RU2781917C1 - Apparatus and method for wayside communication - Google Patents
Apparatus and method for wayside communication Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781917C1 RU2781917C1 RU2021124537A RU2021124537A RU2781917C1 RU 2781917 C1 RU2781917 C1 RU 2781917C1 RU 2021124537 A RU2021124537 A RU 2021124537A RU 2021124537 A RU2021124537 A RU 2021124537A RU 2781917 C1 RU2781917 C1 RU 2781917C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- station
- optical
- intercom
- transmitted
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims description 78
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 30
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 19
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 15
- 235000009808 lpulo Nutrition 0.000 claims description 13
- 230000003213 activating Effects 0.000 claims 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 21
- 101700056320 sfp1 Proteins 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 4
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- PGAVKCOVUIYSFO-XVFCMESISA-N Uridine triphosphate Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 PGAVKCOVUIYSFO-XVFCMESISA-N 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229950010342 uridine triphosphate Drugs 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматики, связи и может быть использовано на железнодорожном транспорте для организации перегонной связи и связи с местом аварийно-восстановительных работ, а также для организации связи вдоль транспортных магистралей, в том числе трубопроводов.The invention relates to the field of automation, communications and can be used in railway transport for the organization of haul communication and communication with the place of emergency recovery work, as well as for the organization of communication along transport routes, including pipelines.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
Известен патент РФ на изобретение № 2719318, МПК Н04В 10/25, «СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМ ЛИНИЯМ СВЯЗИ C РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ УЗЛАМИ ДОСТУПА».Known patent of the Russian Federation for the invention No. 2719318, IPC H04V 10/25, "METHOD OF INFORMATION TRANSMISSION VIA FIBER-OPTIC COMMUNICATION LINES WITH DISTRIBUTED ACCESS NODES".
Технический результат состоит в снижении потерь энергетического бюджета ВОЛС, что обеспечивает значительное уменьшение требуемого числа оптических волокон для связи оконечных станций участка ВОЛС с распределенными узлами доступа и сокращение объема станционного оборудования ВОЛС. Для этого введены оптические переключатели, соединенные с выходами источников электропитания узлов доступа и выполняющие передачу линейных сигналов в обход узлов доступа при выключенном электропитании или подключение линейных сигналов двух направлений связи к первому и второму портам узлов доступа при включенном электропитании.The technical result consists in reducing the losses of the FOCL energy budget, which ensures a significant reduction in the required number of optical fibers for connecting the end stations of the FOCL section with distributed access nodes and reducing the volume of FOCL station equipment. For this, optical switches are introduced, connected to the power supply outputs of the access nodes and performing the transmission of linear signals bypassing the access nodes when the power is turned off or connecting the linear signals of two directions of communication to the first and second ports of the access nodes when the power is on.
Недостатком данного способа является использование SFP-модулей с совмещенным приемником/передатчиком, что сильно снижает возможность регулирования уровней мощности и чувствительности, т.к. при уменьшении чувствительности (для защиты от пересвета со стороны соседнего SFP-модуля) одновременно снизится и мощность передатчика и увеличивает стоимость оборудования, также при длине участка более 20 км между оконечными станциями снижается количество узлов доступа, которые можно подключить к одному волокну, причем описанный способ предполагает использование двух длин волн, что усложняет работы по пусконаладке системы.The disadvantage of this method is the use of SFP modules with a combined receiver/transmitter, which greatly reduces the ability to control power levels and sensitivity, because with a decrease in sensitivity (to protect against overexposure from the neighboring SFP module), the transmitter power will simultaneously decrease and the cost of the equipment will increase; involves the use of two wavelengths, which complicates the commissioning of the system.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент РФ на изобретение № 2713776 B61L 27/00, H04M 3/56 «СИСТЕМА ПЕРЕГОННОЙ СВЯЗИ».Closest to the claimed invention is the patent of the Russian Federation for the invention No. 2713776 B61L 27/00, H04M 3/56 "SYSTEM OF DISTRIBUTION COMMUNICATION".
Система перегонной связи содержит станционные устройства доступа, установленные на станциях, ограничивающих перегон, переговорно-вызывные устройства перегонной связи, устройства доступа перегонные, взаимодействующие по цифровой сети с использованием первичного цифрового канала в формате Е1, волоконно-оптическая линия связи, выполненная на основе технологии пассивных оптических сетей, для обеспечения связи устройств доступа перегонных с устройствами доступа станционными, в оптическое волокно волоконно-оптической линии связи включены сплиттеры, каждое станционное устройство доступа выполнено в виде первичного мультиплексора. Изобретение решает задачу уменьшения потребляемой энергии электропитания устройств доступа перегонных.The station communication system contains station access devices installed at stations that limit the stage, intercom call devices, stage access devices interacting over a digital network using a primary digital channel in the E1 format, a fiber-optic communication line made on the basis of passive optical networks, in order to provide communication between access devices of the stage with access devices of the station, splitters are included in the optical fiber of the fiber-optic communication line, each station access device is made in the form of a primary multiplexer. The invention solves the problem of reducing the energy consumption of the power supply devices for access to distilleries.
Недостатками предложенной системы является: использование пассивных сплиттеров, что приводит к быстрому затуханию сигнала при отведении в сторону; использование технологии мультиплексирования Е1 (уплотнение по времени), что не позволяет передавать данные со скоростью выше 2 Мбит/с.The disadvantages of the proposed system are: the use of passive splitters, which leads to a rapid attenuation of the signal when taken to the side; the use of E1 multiplexing technology (time multiplexing), which does not allow data to be transmitted at a rate higher than 2 Mbps.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технической задачей данного изобретения являетсяThe technical objective of this invention is
Повышение эффективности работы перегонной связи на расстояниях между оконечными станциями более 20 км.Improving the efficiency of loop communication at distances between terminal stations of more than 20 km.
Увеличение скорости передачи данных, для обеспечения возможности использования современных технологий.Increasing the data transfer rate to enable the use of modern technologies.
Повышение эффективности расхода оптических волокон.Improving the consumption efficiency of optical fibers.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что устройство для организации перегонной связи включает две оконечные станции А и Б, 1+n узлов доступа перегонных и волоконно-оптическую линию связи, которая может быть как двухволоконной, так и одноволоконной. Каждая оконечная станция содержит блок пульта дежурного по станции и Ethernet-коммутатор L3 и устройство доступа станционное, которое содержит Ethernet-коммутатор L3, коммутационную станцию и 1+n SFP модулей, расположенных в Ethernet-коммутаторе L3, каждый из которых осуществляет передачу на своей длины волны и CWDM мультиплексор/демультипллексор. Каждый узел доступа перегонный содержит пару Ethernet-коммутаторов L3, два SFP модуля, источник электропитания, переговорно-вызывное устройство и дополнительное оборудование. Устройство для организации перегонной связи дополнительно содержит 1+n блоков OADM (устройство мультиплексирования с разделением по длине волны), количество которых всегда равно количеству узлов доступа перегонных. The set technical problem is solved due to the fact that the device for the organization of the spanning communication includes two terminal stations A and B, 1+n access nodes of the spanning and a fiber-optic communication line, which can be either two-fiber or single-fiber. Each terminal station contains a station attendant console unit and an L3 Ethernet switch and a station access device, which contains an L3 Ethernet switch, a switching station and 1+n SFP modules located in the L3 Ethernet switch, each of which transmits at its own length waves and CWDM multiplexer/demultiplexer. Each access node contains a pair of L3 Ethernet switches, two SFP modules, a power supply, an intercom and additional equipment. The hop communication device additionally contains 1+n OADM units (wave division multiplexing device), the number of which is always equal to the number of hop access nodes.
Способ работы устройства с использованием двухволоконной волоконно-оптической линии связи заключается в том, что предварительно активизируют переговорно-вызывное устройство и узел доступа перегонный. После этого на блоке пульта дежурного по станции А генерируют электрический цифровой сигнал, который проходит через Ethernet-коммутатор L3 оконечной станции А, Ethernet-коммутатор L3 в составе устройства доступа станционного А, коммутационную станцию, где сигнал обрабатывают и генерируют обратный электрический цифровой сигнал, затем этот сигнал передают обратно на Ethernet-коммутатор L3 в составе устройства доступа станционного А и преобразовывают в нем оптический цифровой сигнал. Затем этот сигнал на определенной длине волны передают в CWDM - оптический мультиплексор/демультиплексор через SFP-модуль, соответствующий тому узлу доступа перегонному, к которому подключено переговорно-вызывное устройство, на которое надо совершить вызов. Затем мультиплексор/демультиплексор объединяют сигнал на данной длине волны с сигналами на других длинах волн из других SFP-модулей в общий оптический сигнал и передают его в оптическое волокно, по которому ведут передачу от оконечной станции А до узла доступа перегонного. После того как переданный сигнал на определенной длине волны в составе общего оптического сигнала достигает блока OADM, работающего на той же длине волны, его отфильтровывают в этом блоке OADM из общего оптического сигнала и передают на SFP-модуль, направленный в сторону оконечной станции А. Далее этот сигнал подают на Ethernet-коммутатор L3 узла доступа перегонного, где преобразовывают сигнал в электрический цифровой и передают на переговорно-вызывное устройство и дополнительное оборудование если оно активно. Затем посредством этого переговорно-вызывного устройства генерируют ответный электрический цифровой сигнал и передают его на Ethernet-коммутатор L3 в составе этого же узла доступа перегонного. Там его преобразуют в оптический цифровой сигнал и через SFP-модуль, направленный в сторону оконечной станции А, попадают на соответствующий блок OADM, посредством которого добавляют его в оптическое волокно, и по нему ведут передачу от переговорно-вызывного устройства до оконечной станции А. затем этот оптический цифровой сигнал в составе общего оптического сигнала подают на мультиплексор/демультиплексор оконечной станции А, в котором общий оптический сигнал разделяют на отдельные цифровые оптические сигналы на разных длинах волн, и передаваемый сигнал от переговорно-вызывного устройства на определенной длине подают на соответствующий SFP-модуль, тот же, с которого отправляли сигнал с оконечной станции А на узел доступа перегонный. Затем подают этот сигнал в Ethernet-коммутатор L3 в составе устройства доступа станционного оконечной станции А, где преобразуют его в электрический цифровой сигнал. Далее электрический цифровой сигнал передают через Ethernet-коммутатор L3 оконечной станции А на блок пульта дежурного по станции. Связь с оконечной станцией Б происходит идентично через второй SFP-модуль узла доступа перегонного. Остальные сигналы общим потоком проходят транзитом через блоки OADM до своего блока OADM.The method of operation of the device using a two-fiber fiber-optic communication line consists in the fact that the intercom and the access node are preliminarily activated. After that, an electrical digital signal is generated on the station A attendant console unit, which passes through the Ethernet switch L3 of the end station A, the Ethernet switch L3 as part of the station A access device, the switching station, where the signal is processed and a reverse electrical digital signal is generated, then this signal is transmitted back to the Ethernet switch L3 as part of the access device of station A and converted into an optical digital signal. Then this signal at a certain wavelength is transmitted to the CWDM - optical multiplexer / demultiplexer through the SFP module corresponding to the access node of the distillation to which the intercom is connected to which the call must be made. Then the multiplexer / demultiplexer combines the signal at this wavelength with signals at other wavelengths from other SFP modules into a common optical signal and transmits it to the optical fiber, which is used to transmit from terminal station A to the access node of the stage. After the transmitted signal at a certain wavelength in the common optical signal reaches the OADM block operating at the same wavelength, it is filtered in this OADM block from the common optical signal and transmitted to the SFP module directed towards end station A. Next this signal is fed to the L3 Ethernet switch of the access node, where the signal is converted into electrical digital and transmitted to the intercom and additional equipment if it is active. Then, by means of this intercom, a response electrical digital signal is generated and transmitted to the Ethernet switch L3 as part of the same access node of the distillation. There it is converted into an optical digital signal and through the SFP module directed towards the end station A, it gets to the corresponding OADM unit, through which it is added to the optical fiber, and it is transmitted from the intercom to the end station A. then this optical digital signal as part of a common optical signal is fed to the terminal station A multiplexer/demultiplexer, in which the common optical signal is divided into separate digital optical signals at different wavelengths, and the transmitted signal from the intercom at a certain length is fed to the corresponding SFP- module, the same one from which the signal was sent from terminal station A to the ferry access node. Then this signal is fed to the Ethernet switch L3 as part of the access device of the station end station A, where it is converted into an electrical digital signal. Next, an electrical digital signal is transmitted through the L3 Ethernet switch of terminal station A to the station attendant's console unit. Communication with the end station B occurs identically through the second SFP module of the access node of the stage. The rest of the signals in a common stream pass through the OADM blocks to their OADM block.
Способ работы устройства с использованием одноволоконной волоконно-оптической линии связи заключается в том, что предварительно активизируют переговорно-вызывное устройство и узел доступа перегонный через АКБ переговорно-вызывного устройства. На блоке пульта дежурного по станции А генерируют электрический цифровой сигнал, который проходит через Ethernet-коммутатор L3 оконечной станции А и подают на Ethernet-коммутатор L3 в составе устройства доступа станционного А. Затем сигнал передают на коммутационную станцию устройства доступа станционного А, где сигнал обрабатывают и генерируют обратный электрический цифровой сигнал. Далее его передают обратно на Ethernet-коммутатор L3 в составе устройства доступа станционного А и преобразовывают в нем в оптический цифровой сигнал. После этого данный сигнал на определенной длине волны передают в CWDM через SFP-модуль, соответствующий тому узлу доступа перегонному, к которому подключено переговорно-вызывное устройство, на которое надо совершить вызов. Затем посредством мультиплексора/демультиплексора объединяют сигнал на данной длине волны с сигналами на других длинах волн из других SFP-модулей в общий оптический сигнал и передают его в оптическое волокно, которое используют для приема/передачи сигнала. После того как сигнал на определенной длине волны в составе общего оптического сигнала достигает блока OADM, работающего на той же паре длин волн, используемой для организации связи между устройством доступа станционным А и конкретным устройством доступа перегонным, его отфильтровывают в этом блоке OADM из общего оптического сигнала и передают на SFP-модуль, направленный в сторону оконечной станции А. Далее этот сигнал подают на Ethernet-коммутатор L3, где преобразовывают сигнал в электрический цифровой и передают на переговорно-вызывное устройство и дополнительное оборудование, если оно активно. Затем посредством этого переговорно-вызывного устройства генерируют ответный электрический цифровой сигнал и передают его на Ethernet-коммутатор L3 в составе этого же узла доступа перегонного, где его преобразуют в оптический цифровой сигнал и через SFP-модуль, направленный в сторону оконечной станции А, подают на соответствующий блок OADM, посредством которого добавляют его в оптическое волокно, и по нему ведут передачу от переговорно-вызывного устройства до оконечной станции А. Затем этот оптический цифровой сигнал в составе общего оптического сигнала подают на мультиплексор/демультиплексор оконечной станции А, в котором общий оптический сигнал разделяют на отдельные цифровые оптические сигналы на разных длинах волн. Передаваемый сигнал от переговорно-вызывного устройства на определенной длине подают на соответствующий SFP-модуль, тот же, с которого отправляли сигнал с оконечной станции А на узел доступа перегонный. Затем подают этот сигнал в Ethernet-коммутатор L3 в составе устройства доступа станционного оконечной станции А, где преобразуют его в электрический цифровой сигнал. Далее электрический цифровой сигнал передают через Ethernet-коммутатор L3 оконечной станции А на блок пульта дежурного по станции. Связь с оконечной станцией Б происходит идентично через второй SFP-модуль узла доступа перегонного. Остальные сигналы общим потоком проходят транзитом через блоки OADM до своего блока OADM.The method of operation of the device using a single-fiber fiber-optic communication line consists in the fact that the intercom and the access node are activated through the battery of the intercom. An electric digital signal is generated at the control panel unit of station A, which passes through the L3 Ethernet switch of terminal station A and is fed to the L3 Ethernet switch as part of the station A access device. Then the signal is transmitted to the exchange station of the station A access device, where the signal is processed and generating a reverse electrical digital signal. Then it is transmitted back to the Ethernet switch L3 as part of the access device of station A and converted into an optical digital signal. After that, this signal at a certain wavelength is transmitted to the CWDM through the SFP module corresponding to the access node of the stage, to which the intercom is connected, to which the call must be made. Then, by means of a multiplexer / demultiplexer, the signal at this wavelength is combined with signals at other wavelengths from other SFP modules into a common optical signal and transmitted to the optical fiber, which is used to receive / transmit the signal. After a signal at a certain wavelength as part of the common optical signal reaches the OADM block operating on the same pair of wavelengths used to organize communication between the station access device A and a specific access device, the stage, it is filtered in this OADM block from the common optical signal and transmitted to the SFP module directed towards the end station A. Then this signal is fed to the L3 Ethernet switch, where the signal is converted to electrical digital and transmitted to the intercom and additional equipment, if it is active. Then, by means of this intercom, a response electrical digital signal is generated and transmitted to the L3 Ethernet switch as part of the same access node, where it is converted into an optical digital signal and through the SFP module directed towards terminal station A is fed to the corresponding OADM unit, through which it is added to the optical fiber, and it is transmitted from the intercom to the end station A. Then this optical digital signal as part of the common optical signal is fed to the multiplexer / demultiplexer of the end station A, in which the common optical the signal is separated into separate digital optical signals at different wavelengths. The transmitted signal from the intercom at a certain length is fed to the corresponding SFP module, the same one from which the signal was sent from the terminal station A to the access node. Then this signal is fed to the Ethernet switch L3 as part of the access device of the station end station A, where it is converted into an electrical digital signal. Next, an electrical digital signal is transmitted through the L3 Ethernet switch of terminal station A to the station attendant's console unit. Communication with the end station B occurs identically through the second SFP module of the access node of the stage. The rest of the signals in a common stream pass through the OADM blocks to their OADM block.
Реализация изобретенияImplementation of the invention
Предлагаемая система организации перегонной связи на основе CWDM (мультиплексирование с разреженным спектральным разделением) – это технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных сигналов по одному оптическому волокну. Принцип данного метода заключается в том, что каждый информационный поток передают по одному оптическому волокну на разных длинах волн (на разных несущих частотах). Длины волн, используемые в CWDM 14 и 20, лежат в диапазоне от 1270 нм до 1610 нм с шагом в 20 нм. С помощью оптических мультиплексоров потоки объединяют в один групповой оптический сигнал, который вводят в оптическое волокно. На приемной стороне производят обратную операцию – демультиплексирования, с применением оптических демультиплексоров.The proposed hop communication system based on CWDM (sparse wavelength division multiplexing) is a technology that allows simultaneous transmission of several information signals over a single optical fiber. The principle of this method is that each information stream is transmitted over one optical fiber at different wavelengths (at different carrier frequencies). The wavelengths used in
Работа устройства для организации перегонной связи 1 основана на технологии спектрального уплотнения оптических каналов CWDM 14 и 20 и позволяет устанавливать до 18 узлов доступа перегонных на одну пару оптических волокон в составе магистрального/участкового кабеля при использовании двухволоконной волоконно-оптической линии связи с организацией доступа в двух направлениях.The operation of the device for organizing
Работа устройства для организации перегонной связи 1 основана на технологии спектрального уплотнения оптических каналов CWDM 14 и 20 и позволяет устанавливать до 9 узлов доступа перегонных на одну пару оптических волокон в составе магистрального/участкового кабеля при использовании одноволоконной волоконно-оптической линии связии с организацией доступа в двух направлениях.The operation of the
Предлагаемый способ и устройство обеспечивает передачу данных в дуплексном режиме для организации перегонной телефонной связи, связи с охраняемым железнодорожным переездом, связи с местом аварийно-восстановительных работ, ОбТС, видеонаблюдения и др.The proposed method and device provides data transmission in duplex mode for organizing a stage telephone connection, communication with a guarded railway crossing, communication with a place of emergency and restoration work, MTS, video surveillance, etc.
Устройство для перегонной связи 1 обеспечивает возможность телефонных переговоров при помощи подключения телефона универсального перегонного ТУП.СТ01 или трубки аналоговой ТА.СТ01.The device for
Устройство 1 рассчитано на применение на участках железных дорог всех категорий.
SFP-модули 15, 21, 22 и 27 (SFP-трансиверы), предлагаемые к использованию в данной системе — это компактные оптические приемопередающие устройства, соответствующие промышленному стандарту SFP.
Модификации SFP-модулей 15, 21, 22 и 27 обеспечивают передачу данных как по медному UTP-кабелю, так и по одному или двум одномодовым или многомодовым оптическим волокнам. SFP-модули 15, 21, 22 и 27 можно использовать для работы на стандартных длинах волн от 850 до 1610 нм в сетях с системами спектрального уплотнения WDM, CWDM 14 и 20 или DWDM 14 и 20.Modifications of
Оптические CWDM 14 и 20 SFP-модули 15, 21, 22 и 27 предназначены для формирования и приема сигналов на длинах волн CWDM-диапазона (с 1270 по 1610 нм с шагом 20 нм). Для образования дуплексных каналов передачи данных в системе CWDM 14 и 20 модули используются парами.
В передатчиках модулей устанавливаются лазеры различных типов в зависимости от скорости передаваемого сигнала.The transmitters of the modules are equipped with lasers of various types depending on the speed of the transmitted signal.
Демультиплексор - это аппаратное устройство, предназначенное для переключения сигнала с одного информационного входа на один из информационных выходов. Таким образом, демультиплексор в функциональном отношении противоположен мультиплексору.A demultiplexer is a hardware device designed to switch a signal from one information input to one of the information outputs. Thus, a demultiplexer is functionally the opposite of a multiplexer.
Mультиплексор - устройство, имеющее несколько сигнальных входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на общий выход, объединяя на нем сигналы с разных входовA multiplexer is a device that has several signal inputs and one output. The multiplexer allows you to transmit a signal from one of the inputs to a common output, combining signals from different inputs on it
Оптический бюджет - прогнозируемая сумма потерь оптического сигнала на всех компонентах ВОЛС.Optical budget - the predicted sum of optical signal losses on all FOCL components.
CWDM 14 и 20 (Coarse Wavelength Division Multiplexing) — мультиплексирование с разреженным спектральным разделением. Другими словами, это технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. Сетка длин волн CWDM 14 и 20 заключается в диапазоне от 1270 нм до 1610 нм с шагом в 20 нм. Принцип работы CWDM 14 и 20 прост. Каждый приемопередающий модуль генерирует сигнал на определенной частоте. Перед тем, как попасть в оптическое волокно, сигнал с модулей объединяется мультиплексором и передается в волокно. На приемном конце, сигнал разделяется демультиплексором. Для того, чтобы оптическая сеть из топологии шина, преобразовалась в топологию звезда, демультиплексор должен не только принимать сигнал на заданной длине, а также дальше пропускать сигнал не изменяя его. Для этого используются OADM 6 и 7.
OADM 6 и 7 (Optical Add Drop Multiplexor) - это мультиплексор оптического ввода-вывода CWDM 14 и 20 системы, который извлекает из оптической линии сигнал на заданной длине волны, а все остальное излучение пропускает без изменений.OADM 6 and 7 (Optical Add Drop Multiplexor) is an optical input-output multiplexer of
На фиг.1. Представлена схема устройства для организации перегонной связи с использованием двухволоконной волоконно-оптической линии связи.In Fig.1. A diagram of a device for organizing a loop connection using a two-fiber fiber-optic communication line is presented.
На фиг.2. Представлена схема устройства для организации перегонной связи с использованием одноволоконной волоконно-оптической линии связи.In Fig.2. A diagram of a device for organizing a loop connection using a single-fiber fiber-optic communication line is presented.
Устройство для организации перегонной связи 1 включает две оконечные станции А и Б 2 и 3, 1+n узлов доступа перегонных 4, 5 и волоконно-оптическую линию связи – двухволоконную, либо одноволоконную. Каждая оконечная станция 2 и 3 содержит блок пульта дежурного по станции 10 и 16 и Ethernet-коммутатор L3 11 и 17 и устройство доступа станционное 8 и 9, которое содержит Ethernet-коммутатор L3 13 и 19, коммутационную станцию 12 и 18 и 1+n SFP модулей 15 и 21, расположенных в Ethernet-коммутаторе L3 13 и 19, каждый из которых осуществляет передачу на своей длины волны и CWDM мультиплексор/демультиплексор 14 и 20. Каждый узел доступа перегонный 4 и 5 содержит пару Ethernet-коммутаторов L3 23 и 28, два SFP модуля 22 и 27 источник электропитания 26 и 31, переговорно-вызывное устройство 25 и 30 и дополнительное оборудование 24 и 29. Устройство для организации перегонной связи 1 дополнительно содержит 1+n блоков OADM 6 и 7 (устройство мультиплексирования с разделением по длине волны), количество которых всегда равно количеству узлов доступа перегонных 4 и 5 (см. фиг.1).The device for the organization of the spanning
Способ работы устройства с использованием двухволоконной волоконно-оптической линии связи заключается в том, что предварительно активизируют переговорно-вызывное устройство 25 и узел доступа перегонный 4. После этого на блоке пульта дежурного по станции А 10 генерируют электрический цифровой сигнал, который проходит через Ethernet-коммутатор L3 11 оконечной станции А 2, Ethernet-коммутатор L3 13 в составе устройства доступа станционного А 8, коммутационную станцию 12, где сигнал обрабатывают и генерируют обратный электрический цифровой сигнал, затем этот сигнал передают обратно на Ethernet-коммутатор L3 13 в составе устройства доступа станционного А 8 и преобразовывают в нем оптический цифровой сигнал. Затем этот сигнал на определенной длине волны передают в CWDM - оптический мультиплексор/демультиплексор 14 через SFP1-модуль 15, соответствующий тому узлу доступа перегонному 4, к которому подключено переговорно-вызывное устройство 25, на которое надо совершить вызов. Затем мультиплексор/демультиплексор 14 объединяет сигнал на данной длине волны с сигналами на других длинах волн из других SFP-модулей 15 в общий оптический сигнал и передают его в оптическое волокно, по которому ведут передачу от оконечной станции А 2 до узла доступа перегонного 4. После того как переданный сигнал на определенной длине волны в составе общего оптического сигнала достигает блока OADM 6, работающего на той же длине волны, его отфильтровывают в этом блоке OADM 6 из общего оптического сигнала и передают на SFP1-модуль 22, направленный в сторону оконечной станции А 2. Далее этот сигнал подают на Ethernet-коммутатор L3 23 узла доступа перегонного 4, где преобразовывают сигнал в электрический цифровой и передают на переговорно-вызывное устройство 25 и дополнительное оборудование 24 если оно активно. Затем посредством этого переговорно-вызывного устройства 25 генерируют ответный электрический цифровой сигнал и передают его на Ethernet-коммутатор L3 23 в составе этого же узла доступа перегонного 4. Там его преобразуют в оптический цифровой сигнал и через SFP1-модуль 22, направленный в сторону оконечной станции А 2, подают на соответствующий блок OADM 6, посредством которого добавляют его в оптическое волокно, и по нему ведут передачу от переговорно-вызывного устройства 25 до оконечной станции А 2. Затем этот оптический цифровой сигнал в составе общего оптического сигнала подают на мультиплексор/демультиплексор 14 оконечной станции А 2, в котором общий оптический сигнал разделяют на отдельные цифровые оптические сигналы на разных длинах волн, и передаваемый сигнал от переговорно-вызывного устройства 25 на определенной длине подают на соответствующий SFP1-модуль 15, тот же, с которого отправляли сигнал с оконечной станции А 2 на узел доступа перегонный 4. Затем подают этот сигнал в Ethernet-коммутатор L3 13 в составе устройства доступа станционного оконечной станции А 8, где преобразуют его в электрический цифровой сигнал. Далее электрический цифровой сигнал передают через Ethernet-коммутатор L3 11 оконечной станции А 2 на блок пульта дежурного по станции 10. Связь с оконечной станцией Б происходит идентично через второй SFP1 модуль 22 узла доступа перегонного 4. Остальные сигналы общим потоком проходят транзитом через блоки OADM до своего блока OADM (см. фиг. 1).The method of operation of the device using a two-fiber fiber-optic communication line consists in the fact that the
Способ работы устройства 1 с использованием одноволоконной волоконно-оптической линии связи заключается в том, что предварительно активизируют переговорно-вызывное устройство 25 и узел доступа перегонный1 4 через АКБ 26 переговорно-вызывного устройства 25. На блоке пульта дежурного 10 по станции А 2 генерируют электрический цифровой сигнал, который проходит через Ethernet-коммутатор L3 11 оконечной станции А 2 и подают на Ethernet-коммутатор L3 13 в составе устройства доступа станционного А 8. Затем сигнал передают на коммутационную станцию 12 устройства доступа станционного А 8, где сигнал обрабатывают и генерируют обратный электрический цифровой сигнал. Далее его передают обратно на Ethernet-коммутатор L3 13 в составе устройства доступа станционного А 8 и преобразовывают в нем в оптический цифровой сигнал. После этого данный сигнал на определенной длине волны передают в CWDM 14 через SFP1-модуль 32, соответствующий тому узлу доступа перегонному, к которому подключено переговорно-вызывное устройство 25, на которое надо совершить вызов. Затем посредством мультиплексора/демультиплексора 14 объединяют сигнал на данной длине волны с сигналами на других длинах волн из других SFP(2-9)-модулей 32 в общий оптический сигнал и передают его в оптическое волокно, которое используют для приема/передачи сигнала. После того как сигнал на определенной длине волны в составе общего оптического сигнала достигает блока OADM 6, работающего на той же паре длин волн, используемой для организации связи между устройством доступа станционным А 8, его отфильтровывают в этом блоке OADM 6 из общего оптического сигнала и передают на SFP10-модуль 34, направленный в сторону оконечной станции А 2. далее этот сигнал подают на Ethernet-коммутатор L3 23, где преобразовывают сигнал в электрический цифровой и передают на переговорно-вызывное устройство 25 и дополнительное оборудование 24, если оно активно. Затем посредством этого переговорно-вызывного устройства 25 генерируют ответный электрический цифровой сигнал и передают его на Ethernet-коммутатор L3 23 в составе этого же узла доступа перегонного 4, где его преобразуют в оптический цифровой сигнал и через SFP10-модуль 34, направленный в сторону оконечной станции А 2, подают на соответствующий блок OADM 6, посредством которого добавляют его в оптическое волокно, и по нему ведут передачу от переговорно-вызывного устройства 25 до оконечной станции А 2. Затем этот оптический цифровой сигнал в составе общего оптического сигнала подают на мультиплексор/демультиплексор 14 оконечной станции А 2, в котором общий оптический сигнал разделяют на отдельные цифровые оптические сигналы на разных длинах волн. Передаваемый сигнал от переговорно-вызывного устройства 25 на определенной длине подают на соответствующий SFP1-модуль 32, тот же, с которого отправляли сигнал с оконечной станции А 2 на узел доступа перегонный 4. Затем подают этот сигнал в Ethernet-коммутатор L3 13 в составе устройства доступа станционного 8 оконечной станции А 2, где преобразуют его в электрический цифровой сигнал. Далее электрический цифровой сигнал передают через Ethernet-коммутатор L3 11 оконечной станции А 2 на блок пульта дежурного по станции 10. Связь с оконечной станцией Б 3 происходит идентично через второй SFP10- модуль 34 узла доступа перегонного 4. Остальные сигналы общим потоком проходят транзитом через блоки OADM до своего блока OADM.The method of operation of the
Отличия одноволоконного варианта:Differences of the single-fiber version:
Из-за того, что используют одноволоконную волоконно-оптическую линию связи, необходимо использовать сигналы разных длин волн для приема и передачи с/на оконечную станцию в/из соответствующего узла доступа перегонного, следовательно, можно установить не более 9 узлов доступа перегонных на одно волокно. Due to the fact that a single-fiber fiber-optic communication line is used, it is necessary to use signals of different wavelengths for receiving and transmitting from / to the terminal station to / from the corresponding access node, therefore, you can install no more than 9 access nodes on one fiber .
Длины волн для приема и передачи используют парами (любыми). Например, на узел доступа перегонный 1 будет использовать SFP модули, передающие, на длине волны 1470. На оконечных станциях принимать этот сигнал с этих SFP модулей и передавать его обратно будут SFP модули с другой длиной волны, например, 1350. В следующем узле доступа перегонном будет использоваться уже другая пара волн, например, 1610 на узел доступа перегонный и 1510 на станции.Wavelengths for reception and transmission are used in pairs (any). For example, on
Из-за необходимости использовать разные длины волн для приема и передачи, длины волн используются парами. Так, для организации связи от оконечных станций А и Б с узлом доступа перегонным 1 используют пара волн λ1 и λ2. SFP-модули, работающие на длине волны λ1, установлены на станциях, а SFP-модули, работающие на длине волны λ2 – в устройстве доступа перегонном 1. Для организации связи с устройством доступа перегонным 2 будет использована другая пара волн, λ3 и λ4, отличающаяся от уже использованных длин волн.Due to the need to use different wavelengths for receiving and transmitting, wavelengths are used in pairs. So, to organize communication from terminal stations A and B with
Преимуществами предлагаемого решения является: The advantages of the proposed solution are:
экономия оптических волокон - система спектрального уплотнения позволяет передавать по одному волокну до 9 дуплексных каналов с пропускной способностью до 1,25 Гбит/с на канал;economy of optical fibers - the spectral multiplexing system allows transmitting up to 9 duplex channels with a capacity of up to 1.25 Gbit / s per channel on one fiber;
независимость от электропитания - питание необходимо только для активного оборудования;independence from power supply - power is needed only for active equipment;
отсутствие проблем «падения», перезагрузок и пр.;no crash problems, reboots, etc.;
отсутствие необходимости организации постоянного доступа к местам размещения элементов системы - существуют OADM модули в исполнении для размещения в оптических муфтах;no need to organize permanent access to the locations of the system elements - there are OADM modules designed for placement in optical boxes;
снижение уровня влияния «человеческого фактора» - отсутствие активных компонентов, требующих настройки, управления и пр.;reducing the level of influence of the "human factor" - the absence of active components that require configuration, management, etc.;
значительное снижение стоимости владения - снижение уровня эксплуатационных расходов;a significant reduction in the cost of ownership - a decrease in the level of operating costs;
относительно невысокая стоимость и возможность отказа от оборудования уровня агрегации;relatively low cost and the possibility of refusing equipment of the aggregation level;
максимальная дальность работы составляет 80 и более километров;the maximum operating range is 80 kilometers or more;
прозрачность для всех протоколов передачи данных;transparency for all data transfer protocols;
наличие различных видов оборудования для монтажа в различных условиях: в стойку, в муфту, на стену;availability of various types of equipment for mounting in various conditions: in a rack, in a sleeve, on a wall;
В режиме организации перегонной связи предлагаемая система обеспечивает возможность установления соединений из нескольких линейных точек доступа и ведения коллективных переговоров.In the mode of organization of hop communication, the proposed system provides the ability to establish connections from several linear access points and conduct collective negotiations.
Все приведенные описания функционирования устройства подтверждают выполнение технической задачи данного изобретения, а именно, повышение эффективности работы перегонной связи на расстояниях между оконечными станциями более 20 км, увеличение скорости передачи данных, для обеспечения возможности использования современных технологий, повышение эффективности расхода оптических волокон.All the above descriptions of the functioning of the device confirm the fulfillment of the technical task of this invention, namely, increasing the efficiency of the loop communication at distances between terminal stations of more than 20 km, increasing the data transfer rate to enable the use of modern technologies, increasing the efficiency of consumption of optical fibers.
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
Все вышеизложенное говорит о промышленной применимости устройство для организации перегонной связи и способа организации перегонной связи.All of the above speaks of the industrial applicability of a device for organizing a line connection and a method for organizing a line connection.
Перечень позиций.List of positions.
1. Устройство для организации перегонной связи 1. Device for organizing a line connection
2. Оконечная станция А2. End station A
3. Оконечная станция Б3. Terminal B
4. Узел доступа перегонный 14.
5. Узел доступа перегонный 25. Distillation access node 2
6. Блок OADM6. OADM block
7. Блок OADM7. OADM block
8. Устройство доступа станционное А8. Station access device A
9. Устройство доступа станционное Б9. Station access device B
10. Блок пульта дежурного по станции10. Station attendant console block
11. Ethernet-коммутатор L311. Ethernet switch L3
12. Коммутационная станция12. Switching station
13. Ethernet-коммутатор L313. Ethernet switch L3
14. CWDM оптический мультиплексор/демультиплексор14. CWDM optical multiplexer/demultiplexer
15. SFP модуль устройства доступа станционного А (для двухволоконной схемы)15. SFP access device module of station A (for two-fiber scheme)
16. Блок пульта дежурного по станции16. Station attendant console block
17. Ethernet-коммутатор L317. Ethernet switch L3
18. Коммутационная станция18. Switching station
19. Ethernet-коммутатор L319. Ethernet switch L3
20. CWDM оптический мультиплексор/демультиплексор20. CWDM optical multiplexer/demultiplexer
21. SFP модуль устройства доступа станционного Б (для двухволоконной)21. SFP module of station access device B (for two-fiber)
22. SFP модуль узла доступа перегонного 1 (для двухволоконной схемы)22. SFP module of the access node of the stage 1 (for a two-fiber scheme)
23. Ethernet-коммутатор L323. Ethernet Switch L3
24. Дополнительное оборудование24. Additional equipment
25. Переговорно-вызывное устройство25. Intercom
26. АКБ26. Battery
27. SFP модуль узла доступа перегонного 2 (для двухволоконной схемы)27. SFP module of the access node of the stage 2 (for a two-fiber scheme)
28. Ethernet-коммутатор L328. Ethernet Switch L3
29. Дополнительное оборудование29. Additional equipment
30. Переговорно-вызывное устройство30. Intercom
31. АКБ31. Battery
32. SFP (1-8) модули устройств доступа станционных А и Б (для одноволоконной схемы)32. SFP (1-8) modules of station access devices A and B (for a single-fiber scheme)
33. SFP (18) модуль устройства доступа станционного Б (для одноволоконный схемы)33. SFP (18) station access device module B (for single-fiber scheme)
34. SFP (10-17) модули узлов доступа перегонных (для одноволоконной схемы)34. SFP (10-17) hop access node modules (for single-fiber scheme)
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781917C1 true RU2781917C1 (en) | 2022-10-20 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6032905A (en) * | 1998-08-14 | 2000-03-07 | Union Switch & Signal, Inc. | System for distributed automatic train supervision and control |
RU2380837C1 (en) * | 2005-11-29 | 2010-01-27 | Вячеслав Константинович Сахаров | Multichannel optical input/output multiplexer with dynamic functionality |
RU2645285C1 (en) * | 2017-05-15 | 2018-02-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации | Mobile communication equipment room for control and management for the transport network of the field communication system |
RU2667686C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-09-24 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | High-speed network long communication system |
RU2713776C1 (en) * | 2019-04-08 | 2020-02-07 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | System of haul communication |
RU2739069C1 (en) * | 2020-06-16 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью «Сфера Телеком» | Device for organization of distillation communication and method of organization of distillation communication (embodiments) |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6032905A (en) * | 1998-08-14 | 2000-03-07 | Union Switch & Signal, Inc. | System for distributed automatic train supervision and control |
RU2380837C1 (en) * | 2005-11-29 | 2010-01-27 | Вячеслав Константинович Сахаров | Multichannel optical input/output multiplexer with dynamic functionality |
RU2645285C1 (en) * | 2017-05-15 | 2018-02-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации | Mobile communication equipment room for control and management for the transport network of the field communication system |
RU2667686C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-09-24 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | High-speed network long communication system |
RU2713776C1 (en) * | 2019-04-08 | 2020-02-07 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | System of haul communication |
RU2739069C1 (en) * | 2020-06-16 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью «Сфера Телеком» | Device for organization of distillation communication and method of organization of distillation communication (embodiments) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10038946B2 (en) | Optical network and method for processing data in an optical network | |
US7433594B2 (en) | Node apparatus, optical wavelength division multiplexing network, and system switching method | |
US8417117B2 (en) | DWDM and CWDM hybrid PON system and method | |
EP2051442B1 (en) | Method, system and apparatus for protecting wavelength division multiplex transmission | |
US8483564B2 (en) | Hybrid optical add-drop multiplexing network and wavelength allocation for the same | |
US6198721B1 (en) | Method and system for data transmission in a ring network | |
EP0762689B1 (en) | Optical branching apparatus and tranmission line setting method therefor | |
KR20070006767A (en) | System and apparatus for a carrier class wdm pon accommodating multiple services or protocols | |
RU2739069C1 (en) | Device for organization of distillation communication and method of organization of distillation communication (embodiments) | |
CN105144615A (en) | Increasing the capacity of a wdm-pon with wavelength reuse | |
CN106160840B (en) | Wave division multiplexing passive optical network optical fiber link distributed protection device and its guard method | |
JPH0832523A (en) | Interterminal communication provision system of communication network | |
CN102064904B (en) | Service transmission method, system and device of multi-service shared optical distribution network (ODN) | |
GB0013366D0 (en) | Optical communicator | |
RU2781917C1 (en) | Apparatus and method for wayside communication | |
CN114584207B (en) | Reconfigurable optical add-drop multiplexer | |
EP0928082A1 (en) | Method and apparatus for transparent optical communication with two-fiber bidirectional ring with autoprotection and management of low priority traffic | |
WO2007086777A1 (en) | Passive fibre-optic network | |
JP6221219B2 (en) | Redundant system, optical communication device, and master station device | |
JP6418271B2 (en) | Communication system, master station device and slave station device | |
KR100889912B1 (en) | Optical access network architecture | |
KR200386964Y1 (en) | The configuration Method of optical access network using single wavelength Multiplexer | |
RU2769581C1 (en) | System for automatic monitoring of access devices of stills and method of operation of this system | |
NL1039787C2 (en) | DEVICE AND METHOD FOR OPTICAL TELECOMMUNICATIONS | |
US20030025968A1 (en) | OCDM detection device |