Устройство передачи и приема информации по оптическому каналу связи

Устройство передачи и приема информации по оптическому каналу связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски»

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) l 003129 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 26.06.81 (21) 3310406/18-24 (51)M. Кл. с присоединением заявки М—

С 08 С 23/00

Гвсумрстее»»Ы1 кем»тет

СССР йе делает»за»у»те»»» и ет»рюти» (23) П рноритет—

Опубликовано 07.03.83. Бктллетеиь М 9

Дата опубликования описания 07.03.83. (53) УДК 621.398 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Багриков, Н. Б. Иванов и Л. И. С (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ЦИФРОВОЙ

ИНФОРМАЦИИ ПО ОПТИЧЕСКОМУ КАНАЛУ СВЯЗИ

Изобретение относится к технике электрической связи, в частности к передаче сигналов, предназначено для передачи цифровой информации на расстояния порядка сотен метров и более и может быть использовано в цифровых вычислительных комплексах (UBK) дпя передачи цифровой информации между приборами и устройствами UBK по волоконно-оптическому кабелю.

Известны различные устройства для

1О передачи цифровой информации на волокон- но-оптическом кабеле (световоде) .

Известно устройство, в котором цтв) ровая информация передается параллельно по нескольким оптическим каналам. Один из оптических каналов в таком устройстве резервируется для передачи хронирующего сигнала. Каждый канал состоит из оптического передатчика, световода и оптического приемника. Хронирутсщие имп мьсы с выхода оптического приемника обнаружива1отся пороговой схемой, кото2 рая управляет оптическими приемниками: (усилителями) во всех информационных каналах, Достоинством такого устройства является отсутствие гальваничвской связи приборов, между которыми происходнт обмен информацией (1 ) .

Недостатком устройства являются большие аппаратурные затраты, так как число световодов, передатчиков н приемников соответствует числу информационных и служебных бит, передаваемых одновременно.

Известно также устройство, использукщее временное уплотнение цифровой информации на оптических кабелях, в котором сигналы синхронизации (тактовые импульсы) наложены на информационный групповой сигнал и передаются по одному и тому же световоду. Это устройство предназначено для передачи цифровой информации на болыпие расстояния в телефонной связи (системы с импульсно-кодовой модуляцией и временным де3129

3 100 лением каналов — ИКМ-ВД) . Оно содержит последовательно соединенные источник двоичных сигналов, кодер, оптический кабель (световод), оптический приемник, пороговое устройство, детектор и выделитель синхросигнала (2 3 .

Недостатком данного устройства является его сложность по причине сложных оптических передатчика и приемника (из-за удвоения скорости передачи в световоде) и наличия выделителя синхросигнала.

Кроме того, недостатком устройства является то, что оно не мокет использоваться для передачи информации между приборами ЦНК, так как не обеспе-. чивает передачу большого числа логических нулей (десятки, а в телефонии — не более семи) — выделитель синхросигнала становится неработоспособным, . что приводит к срыву синхронизации и неработоспособности всего канала передачи информации, Для устранения указанных недостатков в устройствах передачи информации используется отдельный канал синхронизации, !

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устрой ство для передачи цифровой информации на небольшие расстояния (or нескольких метров ло нескольких десятков метров), содержащее источник информационных двоичных сигналов, регистр для преобразования параллельного кода в последовательный (кодер), оптический передатчик, световод, оптический приемник, регистр преобразования последовательного кода в параллельный (pe ep), а также синхронизатор (генератор тактовых импульсов) и оптические передатчик, приемник и световод для передачи тактовых импульсов в декодер . Основным достоинством такого устройства является простота реализации и малые аппаратурные затраты ГЗ Д .

Однако при использовании известного устройства для передачи данных на расстояния в сотни метров (что требуется в нашем случае) достоверность приема недостаточна. Это происходит из-за малой величины отношения сигнал-помеха на входе декодера, так как велико затухание сигнала в световоде, искажается форма сигнала на выходе детектора а также из-за того, что запись бита информации в регистр производится в течение тактового импульса, имеющего значительную длительность.

Е1ель изобретения — повышение достоверности информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема цифровой информации по оптическому каналу связи, содержащее источник информации, выход которого соединен с инфор30 мационным входом кодера, выход кодера через передатчик информации соединен с входом информационного канала связи, выход которого соединен с входом приемника информации, синхронизатор, вы1$ ход которого соединен с входом источника информации, управляющим входом кодера и через передатчик синхроимпульсов с. входом синхронизируюшего канала связи, выход которого соединен

20 с входом приемника синхроимпульсов, и декодер, выход которого соединен с выходом устройства, введены формирователь строб-импульсов и блок сравнения, информационный вход которого подклюр$ .чен к.выходу приемника информации, выход — к входу декодера, выход приемника синхроимпульсов через формирователь строб-импульсов подключен к стробируюшему входу блока сравнения.

Сущность изобретения заключается в выполнении сравнения информационного сигнала с пороговым уровнем в гечение короткого промежутка времени с высокой чувствительностью.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагемого устройства; на фиг. 2— временные диаграммы, пояснякицие работу этого устройства; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие достижение положительного эффекта.

46

Устройство содержит источник 1 информации (двоичных сигналов), кодер

2, оптический передатчик 3 информации, - информационный канал 4 связи (оптический кабель — световод), оптический приемник 5 информации, блок 6 сравнения (дифференциальный стробируемый компаратор), декодер 7, синхронизатор

8 (генератор тактовых импульсов), оптический передатчик 9 синхроимпульсов, синхронизируюший канал 10 связи (кабель); ариемник Х1 синхроимпульсов и формирователь 12 строб-импульсов.

Устройство работает следукацим образом.

Параллельный код от источника 1 двоичных сигналов преобразуется кодером 2 в последовательный (фиг. 2, А). чем (((фиг, 3 () р уровень сигна"

J ла на входе компаратора в несколько раз больше упомянутого среднего уровня сигнала и, следовательно, отношение сигнал/помеха также в несколько раз выше. Сравнение сигнала с пороговым уровнем осушествляется дифференциальным стробируемым компаратором, при этом запись 1 " в регистр 1роисходит при превышении порогового уровня на величину порядка единиц милливольт.

Таким образом, достоверность информации на выходе предлагаемого устройства практически на два-три порядка выше достоверности информации на выходе устройства-прототипа.

Формул а изобретения

Устройство для передачи и приема цифровой информации по оптическому каналу связи, содержашее источник информации, выход которого соединен с информационным вхолом колера, выхол колера чеI рез передатчик информации соелинен с вхолом информационного канала связи, выход которого соединен с входом приемника информации, синхрониз amp, выход которого соединен с входом источника инфор. мации, управляюшим входом кодера и через передатчик синхроимпульсов с входом синхронизируюшего канала связи, выход которого соединен с входом приемника синхроимпульсов, и декодер, выход которого соединен с выходом устройства, отличающееся reM,что, с целью повышения достоверности информации, в него введены формирователь строб-импульсов и блок сравнения, информационный вход которого поцключен к выходу приемника информации, выход— к входу декодера, выход приемника синхроимпульсов через формирователь стробимпульсов подключен к стробируюшему входу блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1390992, кл. С 01 А, опублик.

1975.

2. Мурадян А. Г.:.и Гинзбург С. A.

Системы передачи информации по оптическому кабелю. М., 1980. с. 136.

3. Патент США ¹ 4161650, кл. 250-199, опублик "980 (прототип).

5 1003129- 6

Оптический передатчик 3 преобразует электрический сигнал в оптический импульсный, который передается на прием ° ник 5 по световоду 4. Оптический импульсный сигнал принимается, преобразуется в электрический сигнал и усилива ется оптическим приемником 5 (фиг. 2,Д), Синхронизатор 8 вырабытывает последовательность тактовых импульсов (фиг. 2,5), которая управляет 10 работой источника 1 и кодера 2, а также передается через передатчик 9, кабель 10 и приемник 11. Из сигнала на выходе приемника 11 (фиг. 2 9) формирователь 12 формирует короткие строб-импульсы (фиг. 2 Г ), поступаюшие на стробируюший вход блока 6 (дифференциального компаратора). Фаза строб-импульсов выбирается таким образом, чтобы положительный фронт 20 их совпадал с максимальной амплитудой сигнала на выходе приемника 5.

В момент прихода положительного фрон-. та строб-импульса дифференциальный компаратор 6 производит сравнение амп литуды сигнала Осна выходе оптическокого приемника 5 и порогового напряжения U (подаваемого, например, от пор внешнего источника на второй вход компаратора 6 и выбираемого из условиЯ Оц0 7, 2Uù, где Ощ-УРовень шума на входе компаратора 6). B случае (С) (3Пор на выходе дифференциального стробйруемого KoMIIBpBTopB 6 формируется сигнал "1". В случае Uс(0по формируется сигнал "0". Цифровой последовательный код с выхода компаратора 6 (фиг. 2,Е) подается на декодер 7, который преобразует его в параллельный.

В известном устройстве-прототипе запись бита информации в приемный регистр осушествляется в течение времени 7, (фиг. 3 A), средний уровень сигнала на входе регистра мал в течение интервала ь и отношение сигнал помеха также мало. Запись "1» в регистр происходит при превышении порогового уро ня на довольно значительную величину— при построении регистра на современной элементной базе эта величина составляет не менее одного вольта.

В предлагаемом устройстве запись бита информации в регистр осуществля ся в течение интервала времейи С, при

1003129

Вор

pnz. Г

1003129

Тираж 616 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Иаказ 1572/35

Филиал ППП "Harem, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Н. Бочарова

Редактор С. Пекарь Техред М.Коштура Корректор М. Шароши