Устройство контроля волоконно-оптических линий



Устройство контроля волоконно-оптических линий
Устройство контроля волоконно-оптических линий

 

H04B10/07 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)

Владельцы патента RU 2522893:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Изобретение относится к устройствам контроля потерь в волоконно-оптических линиях и может быть использовано в качестве универсального технического средства защиты информации ограниченного доступа, передаваемой по неконтролируемой территории. Техническим результатом является создание устройства контроля ВОЛП, независимого от параметров информационных сигналов: скорости передачи и способа кодирования. Для этого устройство содержит 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, 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. 2 ил.

 

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.

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.

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.

Недостатком вышеуказанного устройства является отсутствие универсальности к параметрам передаваемых информационных сигналов.

Решаемой технической задачей является создание универсального по отношению к стандартам и скоростям передачи устройства контроля волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) информации ограниченного доступа.

Достигаемым техническим результатом является создание устройства контроля ВОЛП, независимого от параметров информационных сигналов: скорости передачи и способа кодирования.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Устройство контроля волоконно-оптических линий, содержащее 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, отличающееся тем, 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике для передачи аналоговых электрических сигналов с использованием светового канала. Технический результат состоит в расширении динамического диапазона, отношения сигнал/шум волоконно-оптического канала в условиях сильных электромагнитных помех.

Изобретение относится к защищенным волоконно-оптическим системам передачи и может быть использовано в качестве дуплексного волоконно-оптического канала передачи информации ограниченного доступа по неконтролируемой территории.

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может использоваться в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) для организации нескольких независимых каналов связи.

Изобретения относятся к автомобильной технике. Устройство для управления транспортным средством содержит рулевое колесо, оптический излучатель и оптически сопряженные с ним приемники излучения, подключенные к специализированному вычислителю.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в обеспечении регулировки диапазона волн компенсатора дисперсии.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости передачи.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при передаче информации на расстояние на основе нелокальной квантовой корреляции между квантовыми частицами, одними из которых являются фотоны.

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в оптических системах передачи информации, датчиках оптических излучений малой интенсивности, измерителях оптических сигналов в физике высоких энергий и т.п.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в обеспечении адаптации фильтра в частотной области.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи за счет повышения оперативности восстановления связи.

Изобретение относится к технике электрической связи и может использоваться в системах двусторонней оптической связи. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства двусторонней оптической связи в подводных условиях. Для этого в аппаратуру оптической подводной беспроводной оптической связи, содержащую оптический приемник и передатчик со схемами их управления, дополнительно введены поворотное устройство, позиционно-чувствительный элемент и контроллер управления, при этом все оптические подсистемы жестко связаны друг с другом, укреплены на поворотном устройстве, а их угловые апертуры связаны соотношением θt<θR<θp, где θt - угол расходимости излучения передатчика; θR - угловое поле зрения приемника; θp - угловое поле зрения позиционно чувствительного элемента. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в обеспечении внедрения данных в излучаемый свет и повышении эффективности передачи данных. Для этого предложен световой модуль, содержащий по меньшей мере два первичных источника света, способных к излучению первичного цветного света. Это позволяет световому модулю излучать свет, имеющий интенсивность (Y) и цветовые координаты (x, y), посредством аддитивного смешения цветов составляющих первичных цветов. Световой модуль также содержит модулятор, способный к модуляции первичных источников света, позволяя внедрять данные в излучаемый свет. Модулятор скомпонован, чтобы модулировать цветовые координаты излучаемого света, для внедрения данных. Это особенно выгодно, поскольку чувствительность человеческого глаза к изменениям в цвете ниже, чем к изменениям в интенсивности. Таким образом, данные внедряют в свет, излучаемый из световых модулей системы освещения.3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится технике связи и может использоваться для управления динамическим изменением размеров в сетях транспортировки данных без прерывания передачи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи. Для этого сетевое соединение содержит М компонентных интервалов, определенных в области полезной нагрузки схемы транспортировки более высокого порядка сети транспортировки данных, и способ содержит этапы, на которых принимают сигнал управления изменением размера соединения в каждом из узлов маршрута сетевого соединения; добавления в каждом узле маршрута сетевого соединения, в ответ на сигнал управления изменением размера соединения, к первому набору М компонентных интервалов второго набора N компонентных интервалов так, чтобы сетевое соединение содержало M+N компонентных интервалов; и увеличивают скорость транспортировки данных после получения в каждом узле маршрута сетевого соединения для сетевого соединения M+N компонентных интервалов. 10 н. и 18 з.п. ф-лы, 40 ил.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат - получение направленного потока волн, энергия которых в свободном пространстве не будет ослабляться (зависеть) обратно пропорционально квадрату пройденного пути и будет самофокусироваться. Для этого в способе преобразования в открытом пространстве двух направленных в одну сторону линейно поляризованных моногармоничных потоков электромагнитных волн в направленный поток волн де Бройля, в котором получают когерентную резонансную интерференцию идущих в одном направлении двух пересекающихся в свободном пространстве ортогональных линейно поляризованных потоков радиоизлучения от по меньшей мере одной пары возбудителей: Электрического Диполя Герца (ЭГД) и Магнитного Диполя Герца (МГД), размещенных на близком расстоянии друг от друга при параллельном расположении их продольных осей, создающих моногармоническую радиацию с высоким уровнем стабильности несущей частоты и направленные раздельно в одну и ту же сторону, которые в заданной зоне на заданном расстоянии их пересечения имеют равную друг другу эффективную изотропно излучаемую мощность (ЭИИМ), при этом направление поляризации потоков у каждой пары МГД и ЭГД возбудителей взаимно ортогонально. 8 з.п. ф-лы, 35 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в расширении арсенала методов решения задачи миниатюризации в микроэлектронике. Для этого в способе, заключающемся в том, что корпуса электронных модулей соединяют непосредственно с использованием ключа, который предварительно изготавливают и устанавливают так, чтобы их соответствующие оптические окна, которые предварительно располагают заподлицо с внешними поверхностями, которые выполняют с заданными параметрами плоскостности и шероховатости, совпали с заданной точностью. 6 ил.

Изобретение относится к средствам построения цифровых систем. Технический результат заключается в повышении скорости обработки информации с уменьшением числа электронно-оптических преобразований в системе и вносимых ими искажений. В способе передают метку в адресной части оптического блока, используют канал синхронизации с выделенной длиной волны λN+1 и передают синхроимпульсы, общие для всех оптических каналов передачи и формирующие кадры. Блоки состоят из адреса и поля данных (пакета данных), в поле адреса находится метка, представляющая собой признак коммутатора, которому адресовано сообщение. До и после метки находятся защитные интервалы t1и t2. В конце кадра может находиться защитный интервал t3. Каждому коммутатору соответствует индивидуальная битовая последовательность, а при отсутствии блока данных в адресе записывается последовательность бит «Метка пустого блока», формируя так называемый «пустой блок». 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство относится к средствам построения цифровых сетей. Технический результат заключается в уменьшении числа электронно-оптических преобразований в системе, что уменьшает вносимые ими искажения. Сеть состоит из N последовательно соединенных узлов коммутации маршрутизации, которые могут замыкаться в кольцо, с разделением маршрутизации, которая производится в электронном виде в маршрутизаторах, и коммутации, которая производится в оптическом виде в фотонных коммутаторах. Применение данной волоконно-оптической сети позволит строить телекоммуникационные сети кольцевой и линейной топологии с оптической пакетной коммутацией, использующие существующую структуру сетей SDH путем замены терминальных мультиплексоров на узел коммутации и маршрутизации. 4 ил.

Группа изобретений относится к области лазерной локации, лазерной связи, а также к системам доставки лазерного излучения на движущийся объект. Технический результат состоит в повышении точности наведения и доставки лазерного излучения на движущийся объект. Для этого на движущийся объект посылают импульсы лазерного излучения с длиной волны λ на объект с формированием на нем теплового пятна, принимают излучение теплового пятна в спектральных интервалах ИК-диапазона, содержащих длину волны λ, ширину спектральных интервалов суживают в процессе приема излучения теплового пятна так, что спектральные границы интервалов сближаются с λ, а усредненное значение яркости изображения теплового пятна сохраняется примерно неизменным в процессе приема излучения, при этом лазерное излучение, отраженное от объекта, в процессе приема излучения теплового пятна селективно ослабляют, корректируют посылку импульсов лазерного излучения в направлении наиболее яркой точки теплового пятна, направление определяют по координатам точки максимальной яркости в изображении теплового пятна, которое получают после доставки на объект каждого импульса лазерного излучения. Устройство, реализующее способ, включает в себя источник лазерного излучения, связанный с блоком управления направлением пучка лазерного излучения, оптически сопряженные двухкоординатную оптическую систему наведения, телескоп, светоделитель, реотражатель, селективный ослабитель интенсивности лазерного излучения, сменный светофильтр из набора пропускающих светофильтров, входящего в блок светофильтров, объектив, матричный фотоприемник, чувствительный в ИК-диапазоне спектра, включающем длину волны лазерного излучения, связанный с блоком обработки изображения, связанным, в свою очередь, с измерителем амплитуды сигнала и центральным блоком управления, при этом блок светофильтров связан с измерителем амплитуды сигнала и выполнен с возможностью замены сменного светофильтра из набора светофильтров по командам от измерителя амплитуды сигнала, центральный блок управления связан с приводами и датчиками двухкоординатной оптической системы наведения, приводом телескопа, также с источником лазерного излучения, выполнен с возможностью заданий режимов их работы и имеет входы и выходы для связи с внешними устройствами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике оптической связи и может использоваться в системах фазовой синхронизации по ВОЛС. Техническим результатом является повышение фазовой стабильности, точности и надежности передачи по ВОЛС высокочастотного аналогового сигнала. Для этого устройство содержит генератор опорных сигналов, генераторы сигналов, объединитель сигналов, оптический передатчик, оптическое волокно, оптический приемник, радиочастотные делители, фильтр верхних частот, управляемый фазовращатель, фильтры, преобразователь частоты, фазовый детектор и масштабирующий усилитель. В устройство введены четвертый генератор сигнала, радиочастотный делитель, подстроечный фазовращатель и управляемый аттенюатор, а гетеродин и один из фильтров и преобразователей исключены, генераторы синхронизированы с генератором опорных сигналов. 1 ил.

Группа изобретений относится к технике связи и может использоваться для передачи речевого сообщения на расстояние. Технический результат состоит в повышении помехозащищенности и скрытности передачи речевого сообщения. Для этого способ включает в себя генерацию несущих электромагнитных колебаний, модуляцию колебаний электрическим сигналом, содержащим передаваемую информацию, распространение колебаний на расстояние, прием и преобразование колебаний в исходный электрический сигнал, частота электромагнитных колебаний находится в диапазоне длин волн рентгеновского излучения, а устройство состоит из передатчика и приемника, передатчик содержит аналого-цифровой преобразователь, соединенный с модулятором света, и рентгеновскую трубку, в вакуумном баллоне которой предусмотрено входное - оптически прозрачное и выходное - рентгенопрозрачное окна, а также расположены фотокатод, один или несколько динодов и анод с мишенью, причем модулятор оптически связан через входное окно с фотокатодом анод соединен с источником высокого напряжения, а выходное окно предназначено для передачи импульсов рентгеновского излучения на вход приемника, содержащего последовательно соединенные детектор рентгеновского излучения, усилитель и цифро-аналоговый преобразователь электрического сигнала, выход которого является выходом приемника. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх