Волоконно-оптическая система с безопасной передачей информации

Волоконно-оптическая система с безопасной передачей информации

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и касается передачи сигналов в оптическом диапазоне волн, в частности предлагаемое устройство может быть использовано для безопасной передачи информации в волоконно-оптической системе связи. Целью изобретения является разработка волоконно-оптической системы, обеспечивающей увеличение дальности связи при сохранении гарантированной безопасности передачи информации. Устройство включает на передающем узле: блок кодового зашумления 1, переключатель 2, датчик кодовой комбинации тревоги 3, позиционно- имульсный модулятор 4, устройство управления 5, источник излучения 6, Т-образный ответвитель 7, фотодиод 8, блок стабилизации 9. На приемном узле: фотодиод 11, усилитель 12, устройство регенерации 13, устройство контроля 14, позиционно-импульсный демодулятор 15, анализатор 16, декодер кодового зашумления 17. Благодаря введению блока кодового зашумления, датчика кодовой комбинации тревоги, анализатора, декодера кодового зашумления обеспечивается возможность увеличить длину оптической линии связи или же уменьшить требования к чувствительности устройства контроля при сохранении надежности защиты передаваемой информации. 6 з.п. ф-лы, 25 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и касается передачи сигналов в оптическом диапазоне волн, в частности предлагаемое устройство может быть использовано для безопасной передачи информации в волоконно-оптической системе связи.

Известно устройство (патент США N 4904050, НКА 4 350/96.26, опубл. 27.02.90), которое содержит источник излучения, два входных порта, разветвитель, два выходных порта и детектор. Сущность изобретения состоит в измерении в детекторе разности фаз сигнала, объединенного в разветвителе, с образцом. Благодаря данному устройству можно обнаружить несанкционированное подключение к оптическому волокну.

Недостатком этого устройства является необходимость использования высококогерентного источника излучения, оптических сигналов большой мощности, специального разветвительного оборудования, а также повышенный расход оптического кабеля.

Известно также устройство (патент США N 4973169, НКА 350/96.16, опубл. 27.11.90), которое содержит передатчик данных, передатчик защиты, соединитель, одномодовое стекловолокно, разветвитель, приемник данных, приемник защиты. Сущность изобретения состоит в передаче информационного и контрольного сигналов по одномодовому оптическому волокну на двух различных длинах волн. Причем на одной из них создаются неустойчивые условия распространения оптического сигнала путем возбуждения оптического волокна волной с длиной, близкой к длине волны отсечки. Небольшие механические воздействия и изгибы оптического волокна приводят к резким изменениям мощности на выходе волокна.

Недостатком данного устройства является большой расход мощности оптического сигнала, подверженность ложной тревоге и высокие технологические требования при изготовлении стекловолокна. Объясняется это использованием двух передатчиков, причем передатчик данных должен иметь повышенную мощность излучения, и тем, что значение длины волны отсечки каждого волокна в оптическом кабеле имеет технологический разброс, а также зависит от трассы прокладки кабеля, следовательно, для каждого волоконно-оптического кабеля необходимо индивидуально выбирать контрольную длину волны.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству (прототипом) по своей технической сущности является известное устройство контроля за подключением к оптической линии: Волоконно-оптическая система скрытой передачи данных. (см. патент США N 4435850 МКИ H 04 B 9/00, опубликованое 06.03.1984 г.).

Устройство-прототип содержит на передающем узле фильтр нижних частот, частотный модулятор, частотный мультиплексор, схему контроля передачи, устройство управления источником излучения, источник излучения, Т-образный ответвитель, фотодиод, блок стабилизации мощности источника излучения.

При этом входы фильтра нижних частот и частотного модулятора являются входами передающего узла, а выход фильтра нижних частот соединен с первым входом частотного мультиплексора, с вторым входом которого соединен выход частотного модулятора, к третьему входу частотного мультиплексора подключен первый выход схемы контроля передачи, на вход которой поступает сигнал с выхода порогового компаратора блока сигнализации, выход частотного мультиплексора и второй выход схемы контроля передачи подключены соответственно к первому и второму входам устройства управления источником излучения, чей выход соединен с первым отводом источника излучения, второй отвод которого подключен к корпусу, оптический выход источника излучения подключен через Т-образный ответвитель к волоконно-оптическому кабелю и с другой стороны к фотодиоду, один отвод которого соединен с корпусом, а другой отвод подключен к блоку стабилизации оптической мощности источника излучения, чей выход подсоединен к третьему входу устройства управления источником излучения.

На приемном узле устройство-прототип содержит фотодиод, усилитель с обратной связью, первый усилитель, второй усилитель, фильтр нижних частот, полосовой фильтр, частотный демодулятор, компаратор напряжения. При этом выход волоконно-оптического кабеля соединен с оптическим входом фотодиода, один вывод которого подключен через резистор к источнику питания, а второй отвод фотодиода соединен с первый входом усилителя с обратной связью, второй вход которого подключен к корпусу, выход усилителя с обратной связью соединен через конденсатор с входом первого усилителя, а также непосредственно подключен к входу второго усилителя, выход которого соединен с первым входом порогового компаратора блока сигнализации, а также с входом фильтра нижних частот, чей выход подключен к входу компаратора напряжения, а выход первого усилителя подключен к входу полосового фильтра, чей выход соединен с входом частотного демодулятора, выходы частотного демодулятора и компаратора напряжения являются выходами приемного узла.

Блок сигнализации устройства-прототипа содержит пороговый компаратор, схему звуковой и схему визуальной сигнализации.

При этом на первый вход порогового компаратора поступает сигнал с выхода второго усилителя приемного узла, а на второй и третий входы компаратора подключены соответственно сигналы верхнего и нижнего порогов напряжения, выход порогового компаратора подключен к входам схем звуковой и визуальной сигнализации, а также к входу схемы контроля передачи передающего узла.

Благодаря такой совокупности в устройстве-прототипе достигается возможность защиты передаваемых данных за счет применения малого индекса модуляции оптической несущей. Используемый в нем режим фоновой засветки позволяет замаскировать данные дробовыми шумами преобладающей мощности и тем самым вынудить "подслушивателя" увеличить отвод мощности оптического сигнала из волоконно-оптического кабеля для получения им требуемой разборчивости. При этом величина оптической мощности, отводимая "подслушивателем", становится значительно большей по величине, поэтому устройство контроля достоверно определяет факт несанкционированного подключения.

Недостатком устройства-прототипа являются относительно малые дальности линий связи, при которых обеспечивается скрытая передача данных. Это объясняется необходимостью использования большой величины мощности оптической несущей для маскирования передаваемой информации дробовыми шумами.

Целью изобретения является разработка волоконно-оптической системы, обеспечивающей увеличение дальности связи при сохранении гарантированной безопасности передачи информации.

Цель достигается тем, что в известную волоконно-оптическую систему с безопасной передачей информации, содержащую на передающем узле позиционно-импульсный модулятор электрических сигналов, устройство управления источником излучения, блок стабилизации мощности, фотодиод, источник излучения, выход которого подключен через первый выход Т-образного волоконно-оптического ответвителя к волоконно-оптическому кабелю и через второй выход Т-образного ответвителя к фотодиоду, чей выход подключен к входу блока стабилизации мощности, выход которого подключен к второму входу устройства управления источником излучения, которое выходом подключено к источнику излучения, а первым входом подключено к позиционно-импульсному модулятору электрических сигналов, на приемном узле содержащую фотодиод, усилитель, демодулятор электрических сигналов, устройство контроля, причем оптический вход фотодиода является входом приемного узла и соединен с выходом волоконно-оптического кабеля, а выход фотодиода соединен с входом усилителя, дополнительно введены на передающем узле блок кодового зашумления, переключатель, датчик кодовой комбинации тревоги, а на приемном узле - устройство регенерации, декодер кодового зашумления, анализатор кодовой комбинации тревоги.

При этом вход блока кодового зашумления является входом устройства и соединен с выходом дискретного источника сообщений, а выход блока кодового зашумления подключен к первому входу переключателя, на второй вход которого подключен выход датчика кодовой комбинации тревоги, третий управляющий вход переключателя связан с выходом устройства контроля приемного узла, а выход переключателя подключен к входу позиционно-импульсного модулятора электрических сигналов, выход которого соединен с первым входом устройства управления источником излучения, третий вход устройства управления источником излучения связан с выходом анализатора кодовой комбинации тревоги, а дополнительный выход устройства управления источником излучения соединен с вторым входом источника излучения, на приемном узле дополнительный выход фотодиода соединен с вторым входом усилителя, выход усилителя подключен одновременно к первому и второму входам устройства регенерации, к выходу которого подключен вход позиционно-импульсного демодулятора электрических сигналов и вход устройства контроля, выход позиционно-импульсного демодулятора электрических сигналов подключен к входу анализатора кодовой комбинации тревоги и входу декодера кодового зашумления, выход которого является выходом устройства.

Входящие в общую структурную схему элементы могут быть реализованы следующим образом. Блок кодового зашумления состоит из генератора случайных чисел, кодера, регистра сдвига, сумматора по модулю два, причем первый вход регистра сдвига является входом блока кодового зашумления, а к второму входу регистра подсоединен первый выход кодера, к входу которого подключен выход генератора случайных чисел, выход регистра сдвига соединен с первым входом сумматора по модулю два, а второй выход кодера соединен с вторым входом сумматора по модулю два, выход которого является выходом блока кодового зашумления.

Датчик кодовой комбинации тревоги состоит из генератора меандра, счетчика-делителя и сумматора по модулю два, причем выход генератора меандра подключен к входу счетчика-делителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора по модулю два, выход которого является выходом датчика кодовой комбинации тревоги.

Устройство контроля состоит из компаратора, вход которого является входом устройства контроля, к второму входу которого подключен выход первого источника эталонного напряжения, а выход компаратора подключен к входу интегратора, выход которого соединен с первым входом второго компаратора, на второй вход которого подключен выход второго источника эталонного напряжения. Выход второго компаратора является выходом устройства контроля.

Анализатор кодовой комбинации тревоги состоит из генератора меандра, к выходу которого подключен счетчик-делитель, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два, выход которого подсоединен к второму входу сумматора по модулю два с инверсией, первый вход которого является входом анализатора кодовой комбинации тревоги, выход сумматора по модулю два с инверсией соединен с входом счетчика, выход которого подключен к входу компаратора, выход которого является выходом анализатора кодовой комбинации тревоги.

Декодер кодового зашумления состоит из генератора синдрома и регистра сдвига, причем вход генератора синдрома является входом декодера, первый выход генератора подключен к первому входу регистра сдвига, а второй выход генератора синдрома соединен с вторым входом регистра сдвига, выход которого является выходом декодера кодового зашумления.

Устройство регенерации состоит из устройства выделения тактовой частоты и решающего устройства, причем первый вход решающего устройства и вход устройства выделения тактовой частоты являются входами устройства регенерации, выход устройства выделения тактовой частоты подключен к второму входу решающего устройства, выход которого является выходом устройства регенерации.

Перечисленная совокупность существенных признаков предлагаемого устройства позволяет увеличить длину оптической линии связи или же уменьшить требования к чувствительности устройства контроля при сохранении надежности защиты передаваемой информации. При уменьшении мощности передатчика соотношение сигнал/шум на приеме не ухудшается из-за выигрыша в энергетической эффективности кодового зашумления данных. Канал подслушивания предполагается худшего качества, чем основной канал, так как подслушиватель вынужден отводить малую оптическую мощность, чтобы быть незамеченным. В этом случае благодаря одновременному использованию в предлагаемом устройстве способа кодового зашумления и позиционно-импульсной модуляции в канале подслушивания при декодировании возникает размножение ошибок и соотношение сигнал/шум значительно уменьшается. Это соотношение не позволяет получить требуемую разборчивость в канале подслушивания. Для достижения такой же разборчивости в канале подслушивания, как в случае использования устройства-прототипа, "подслушивателю" теперь необходимо значительно увеличить величину отводимой из оптического канала мощности. Это приводит к соответственному уменьшению мощности оптического сигнала на приеме предлагаемого устройства. Так как это изменение значительно по величине, то устройство контроля гарантированно фиксирует факт несанкционированного подключения к оптическому кабелю. За счет энергетического выигрыша способа кодового зашумления можно, в свою очередь, увеличить длину контролируемого участка настолько, чтобы соотношение с/ш на приеме предлагаемого устройства стало таким же, как и для устройства-прототипа, не ухудшая тем самым безопасности передаваемой информации.

Таким образом, благодаря использованию в предлагаемом устройстве способа кодового зашумления, существенно снижаются требования по чувствительности к устройству контроля, что облегчает его практическую реализацию, или же увеличивается длина контролируемого участка волоконно-оптической линии связи.

На фиг. 1 приведена общая структурная схема волоконно-оптической системы с безопасной передачей информации; на фиг. 2 структурная схема блока кодового зашумления; на фиг. 3 структурная схема кодера; на фиг. 4 - структурная схема регистра с логической обратной связью; на фиг.5 - структурная схема устройства управления; на фиг.6 структурная схема регистра сдвига; на фиг.7 принципиальная схема сумматора по модулю два; на фиг.8 - принципиальная схема переключателя; на фиг. 9 структурная схема датчика кодовой комбинации тревоги; на фиг.10 структурная схема анализатора кодовой комбинации тревоги; на фиг. 11 структурная схема позиционно-импульсного модулятора; на фиг.12 принципиальная схема устройства управления источником излучения, источника излучения, фотодиода, блока стабилизации мощности и Т-образного ответвителя; на фиг. 13 принципиальная схема фотодиода и предварительного усилителя; на фиг. 14 структурная схема усилителя; на фиг.15 структурная схема устройства регенерации; на фиг.16 структурная схема компаратора; на фиг.17 структурная схема устройства выделения тактовой частоты; на фиг.18 структурная схема решающего устройства; на фиг.19 - структурная схема устройства контроля; на фиг. 20 структурная схема позиционно-импульсного демодулятора; на фиг.21 структурная схема декодера кодового зашумления; на фиг.22 структурная схема генератора синдрома; на фиг. 23 структурная схема регистра сдвига; на фиг.24 временная диаграмма напряжения, поясняющая формирование тока накачки источника излучения; на фиг.25 временная диаграмма напряжения, поясняющая принцип работы решающего устройства.

Предлагаемое устройство (фиг.1) состоит из блока кодового зашумления 1, переключателя 2, датчика кодовой комбинации тревоги 3, позиционно-импульсного модулятора электрических сигналов 4, устройства управления источником излучения 5, источника излучения 6, Т-образного волоконно-оптического ответвителя 7, фотодиода 8, блока стабилизации мощности 9, волоконно-оптического кабеля 10, фотодиода 11, усилителя 12, устройства регенерации 13, устройства контроля 14, позиционно-импульсного демодулятора 15, анализатора кодовой комбинации тревоги 16, декодера кодового зашумления 17. При этом вход блока кодового зашумления 1 является входом предлагаемого устройства, а выход блока кодового зашумления 1 подключен к первому входу переключателя 2. К второму входу переключателя 2 подсоединен выход датчика кодовой комбинации тревоги 3, а к третьему входу переключателя 2 подключен выход устройства контроля 14. Выход переключателя соединен с входом позиционно-импульсного модулятора электрических сигналов 4, выход которого подключен к первому входу устройства управления источником излучения 5, к второму входу которого подключен выход блока стабилизации мощности 9. К третьему входу устройства управления источником излучения 5 подсоединен выход анализатора кодовой комбинации тревоги 16. Первый и второй выходы устройства управления источником излучения 5 соединены соответственно с первым и вторым входами источника излучения 6, оптический выход которого подключен через первый выход Т-образоного волоконно-оптического ответвителя 7 к волоконно-оптическому кабелю 10. Через второй выход Т-образного ответвителя (цепь обратной связи), источник излучения связан с входом фотодиод 8, выход которого соединен с входом блока стабилизации мощности 9. Выход волоконно- оптического кабеля от другой станции 10 подключен к оптическому входу фотодиода 11, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами усилителя 12. Выход усилителя 12 подсоединен к первому и второму входам устройства регенерации 13. Выход устройства регенерации 13 одновременно подключен к входу устройства контроля 14 и входу позиционно-импульсного демодулятора 15, выход которого одновременно соединен с входом анализатора кодовой комбинации тревоги 16 и входом декодера кодового зашумления 17. Выход декодера кодового зашумления 17 является выходом предлагаемого устройства.

Блок кодового зашумления 1 (фиг.2) состоит из генератора случайных чисел 1.1, кодера 1.2, регистра сдвига 1.3, сумматора по модулю два 1.4. При этом первый вход (а) регистра сдвига 1.3 является входом блока кодового зашумления 1, к второму входу регистра (б) подсоединен первый выход кодера (а) 1.2. К входу кодера 1.2 подключен выход генератора случайных чисел 1.1. Выход регистратора сдвига 1.3 соединен с первым входом сумматора по модулю два (а) 1.4. Второй выход кодера (б) 1.2 соединен с вторым входом сумматора по модулю два 1.4, выход которого является выходом блока кодового зашумления 1.

Сущность кодового зашумления информации подробно описана в монографии В. А.Яковлева "Защита информации на основе кодового зашумления", ч.1, Санкт-Петербург, ВАС, 1993. Изложим кратко его суть с целью последующего пояснения работы ВОСПИ. Выбирается некоторый систематический (n,n-k)-код V. Информационная последовательность от источника разбивается на блоки длиной "k" символов и каждому из блоков ставится свой смежный класс кода. Далее случайно и равновероятно выбирается слово из смежного класса, которое посылается в канал связи. На приеме в основном канале, в котором помех нет, по принятому слову однозначно восстанавливается номер смежного класса, а следовательно, и информационный блок. Наоборот, в канале подслушивания, образованном паразитными излучениями и наводками, который предполагается худшего качества, чем основной канал, из-за помех возникают ошибки, которые в результате декодирования размножаются, что и обеспечивает невозможность восстановления информации "подслушивателем".

Схема ГСЧ (1.1) может быть реализована согласно принципиальной схеме из "ГСЧ для ЕС ЭВМ" (А.М.Морозов, Д.М.Судаков, Тбилиси, 1976, с.123-124 или же см. "Элементы радиоэлектронных устройств" Б.И.Горшкова, М.Радио и связь, 1988, с.134, рис.10,11).

Устройство кодера 1.2, показанное на фиг.3, состоит из схемы совпадения К1 1.2.1, регистра с логической обратной связью 1.2.2, схемы совпадения К2 1.2.3 и устройства управления 1.2.4. При этом первый вход (а) схемы совпадения К1 1.2.1 является входом кодера 1.2, второй вход (б) схемы совпадения К1 1.2.1 подключен к третьему выходу (в) устройства управления 1.2.4. Выход схемы совпадения К1 1.2.1 соединен с вторым входом (б) регистра с логической обратной связью 1.2.2, выход (в) которого подключен к первому входу (а) схемы совпадения К2 1.2.3. На второй вход (б) схемы совпадения К2 1.2.3 подключен второй выход (б) устройства управления 1.2.4. Выход (в) схемы совпадения К2 1.2.3 подсоединен к первому входу (а) регистра с логической обратной связью 1.2.2. Первый выход (а) устройства управления 1.2.4 является первым (а) выходом кодера 1.2, а выход (в) регистра с логической обратной связью 1.2.2 является вторым (б) выходом кодера. Схема регистра с логической обратной связью 1.2.2, показанная на фиг. 4, состоит из последовательно включенных четырех D-триггеров Т₁-Т₄ и сумматора по модулю М2, причем вход четвертого триггера Т₄ является вторым входом (б) регистра с логической обратной связью 1.2.2, выходы второго Т₂ и четвертого Т₄ триггеров подключены к входу сумматора по модулю два М2, выход которого является выходом (в) регистра с логической обратной связью. Вход D первого триггера Т₁ является первым входом (а) регистра с логической обратной связью. Схема регистра с логической обратной связью 1.2.2 может быть реализована с помощью микросхем К155ИР1, К555ИР11 совместно с микросхемами К155ЛП5, К555ЛП5, К531ЛП5, таким образом, чтобы сигнал с заданных разрядов регистра через сумматор по модулю два подавался на вход регистра. Количество разрядов (длина) и номера разрядов регистра 1.2.2, в которые включается сумматор по модулю два М2, определяется порождающим полиномом, вид которого зависит от типа и структуры зашумляющего кода (описание подобного типа регистра см. О.Н.Лебедев, А.М.Сидоров "Импульсные цифровые устройства" ВАС, Л. 1980, 116-119).

Схемы совпадения К1, К2 схемы с логической "И" могут быть реализованы на микросхеме К555ЛИ3 или К555ЛИ4 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы" М. Радио и связь, 1987, с.40).

Устройство управления 1.2.4, показанное на фиг.5, состоит из генератора, управляемого напряжением, 1.2.4.1, счетчика 1.2.4.2, программируемого постоянного запоминающего устройства 1.2.4.3. При этом выход генератора, управляемого напряжением, 1.2.4.1 подключен к входу счетчика 1.2.4.2, выход которого соединен одновременно со всеми входами (A₀-A_N) программируемого запоминающего устройства 1.2.4.3. Его первый (а), второй (б) и третий (в) выходы являются выходами устройства управления. Схему генератора ГУН можно реализовать на микросхеме К531ГГ1 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М. Радио и связь, 1987, с.191). Схема счетчика может быть построена на четырех микросхемах К155ИЕ9 или К555ИЕ10 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М.Радио и связь, 1987, с.97,98). ППЗУ реализуется на микросхеме К555РТ1 или К556РТ2 (В.Н.Вениаминов, О.Н.Лебедев, А.И.Мирошниченко "Микросхемы и их применение", М.Радио и связь, 1989, с.155-156). Программирование ППЗУ осуществляется исходя из типа и структуры зашумляющего кода, т.е. числа входящих в него информационных и проверочных символов. Так, например, для кода 7.4, в котором информационных и проверочных символов, образующих вторую часть кода, 4, символов, образующих первую часть кода 3, управляющая последовательность на выходе (а) будет содержать в периоде четыре единицы "1" и три нуля "О", для того чтобы задержать в регистре сдвига 1.3 информационную последовательность на три такта, в течение которых произвести вставку из кодера 1.2 трех символов первой части зашумляющего кода в выходную последовательность импульсов. Последовательность на третьем (в) выходе будет состоять из единиц, причем длина ее будет равна количеству разрядов регистра с логической обратной связью. Это сделано для обеспечения записи в регистр последовательности импульсов от генератора случайных чисел. Последовательность на втором выходе (б) должна обеспечить продвижение импульсов с выхода регистра на его вход (а) во время начального заполнения, а позже, по закону в зависимости от используемого кода.

Устройство регистра сдвига 1.3, показанное на фиг.6, состоит из регистра сдвига 1.3.1 и схемы совпадения К3 1.3.2. При этом первый вход (а) регистра сдвига 1.3.1 является первым входом устройства 1.3. Выход регистра сдвига 1.3.1 соединен с первым (а) входом схемы совпадения К3 1.3.2.Второй вход (б) регистра сдвига 1.3.1 подключен к второму входу (б) схемы совпадения К3 1.3.2. Эти два соединенных друг с другом входа являются вторым входом устройства 1.3. Выход схемы совпадения К3 1.3.2 является выходом устройства регистра сдвига 1.3. Схема совпадения К3 схема с логической "И", может быть реализована на микросхеме К555ЛИ3 или К555ЛИ4 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М.Радио и связь, 1987, с.40). Схему регистра сдвига 1.3.1 можно реализовать на микросхеме К555ИР11, последовательный вход данных DSR которой является входом регистра сдвига 1.3.1, а на вход S₀ поступает сигнал выбора режима (сдвига или хранения) из устройства управления 1.2.4 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М.Радио и связь, 1987, с.108).

Сумматор по модулю два 1.4, показанный на фиг.7, состоит из четырех логических схем объединения по "И" с инверсией, а именно схемы 1.4.1, схемы 1.4.2, схемы 1.4.3, схемы 1.4.4. При этом первый (а) и второй (б) входы схемы 1.4.1 являются входами сумматора по модулю два 1.4. Кроме того, первый вход (а) схемы 1.4.1 соединен с вторым входом (б) схемы 1.4.3, а второй (б) вход схемы 1.4.1 соединен с первым (а) входом схемы 1.4.2. Выход схемы 1.4.1 соединен с первым (а) входом схемы 1.4.2. Выход схемы 1.4.1 одновременно подключен к второму (б) входу схемы 1.4.2 и первому входу (а) схемы 1.4.3. Выход схемы 1.4.2 соединен с первым (а) входом схемы 1.4.4. а выход схемы 1.4.3 подключен к второму входу (б) схемы 1.4.4. Выход схемы 1.4.4 является выходом сумматора по модулю два 1.4. Схема сумматора по модулю два реализуется на микросхемах: К155ЛП5, К555ЛП5, К531ЛП5 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М.Радио и связь, 1987, с.56).

Схема переключателя 2, показанная на фиг.8, состоит из логической схемы "НЕ" 2.1 и логической схемы 2.2, реализующей операцию "И-ИЛИ-И". При этом первый вход (а) схемы 2.2 является первым входом переключателя 2, третий вход (б) схемы 2.2 является вторым входом переключателя 2. Вход схемы 2.1 (управляющий код) является третьим входом переключателя 2 и соединен с вторым (в) входом схемы 2.2. Выход схемы 2.1 подключен к четвертому (г) входу схемы 2.2. Выход схемы 2.2 является выходом переключателя 2. Схему переключателя 2 можно реализовать на микросхеме К531КП11 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М. Радио и связь, 1987, с.147).

Датчик кодовой комбинации тревоги 3, показанный на фиг.9, состоит из генератора меандра 3.1, счетчика-делителя 3.2, сумматора по модулю два 3.3. При этом выход генератора меандра 3.1 соединен с входом счетчика-делителя 3.2. Первый и второй выходы счетчика- делителя соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора по модулю два 3.3. Выход сумматора по модулю два 3.3 является выходом датчика кодовой комбинации тревоги 3.

Анализатор кодовой комбинации тревоги 16, показанный на фиг.10, состоит из генератора меандра 16.1, счетчика-делителя 16.2, сумматора по модулю два 16.3, сумматору по модулю два с инверсией 16.4, счетчика 16.5, компаратора 16.6. При этом к выходу генератора меандра 16.1 подключен счетчик-делитель 16.2, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два 16.3. Выход сумматора по модулю два 16.3 подсоединен к второму входу сумматора по модулю два с инверсией 16.4. Первый вход сумматора по модулю два с инверсией 16.4 является выходом анализатора кодовой комбинации тревоги 16. Выход сумматора по модулю два с инверсией 16.4 соединен с входом счетчика 16.5, выход которого подключен к входу компаратора 16.6. Выход компаратора 16.6 является выходом анализатора кодовой комбинации тревоги 16. Схему генератора меандра (3.1 и 16.1) можно реализовать на микросхеме К155ЛА3 или К561ЛН2 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М. Радио и связь, 1987, с.51 или 218). Схему сумматора по модулю два (3.3 и 16.3) можно реализовать на микросхеме К155ЛП5 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М. Радио и связь, 1987, с.56). Схему сумматора по модулю два с инверсией (16.4) можно реализовать на микросхеме К155ЛЕ1 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М. Радио и связь, 1987, с. 57,46). Схему счетчика-делителя можно реализовать на микросхеме К531ИЕ16 (В. Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М. Радио и связь, 1987, с.103), используя любые, но строго соответствующие друг другу выходы для блоков 3.2 и 16.2. Схему счетчика (16.5) можно реализовать на микросхеме К531ИЕ17. Схему компаратора можно реализовать на микросхеме К521СА3 (В.Н.Вениаминов, О.Н. Лебедев, А. И. Мирошниченко "Микросхемы и их применение", М.Радио и связь, 1989, с.57-58).

Позиционно-импульсный модулятор электрических сигналов 4, показанный на фиг. 11, состоит из генератора синхроипульсов 4.1, делителя на два 4.2, первого дифференциатора 4.3, второго дифференциатора 4.4, инвертора 4.5, первой схемы "И-НЕ" 4.6, второй схемы "И-НЕ" 4.7, третьей схемы "И-НЕ" 4.8, четвертой схемы "И-НЕ" 4.9, первой схемы "ИЛИ-НЕ" 4.10, второй схемы "ИЛИ-НЕ" 4.11, схемы RS-триггера 4.12. При этом первый вход первой схемы "И-НЕ" 4.6 соединен с входом инвертора 4.5 и с первым входом четвертой схемы "И-НЕ" 4.9, эти три соединенных вместе входа образуют вход позиционно-импульсного модулятора 4. Выход генератора синхроимпульсов 4.1 подключен к входу делителя на два 4.2, первый выход которого соединен с входом первого дифференциатора 4.3, а второй выход делителя на два соединен с входом второго дифференциатора 4.4. Выход первого дифференциатора 4.3 подключен одновременно к второму входу первой схемы "И-НЕ" 4.6 и к второму входу третьей схемы "И-НЕ" 4.8. Выход второго дифференциатора соединен одновременно с первым входом второй схемы "И-НЕ" 4.7 и со вторым входом четвертой схемы "И-НЕ" 4.9. Выход инвертора 4.5 подключен одновременно к второму входу второй схемы 4.7 и первому входу третьей схемы "И-НЕ" 4.8. Выход первой схемы "И-НЕ" 4.6 соединен с первым входом первой схемы "ИЛИ-НЕ" 4.10. Выход второй схемы "И-НЕ" 4.7 соединен с вторым входом первой схемы "ИЛИ-НЕ" 4.10. Выход третьей схемы "И-НЕ" 4.8 соединен с первым входом второй схемы "ИЛИ-НЕ" 4.11. Выход четвертой схемы "И-НЕ" 4.9 соединен с вторым входом второй схемы "ИЛИ-НЕ" 4.11. Выход первой схемы "ИЛИ-НЕ" 4.10 подключен к входу "S" RS- триггера 4.12. Выход второй схемы "ИЛИ-НЕ" подключен к входу "R" RS-триггера 4.12, выход которого является выходом позиционно-импульсного модулятора 4. Структурная схема ПИ-модулятора приведена из Й.Янсен "Курс цифровой электроники" М. Мир, 1987, т.3, с.400. Схему генератора можно построить на микросхеме К155ЛА3 или К531ГГ1 (В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М. Радио и связь, 1987, с. 51,191), или микросхеме К564ЛН2 (В.Н.Вениаминов, О.Н.Лебедев, А.И.Мирошниченко "Микросхемы и их применение", М.Радио и связь, 1989, с.210, рис.7-10д). Схема делителя на два реализуется с помощью микросхемы К155ИЕ4 (В.Л. Шило "Популярные цифровые микросхемы", М.Радио и связь, 1987, с.88). Схема дифференциатора может быть реализована по схеме, изображенной в "Искусство схемотехники" П. Хоровиц, У.Хилл М.Мир, 1983, т.1, с.44 (рис.1.34) или т.2, с.523 (рис.8.8). Схемы "И-НЕ", "ИЛИ-НЕ", триггера реализуются на микросхемах К155ЛА3, К155ЛЕ5, К555ТР2 (см. В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М. Радио и связь, 1987, с.41,46,74) соответственно, инвертор можно реализовать на базе "И-НЕ", подавая сигнал одновременно на два входа микросхемы.

Устройство управления источником излучения 5, показанное на фиг.12, состоит из источника тока смещения Е1, базового делителя на резисторах R1, R2, транзистора, термостабилизирующего резистора Rt, коммутирующего ключа 5.1. При этом к источнику тока смещения Е1 одним отводом подключен резистор R1 базового делителя R1, R2 и термостабилизирующий резистор Rt, второй отвод резистора R1 и первый отвод резистора R2 подключен к базе транзистора типа "n-p-n", которая является первым входом устройства управления источником излучения, коллектор транзистора подключен к первому входу коммутирующего ключа 5.1, второй управляющий вход которого является третьим входом устройства управления источником излучения 5. Эмиттер транзистора соединен с корпусом. Выход ключа 5.1 является вторым входом устройства управления источником излучения 5. Второй отвод термостабилизирующего резистора Rt является первым выходом устройства управления источником излучения. Второй отвод резистора R2 является вторым входом устройства 5. Схему коммутирующего ключа 5.1 можно реализовать на микросхеме К176КТ1 или К561КТ3 (см. В.Л.Шило "Популярные цифровые микросхемы", М.Радио и связь, 1987, с.226, рис.2.27(б)).

Источник излучения 6, показанный на фиг.12 представляет собой полупроводниковый лазер или светоизлучающий диод. При этом отводы источника оптического излучения являются входами блока 6, а оптический выход является выходом источника излучения 6. В качестве источника излучения можно использовать лазер ЛГ-38, ИЛПН-102 или светоизлучающий диод 3Л124-А.

Устройство фотодиода 8, показанного на фиг. 12, состоит из источника смещения Е2, резистора R3, фотодиода, резистора R4. При этом первый отвод резистора R3 соединен с источником смещения Е2, а второй отвод резистора R3 соединен с анодом фотодиода. Катод фотодиода подключен к первому отводу резистора R4, второй отвод которого соединен с корпусом. Оптический вход фотодиода является входом блока 8, а его анод выходом. В качестве фотодиода можно использовать ФД-25К или ФД-252.

Блок стабилизации мощности 9, показанный на фиг.12, состоит из дифференциального операционного усилителя с обратной связью. При этом вход усилителя является входом устройства 9, к второму входу усилителя подключен источник эталонного сигнала, а выход усилителя является выходом устройства 9.

Практическую реализацию блоков 5 (без 5.1),6,8,9 (см. ВИНИТИ "Итоги науки и техники" серия Электроника т.24, М.ВИНИТИ, 1989, с.102, рис.34).

Т-образный ответвитель 7 (фиг.12) состоит из волоконно-оптического ответвителя. При этом вход ответвителя является входом устройства 7, первый выход которого является первым выходом устройства 7, а второй выход вторым выходом устройства 7.

Оптический вход устройства фотодиода 11 (фиг.13) соединен с выходом волоконно-оптического кабеля, а первый и второй отводы фотодиода являются соответственно первым и вторым выходом фотодиода 11. Его можно реализовать на ФД-25К или ФД-252.

Устройство предварительного усилителя 12.1 (фиг.13) состоит из операционного усилителя, отрицательный вход которого является вторым входом предварительного усилителя 12.1, а положительный вход соединен с корпусом источника питания. Потенциал (+15 В) источника питания соединен через резистор R2 с первым отводом резистора R1, второй отвод которого является первым входом предусилителя 12.1. В цепь обратной связи операционного усилителя включены параллельно соединенные резистор R3 и конденсатор C3, выход операционного усилителя является выходом предусилителя 12.1. Его можно реализовать на микросхеме 140УД6.

Практическую реализацию блоков 11,12.1 см. Е.А.Зак "Волоконно- оптические преобразователи с внешней модуляцией". М. Энергоатомиздат, 1989, с. 101, рис.3.4, серия Электроника т.24, М. ВИНИТИ, 1989, с.96.

Усилитель 12 (фиг. 14) состоит из предварительного усилителя 12.1, усилителя мощности 12.2, полосового фильтра 12.3. При эт