optical networks | |
CN104202084B (en) | A kind of device and method monitoring TDM optical network link failure | |
JP2022515184A (en) | Fiber optic sensing system, method, structure and application | |
US20070086694A1 (en) | Monitoring individual fibers of an optical cable for intrusion | |
WO2015138282A1 (en) | In-service optical time domain reflectometry utilizing raman pump source | |
RU2009129150A (en) | FAILURE-RESISTANT DISTRIBUTED FIBER OPEN DETECTION DETECTION | |
JP2006211639A (en) | Device and method of optical fiber condition monitoring in optical networks | |
WO2017190063A3 (en) | Photonic integrated circuits and devices for photonic sensing | |
EP4297294A3 (en) | Flexible management system for optical wireless power supply | |
JP2021103877A (en) | Relay submarine fiber optic cable vibration monitoring system based on time division and spatial division multiplexing | |
EP3996295A1 (en) | High-speed bidirectional optical time-domain reflectometer (otdr)-based testing of device under test | |
RU2586074C1 (en) | Secure fibre-optic transmission system with selection and localisation of emergency situations | |
CN104361707A (en) | Fiber-optic temperature-sensing fire detector system | |
KR101819446B1 (en) | Optical line detection system | |
US10419112B2 (en) | Monitoring system using optical line | |
CN107251117B (en) | Building monitoring system | |
KR101210465B1 (en) | One body type optical power meter having fault position finder | |
US20220140894A1 (en) | High speed bidirectional optical time-domain reflectometer (otdr)-based testing of device under test | |
KR20140011489A (en) | Optical fiber monitoring device and method | |
CN108548600B (en) | Polarization state optical fiber vibration sensing system based on time division multiplexing | |
KR101414770B1 (en) | Optical measuring device for testing state of optical cable, optical inspecting device using the same, and method for inspecting optical capble using optical measuring device and optical source device | |
CN110514413B (en) | Rapid detection system for broken optical fiber of optical fiber fence | |
KR101640149B1 (en) | Real Time Fiber Line Monitoring System For Optical Ethernet Network |