Приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи

Изобретение относится к технике оптической связи, в частности к лазерным атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации канала связи между двумя абонентами или между абонентом и станцией абонентского доступа. Технический результат заключается в обеспечении оперативной перенастройки оптической схемы устройства, повышении надежности его работы за счет расширения угловой апертуры приема и передачи оптического сигнала и исключения ручной подстройки оптической части устройства, а также в повышении энергетического запаса линии связи за счет исключения оптических потерь при приеме и передаче сигналов. Для этого устройство выполнено в виде внешнего и внутреннего блоков и соединены между собой кабелем, внутри которого расположены световоды. Внешний блок выполнен во всепогодном исполнении, расположен в герметичном корпусе и содержит фокусирующую систему, а внутренний блок выполнен для комнатных условий, расположен в корпусе и в нем установлены интерфейс, источник оптического излучения и приемники оптического излучения. Концы световодов, расположенные во внешнем блоке, объединены в один пучок плотной сборки, образующий волоконно-оптический коллектор, а другие концы световодов, помещенных в кабель, расположены во внутреннем блоке и оптически соединены с одним источником оптического излучения и приемниками оптического излучения с возможностью коммутации посредством коммутатора, расположенного во внутреннем блоке. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике оптической связи, в частности к лазерным атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации канала связи между двумя абонентами или между абонентом и станцией абонентского доступа.

Известно оптическое оконечное устройство лазерной атмосферной линии связи, содержащее приемный оптический узел, передающий оптический узел и приемный и передающий оптические усилители, причем на передней панели корпуса оптического оконечного устройства размещены приемный и передающий оптические узлы, соединенные через оптические разъемы с волоконно-оптическими кабелями, подключенными соответственно к приемному и передающему оптическим усилителям, расположенным вне корпуса оптического оконечного устройства (см. патент РФ на изобретение №2187896 с приоритетом от 04.06.2001 г., МПК7 Н04В 10/10, Н04В 10/02, опубликованный 20.08.2002 г. "Оптическое оконечное устройство лазерной атмосферной линии связи").

Недостатком известного устройства является сложность и ненадежность конструкции с разнесенными приемным и передающим оптическими каналами, необходимость ручной настройки устройства при сбое, а также высокая стоимость эксплуатации устройства, связанная с необходимостью раздельной подстройки приемного и передающего оптических каналов.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи, выполненное в виде внешнего и внутреннего блоков и содержащее интерфейс, источник оптического излучения, приемник оптического излучения, фокусирующую систему, оптический волоконный объединитель каналов и волоконный световод, один конец которого закреплен на внешнем блоке, так что торец его расположен в фокусе фокусирующей системы, а другой конец волоконного световода через оптический волоконный объединитель каналов оптически соединен с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, причем внешний блок выполнен во всепогодном исполнении и в нем расположена фокусирующая система, диаметр сердцевины оптического волокна волоконного световода и волокон оптического волоконного объединителя каналов составляет 0,6-1,0 мм, а интерфейс, источник оптического излучения и приемник оптического излучения установлены во внутреннем блоке, выполненном для комнатных условий (см. патент РФ №2239285 с приоритетом от 31.10.2001, МПК7 Н04В 10/10, опубликованный 27.10.2004 г. "Приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи".

Недостатком известного приемо-передающего устройства является ненадежность конструкции, так как использование одиночного волоконного световода не позволяет оперативно перенастраивать оптическую схему устройства в зависимости от меняющихся внешних условий, влечет необходимость применения такого сложного оборудования как оптический волоконный объединитель с выходом в одиночный световод, что приводит к существенным оптическим потерям при разделении приемного и передающего сигналов и вследствие этого - к снижению энергетического запаса линии связи.

Кроме того, применение оптического волокна волоконного световода с сердцевиной диаметром 0,6-1,0 мм, необходимое при относительном угловом смещении (дрожании) внешних блоков в несколько угловых минут, накладывает ограничение на длину волоконного световода между внешним и внутренним блоками при работе устройства в реальных условиях по причине увеличения затухания и искажения оптических импульсов в результате межмодовой дисперсии, которая прямо пропорциональна диаметру волокна, что приводит к уменьшению энергетического запаса линии связи и также является недостатком известного устройства.

Недостатком известного приемо-передающего устройства является невозможность оперативной перенастройки оптической схемы устройства в зависимости от меняющихся внешних условий, а также высокая стоимость эксплуатации из-за необходимости ручной подстройки оптической части устройства при увеличении углового рассогласования внешних блоков двух абонентов, что снижает надежность работы устройства ввиду снижения энергетического запаса линии связи при разъюстировке внешних блоков двух абонентов.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении оперативной перенастройки оптической схемы устройства, повышении надежности его работы за счет расширения угловой апертуры приема и передачи оптического сигнала и исключения ручной подстройки оптической части устройства, а также в повышении энергетического запаса линии связи за счет исключения оптических потерь при приеме и передаче сигналов.

Заявляемый технический результат достигается тем, что приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи, выполненное в виде внешнего и внутреннего блоков, содержащее интерфейс, источник оптического излучения, приемник оптического излучения, фокусирующую систему и волоконный световод, один конец которого закреплен во внешнем блоке, а другой конец волоконного световода расположен во внутреннем блоке и оптически соединен с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, причем внешний блок выполнен во всепогодном исполнении и в нем расположена фокусирующая система, а интерфейс, источник оптического излучения и приемник оптического излучения установлены во внутреннем блоке, выполненном для комнатных условий, согласно изобретения снабжено дополнительными световодами, одни концы которых, расположенные во внешнем блоке, объединены в пучок, образующий волоконно-оптический коллектор, а другие концы световодов, расположенные во внутреннем блоке, оптически соединены, по крайней мере, с одним источником и приемником оптического излучения с возможностью коммутации.

Выполнение заявляемого приемо-передающего устройства с дополнительными световодами позволяет четко разделять приемные и передающие сигналы без использования таких специально предназначенных для этого средств, как, например, оптический волоконный объединитель каналов, что повышает энергетический запас в линии связи, а также расширяет угловую апертуру приема и передачи оптического сигнала устройства, обеспечивает оперативную перенастройку оптической схемы устройства в зависимости от меняющихся внешних условий за счет перераспределения функции приема и передачи сигнала между световодами.

Благодаря тому, что концы световодов, расположенные во внешнем блоке, объединены в пучок, образующий волоконно-оптический коллектор, достигается возможность создания группы приемных и передающих световодов и различных вариантов их взаимного расположения, с помощью которых обеспечивается одновременный прием и передача оптического сигнала, а также увеличение допустимого углового рассогласования между внешними блоками двух абонентов при применении стандартных световодов за счет того, что диаметр фокусного пятна принимаемого излучения меньше по размеру, чем диаметр торца волоконно-оптического коллектора, вследствие чего не происходит потери сигнала до тех пор, пока пятно принимаемого излучения находится в пределах торца волоконно-оптического коллектора, что гарантирует повышение надежности работы заявляемого устройства и повышение его энергетического запаса за счет исключения оптических потерь при приеме и передаче сигналов.

Другие концы световодов, расположенные во внутреннем блоке и оптически соединенные, по крайней мере, с одним приемником и источником оптического излучения с возможностью коммутации позволяют осуществлять прием и передачу сигналов без дополнительных оптических устройств, что также позволяет исключить оптические потери при приеме и передаче сигналов.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как "новизна".

Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как "изобретательский уровень".

Условие патентоспособности "промышленная применимость" подтверждено на примере конкретного осуществления заявляемого приемо-передающего устройства оптической атмосферной линии связи.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен внешний блок приемо-передающего устройства оптической атмосферной линии связи; на фиг.2 представлен внутренний блок приемо-передающего устройства оптической атмосферной линии связи.

Приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи выполнено в виде внешнего 1 и внутреннего 2 блоков и соединены между собой кабелем 3, внутри которого расположены световоды 4.

Внешний блок 1 (см. фиг.1) выполнен во всепогодном исполнении, расположен в герметичном корпусе 5 и содержит фокусирующую систему 6, а внутренний блок 2 (см. фиг.2) выполнен для комнатных условий, расположен в корпусе 7 и в нем установлены интерфейс 8, источник оптического излучения 9 и приемники оптического излучения 10.

Концы световодов 4, расположенные во внешнем блоке 1 (см. фиг.1), объединены в один пучок плотной сборки, образующий волоконно-оптический коллектор 11, а другие концы световодов 4, помещенных в кабель 3, расположены во внутреннем блоке 2 и оптически соединены с одним источником оптического излучения 9 и приемниками оптического излучения 10 с возможностью коммутации (см. фиг.2) посредством коммутатора 12, расположенного во внутреннем блоке 2.

При этом кабель 3 закреплен на корпусе 5 и корпусе 7.

Приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи работает следующим образом.

Излучение от противоположного приемо-передающего устройства линии связи второго абонента (не показано) поступает на входную апертуру фокусирующей системы 6 внешнего блока 1, защищенного корпусом 5. Фокусирующая система 6 фокусирует принимаемое излучение на входной торец волоконно-оптического коллектора 11. Принимаемое в пределах числовой апертуры световодов излучение распространяется далее по световодам 4 и поступает во внутренний блок 2 на коммутатор 12. Затем принимаемое излучение преобразуется в электрический сигнал на приемниках оптического излучения 10. Принимаемые сигналы поступают на интерфейс 8.

Передаваемые сигналы генерируются в интерфейсе 8 и поступают на источник оптического излучения 9. Излучение источника оптического излучения 9 распространяется по световодам 4 до волоконно-оптического коллектора 11 и далее через фокусирующую систему 6 до противоположного приемо-передающего устройства линии связи второго абонента.

Интерфейс 8 преобразует исходные электрические сигналы для модуляции источника оптического излучения 9, принимаемые сигналы с приемников оптического излучения 10 и управляет работой коммутатора 12.

Приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи, выполненное в виде внешнего и внутреннего блоков, взаимодействующих с противоположным приемо-передающим устройством линии связи второго абонента, содержащее интерфейс, источник оптического излучения, приемник оптического излучения, фокусирующую систему и волоконный световод, один конец которого закреплен на внешнем блоке, а другой конец оптически соединен с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, причем внешний блок выполнен во всепогодном исполнении и в нем расположена фокусирующая система, а интерфейс, источник оптического излучения и приемник оптического излучения установлены во внутреннем блоке, выполненном для комнатных условий, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительными световодами, одни концы которых вместе с одним концом волоконного световода, расположенные во внешнем блоке, объединены в пучок, образующий волоконно-оптический коллектор, а другие концы всех световодов, расположенные во внутреннем блоке, оптически соединены, по крайней мере, с одним источником и приемником оптического излучения с возможностью коммутации.