Система служебной связи для оптических волоконных систем передачи

Полезная модель относится к технике связи и может быть использовано для организации служебной связи в оптических системах передачи. Система служебной связи включает переговорные узлы 1...n с переговорными устройствами 2, коммутирующее устройство 3 и оптическую линию связи 4, соединяющую между собой оконечные станции 5 и 6. В каждом переговорном узле 1 коммутирующее устройство 3 выполнено в виде направленного ответвителя Х-типа, снабженного двумя входами и выходами, при этом вход I и выход I коммутирующего устройства -направленного ответвителя 3 включены в разрыв линии связи 4, а вход II и выход II направленного ответвителя 3 выполнены с возможностью подключения к переговорному устройству посредством оптических соединителей 7.

Полезная модель относится к технике связи и может быть использовано для организации служебной связи в оптических системах передачи.

В технике связи известно коммутирующее устройство для оптического, которое содержит направленный ответвитель Х-типа для ввода и вывода излучения, подключаемый двумя входами в разрыв оптической линии, петлю связи между двумя выходами ответвителя и частотно зависимыми фильтрами в петле связи [1],

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности ввода сигнала служебной связи и передачи его в заданном направлении.

Наиболее близким аналогом заявленного устройства, принятым в качестве прототипа, является система служебной связи для оптических волоконных систем передач, включающая оконечные станции, переговорные узлы с переговорными устройствами, коммутирующее устройство, преобразователь высокоскоростного оптического сигнала в электрический, частотный демодулятор, блок ввода-вывода низкочастотного сигнала служебной связи, частотный модулятор, преобразователь электрического сигнала в оптический и оптическую линию связи [2].

Известная система позволяет осуществить служебную связь путем выделения низкочастотного сигнала служебной связи из высокоскоростного основного потока путем использования частотной модуляции.

Недостатком известного устройства системы служебной связи является высокая сложность и высокая стоимость, так как требуется преобразование высокочастотного оптического сигнала в электрический и необходима сложная схема для выделения из него сигнала служебной связи.

В основу полезной модели положена задача создания системы служебной связи для оптических систем передачи, обеспечивающая передачу служебной информации в направлении любой конечной станции и любого переговорного узла.

Поставленная задача достигается тем, что в системе служебной связи для оптических волоконных систем передачи, включающей оконечные станции, переговорные узлы с переговорными устройствами, коммутирующее устройство и оптическую линию связи, согласно полезной модели, в каждом переговорном узле коммутирующее устройство выполнено в виде направленного ответвителя Х-типа, снабженного двумя входами и выходами, при этом вход I и выход I направленного ответвителя включены в разрыв линии связи, а входе II и выход II направленного ответвителя соединены с оптическими разъемами для подключения к переговорному устройству.

В системе служебной связи для оптических волоконных систем передачи максимальное количество ответвителей, которое включено в линию связано соотношением:

где: P₁₁ - затухание между первым входом I и первым выходом I в направленном ответвителе;

и P₁₂ - затухание между первым входом I и вторым выходом II в направленном ответвителе;

1 и а - длина строительного участка и затухание в оптическом кабеле;

р - собственные потери в направленном ответвителя;

p ₀ - динамический диапазон переговорного устройства.

Соотношение между затуханием Р₁₁ и Р ₁₂ устанавливается следующим выражением:

P ₁₁=P₁₂-101g(10^/10-1)

Изобретение поясняется чертежом.

Фиг.1 показывает структурную схему устройства для осуществления служебной связи в оптических системах передачи.

Система служебной связи включает переговорные узлы 1..n с переговорными устройствами 2, коммутирующее устройство 3 и оптическую линию связи 4, соединяющую между собой оконечные станции 5 и 6.

В каждом переговорном узле 1 коммутирующее устройство 3 выполнено в виде направленного ответвителя Х-типа, снабженного двумя входами и выходами, при этом вход I и выход I коммутирующего устройства -направленного ответвителя 3 включены в разрыв линии связи 4, а вход II и выход II направленного ответвителя 3 выполнены с возможностью подключения к переговорному устройству посредством оптических соединителей 7.

Система служебной связи работает следующим образом. Для реализации служебной связи используют оптические переговорные устройства 2, осуществляющие связь по свободному волокну оптической линии связи, например, описанные в [3]. Для осуществления связи, например, на переговорном узле 1 n, абоненты включают переговорные устройства 2 на станции 5 и на выходе II оптического ответвителя 3. Для связи со станцией 6 абонент должен подключить переговорное устройство 2 к входу II направленного ответвителя 3.

Пример. Покажем, что заявляемое устройство системы осуществления служебной связи может практически использоваться для организации служебной связи. Произведем расчет максимальной длины оптической линии, при которой обеспечивается служебная связь между узлами и опорными станциями.

В реальной линии могут использоваться элементы со следующими параметрами:

затухание в оптическом кабеле - а=0,22 дБ/км; расстояние между узлами связи примем равным строительной длине оптического кабеля 1=2 км, коэффициент деления оптического ответвителя 50%/50%, что обозначает деление мощности сигнала пополам между выходом I и выходом II (вносимые потери в оптической линии между входом I и выходом I Р₁₁=3 дБ, потери между входом I и выходом II ответвителя - Р₁₂=3 дБ); собственные потери ответвителя - р=0,2 дБ. Динамический диапазон переговорного устройства обычно составляет - Р ₀=50 дБ.

Общее затухание сигнала Р между станцией 5 и n-ым переговорным пунктом равно

P=n*1*a+n*P₁₁+n*p

Определим максимальное количество ответвителей, которое можно включить в линию из условия Р=P₀:

т.е. длина линии L, при которой будет осуществляться служебная связь, будет составлять L=n·l=13*2=26 км. С учетом того, что связь может осуществляться в обоих направлениях, общая длина линии составляет 52 км.

В приведенном анализе предполагалось, что все направленные ответвители имеют коэффициент деления 50/50%. Для увеличения дальности действия служебной связи коэффициент деления должен быть разным в зависимости от расположения ответвителя на линии. Для направленного ответвителя типа Х справедливо следующее соотношение между затуханием Р₁₁ и Р ₁₂

P₁₁=P₁₂ -101g(10^/10-1),

Наибольшую дальность можно получить, если коэффициент деления первого ответвителя выбирается из следующего условия

P₀ =l·a+p+P_12.

Коэффициент деления ответвителя для n-ого переговорного узла определяется из выражения

,

Расчет по приведенной формуле показывает, что длина линии может превышать 100 км.

Таким образом в общем виде в системе служебной связи для оптических волоконных систем передачи максимальное количество ответвителей, которое может быть включено в линию связано соотношением:

,

где: Р₁₁ - затухание между первым входом I и первым выходом I в направленном ответвителе;

и Р₁₂ - затухание между первым входом I и вторым выходом II в направленном ответвителе;

1 и а - длина строительного участка и затухание в оптическом кабеле;

р - собственные потери в направленном ответвителя;

р ₀ - динамический диапазон переговорного устройства.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое устройство отличается наличием трех новых связей и двух новых узлов (оптических соединителей на входе II и выходе II оптического ответвителя).

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями показывает, что известно устройство [1], которое содержит направленный ответвитель Х-типа для ввода и вывода излучения. Однако введение направленный ответвитель Х-типа в конструкцию заявленного устройства в том виде как оно есть не реализует поставленной цели. Новый конструктив системы служебной связи с ответвителями Х-типа и его связи с другими элементами устройства обеспечивают новые свойства, а именно: передачу служебных сигналов в любом выбранном направлении. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию "существенные отличия".

На дату подачи система служебной связи проходит промышленную апробацию в СНГ в оптических волоконных системах передачи.

1. Система служебной связи для оптических волоконных систем передачи, включающая оконечные станции, переговорные узлы с переговорными устройствами, коммутирующее устройство и оптическую линию связи, отличающаяся тем, что в каждом переговорном узле коммутирующее устройство выполнено в виде направленного ответвителя Х-типа, снабженного двумя входами и выходами, при этом вход I и выход I направленного ответвителя включены в разрыв линии связи, а вход II и выход II направленного ответвителя соединены с оптическими разъемами для подключения к переговорному устройству.

2. Система служебной связи для оптических волоконных систем передачи по п.1, отличающаяся тем, что максимальное количество ответвителей, которое включено в линию, связано соотношением

где Р₁₁ и Р ₁₂ - затухания в направленном ответвителе;

1 и - длина строительного участка и затухание в оптическом кабеле;

p - собственные потери в направленном ответвителе;

Р₀ - динамический диапазон переговорного устройства.