Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ПЕРЕГОННОЙ СВЯЗИ

Изобретение относится к области автоматики, связи и может быть использована на железнодорожном транспорте для организации перегонной связи и связи с местом аварийно-восстановительных работ.

Известна система перегонной связи в составе оперативно-технологической связи для участка железной дороги, содержащая коммутационные станции, каналы постанционной и диспетчерской связи, переговорные устройства и линейные комплекты перегонной связи, при этом к коммутационной станции через дополнительный линейный комплект перегонной связи подключен шлюз сотовой связи, обеспечивающий связь на участке железной дороги из любой точки перегона, имеющей покрытие сотовой связью (RU 2393642 C2, Н04М 3/56, B61L 27/00, 27.11.2009).

Известная система перегонной связи позволяет улучшить качество связи, а также обеспечивает возможность посылки вызова от дежурного по станции абоненту, находящемуся на перегоне.

Однако, в известной системе связи возможны отказы в установлении соединения в зоне с плохими условиями радиосвязи.

Известна система перегонной связи высокоскоростной магистрали содержащая станционные устройства доступа, переговорно-вызывные устройства перегонной связи, сеть связи в виде пассивной оптической сети, оптические линейные и сетевые терминалы, оптические порты сплиттеры, волокно пассивной оптической сети, перегонные устройства доступа, содержащие блок питания от сети переменного тока и два оптических сетевых терминала, телефоны и видеокамеры места аварийно-восстановительных работ, оборудование железнодорожной автоматики и телемеханики, коммутаторы междугородней связи, станционное оборудование ЖАТ, станционные коммутаторы оперативно-технологической связи с подключенными к ним пультами дежурного по станции и соответствующими коммутаторами транспортной сети, волоконно-оптические линии связи, переносной блок сопряжения, включающий автономный блок питания и оптический сетевой терминал (RU 2667686, B61L 27/00, 24.09.2018).

Известная перегонная связь высокоскоростной магистрали позволяет повысить скорость и объем передачи дискретной информации, качество и надежность телефонной связи, обеспечить невосприимчивости к промышленным и атмосферным помехам за счет использования оптических сетей.

Недостатком данной системы являются величина потребляемой мощности (12-15 Вт), которая требует применения источника электропитания, имеющегося, как правило, в пункте доступа.

Технический результат заключается в уменьшении потребляемой мощности электропитания устройствами доступа за счет использования электропитания от источника питания переговорных устройств перегонной связи.

Технический результат достигается тем, что система перегонной связи содержит станционные устройства доступа, установленные на станциях, ограничивающих перегон, переговорно-вызывные устройства перегонной связи, устройства доступа перегонные, взаимодействующие по цифровой сети с использованием первичного цифрового канала в формате Е1, волоконно-оптическая линия связи, выполненная на основе технологии пассивных оптических сетей для обеспечения связи устройств доступа перегонных с устройствами доступа станционными, в соответствующие волокна волоконно-оптической линии связи включены сплиттеры, каждое станционное устройство доступа выполнено в виде первичного мультиплексора, переговорно-вызывное устройство снабжено установленным в его корпусе источником питания, устройство доступа перегонное включает два трансивера, первый их которых по оптоволокну соединен через соответствующий сплиттер со станционным устройством доступа одной из станций, а второй - через соответствующий сплиттер по другому оптоволокну со станционным устройством доступа другой станции, аналоговый коммутатор, кодер, декодер, блок управления, усилитель, выходом подключенный к громкоговорителю, блок питания, генератор постоянного тока, включенный между выходом блока питания и первым входом блока управления, блок формирования цифрового канала, содержащий коммутатор цифрового потока, мультиплексор, демультиплексор, детектор сигнала блокировки, блок управления оптическими передатчиками и переключатель направления цифрового потока, и гнездо для подключения источника питания переговорно-вызывного устройства к блоку питания, а переговорно-вызывное устройство к - аналоговому коммутатору, выход которого через последовательно соединенные кодер, мультиплексор каналов, коммутатор цифрового потока подключен к входам трансиверов, выходами подключенными через последовательно соединенные коммутатор цифрового потока, демультиплексор и декодер к входу аналогового коммутатора непосредственно и через усилитель к громкоговорителю, второй вход блока управления соединен через гнездо с одним из выводов переговорно-вызывного устройства, а выход - с управляющими входами аналогового коммутатора, демультиплексора и блока управления оптическими передатчиками, выход демультиплексора через детектор сигнала блокировки подключен ко второму входу блока управления оптическими передатчиками, соединенного с управляющим входом коммутатора цифрового потока, цепи управления которого подключены к переключателю направления, входы/выходы первичного мультиплексора каждой станции подключены к сетевым мультиплексорам обходной сети, к аппаратно-программному устройству автоматизированного рабочего места оператора системы мониторинга и администрирования и линиям связи с местом аварийно-восстановительных работ, а через коммутатор оперативно-технологической связи - к пульту дежурного по станции и линиям диспетчерской связи.

Для повышения надежности связи на перегоне количество пунктов доступа перегонных устанавливают исходя из условия максимального затухания оптической линии между станционным устройством доступа и наиболее удаленным перегонным устройством доступа не более 36 дБ.

В одном из вариантов организации связи с местом аварийно-восстановительных работ используют устройство связи, снабженное установленным в его корпусе источником питания и выполненное с возможностью соединения с гнездом устройства доступа перегонного и телефонным аппаратом с места аварийно-восстановительных работ.

В другом варианте выполнения организации связи с местом аварийно-восстановительных работ используют устройство связи с оптическим преобразователем, при этом в оптоволокна, соединяющие трансиверы со сплиттерами, включены дополнительные сплиттеры для соединения их ответвлений по оптоволокну с дополнительным гнездом для подключения волоконно-оптической линии, соединенной с устройством связи с оптическим преобразователем, выполненным с возможностью подключения телефонных аппаратов и видеокамеры с места аварийно-восстановительных работ.

Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1 и 2.

Система перегонной связи содержит установленные на станциях 1 и 2, ограничивающих перегон, устройства доступа станционные УДС 3 и 4, переговорно-вызывные устройства 5 перегонной связи (ПВУ5), устройства 6 доступа перегонные (УДП 6), взаимодействующие по цифровой сети с использованием первичного цифрового канала в формате Е1, волоконно-оптическая линия 7 связи (линия 7 ВОЛС), выполненная на основе технологии пассивных оптических сетей. Для обеспечения связи УДП 6 соответственно с УДС 3 и 4 в соответствующие волокна линии 7 ВОЛС включены сплиттеры 8 и 9.

Входы/выходы УДС 3 и 4 подключены соответственно к сетевым мультиплексорам 10 и 11 обходной сети 12, к аппаратно-программному устройству автоматизированного рабочего места 13 оператора системы мониторинга и администрирования и линиям 14 связи с местом аварийно-восстановительных работ (линиям 14 МАВР), а через коммутатор 15 оперативно-технологической связи - к пульту 16 дежурного по станции и линиям 17 диспетчерской связи.

Каждое ПВУ 5 снабжено установленным в его корпусе источником питания.

Каждое УДП 6 включает два трансивера 18 и 19, первый их которых через сплиттер 8 по одному линии 7 ВОЛС соединен с УДС 3 станции 1, а второй - через сплиттер 9 по другому оптоволокну линии 7 ВОЛС с УДС 4 станции 2, аналоговый коммутатор 20, кодер 21, декодер 22, блок 23 управления, усилитель 24, нагруженный на громкоговоритель 25, блок 26 питания в виде преобразователя напряжения, генератор 27 постоянного тока, включенный между выходом блока 26 питания и первым входом блока 23 управления, и блок 28 формирования цифрового канала.

Блок 28 формирования цифрового канала содержит коммутатор 29 цифрового потока, мультиплексор 30, демультиплексор 31, детектор 32 сигнала блокировки, блок 33 управления оптическими передатчиками и переключатель 34 направления цифрового потока.

Каждое УДП 6 включает гнездо 35 для подключения источника питания переговорно-вызывного устройства 6, выполненное в виде аккумулятора 36, переговорно-вызывного устройства 6 к блоку 26 питания, а выводы переговорно-вызывного устройства 6 - к соответствующим входу и выходу аналогового коммутатора 22.

Выход коммутатора 20 через последовательно соединенные кодер 21, мультиплексор 30 каналов, коммутатор 29 цифрового потока подключен к входам трансиверов 18 и 19, выходы которых подключены через последовательно соединенные коммутатор 29 цифрового потока, демультиплексор 31 и декодер 21 к входу аналогово коммутатора 22 непосредственно и через усилитель 24 к громкоговорителю 25.

Второй вход блока 23 управления соединен через гнездо 35 с одним из выводов ПВУ 5, а выход - с управляющими входами аналогового коммутатора 22, демультиплексора 31 и блока 33 управления оптическими передатчиками.

Выход демультиплексора 31 через детектор 32 сигнала блокировки подключен ко второму входу блока 33 управления оптическими передатчиками, соединенного с управляющим входом коммутатора 29 цифрового потока, цепи управления которого подключены к переключателю 34 направления цифрового потока.

В качестве ПВУ 5 используют трубку перегонной связи ТПС-Ц с тастатурным номеронабирателем и тангентой. В корпусе трубки дополнительно размещен аккумулятор 36. ПВУ 5 подключается к аналоговому коммутатору 22 по аналоговому двухпроводному интерфейсу. Входящий в состав ТПС-Ц аккумулятор 36 обеспечивает ее непрерывную работу в режиме перегонной связи до 8 ч.

С помощью ПВУ 5 обеспечивается тональный набор номера, управление режимом «ПЕРЕДАЧА» нажатием тангенты, ведение переговоров в дуплексном режиме с приглушением приема, электропитание устройств ПВУ 5 и УДП 6.

Количество УДП 6, подключаемых с помощью сплиттеров 8(9) на перегоне, устанавливают исходя из условия максимального затухания оптической линии связи между первичным мультиплексором доступа и наиболее удаленным перегонным устройством 6 доступа не более 36 дБ.

Аналоговая связь с местом аварийно-восстановительных работ, организуется через УДП 6 и включает переходное устройство 37 связи, снабженное установленным в его корпусе источником питания (на чертеже не показан) и выполненное с возможностью подключения к гнезду 35 телефонного аппарата 38 с места аварийно-восстановительных работ.

Оптическая связь с места аварийно-восстановительных работ осуществляется с помощью телефонов 43 МАВР и видеокамеры 44 МАВР, соединенных через устройство 42 связи оптоволоконным кабелем с гнездом 41 УДП 6, подключенным через сплиттеры 39 и 40 и соответственно сплиттеры 8 и 9 к волоконно-оптической линии 7 связи, соединенной с УДС 3 и 4, через которые осуществляется соединение с линиями 14 связи МАВР.

Предлагаемая система обеспечивает организацию перегонной связи и связи с местом аварийно-восстановительных работ с использованием первичного цифрового канала Е1.

Пассивный доступ к волоконно-оптической линии 7 связи основан на ответвлении определенной части передаваемого по линии светового потока с использованием пассивного устройства (не требующего электропитания) - сплиттеров 9 и 8.

Сплиттеры 8 обеспечивают связь УДП 6 со станцией 1, сплиттеры 9 - со станцией 2.

Для организации двухсторонней связи от станции 1(2) в сторону перегона по каждой жиле сети 7 передача осуществляется на волне длиной λ1, прием - на λ2. В каждом УДП 6 передача осуществляется соответственно на λ2, прием - на λ1.

УДС 3 и 4 на станциях 1 и 2, ограничивающих перегон, и в УДП 6 на перегоне преобразуют электрический сигнал в оптический на передаче в волоконно-оптическую линию 7 связи и оптический в электрический в УДП 6 с организацией интерфейсов, рассчитанных на подключение ПВУ 5, устройства 37 связи и коммутатора 20 для организации перегонной телефонной связи и связи с местом аварийно-восстановительных работ.

В качестве УДС 3 (4), взаимодействующего с УДП 6, используют первичный мультиплексор, выделяющий 30 основных цифровых каналов (ОЦК) и формирующий для перегонной телефонной связи и связи с местом аварийно-восстановительных работ аналоговые двух- и четерехпроводные окончания, сопрягаемые с имеющейся на станции 1 и 2 аппаратурой ОТС и ОбТС, например, мультиплексор МК-2048-О оборудованный трансиверами, обеспечивающими его взаимодействие с оптической линией.

Кодированный речевой сигнал от УДС 3(4) станции 1(2) к пунктам УДП6 передается по двум канальным интервалам КИ1 и КИ2.

Взаимодействие УДС 3 (4) с аппаратурой оперативно-технологической связи осуществляется по интерфейсу FXO, рассчитанному для подключения к коммутатору 15.

Соединения и переговоры в системе перегонной связи осуществляют в следующем порядке:

- подключают ПВУ 5 и аккумулятор 36 к гнезду 35 УДП 6, при этом осуществляется подключение ПВУ5 к аналоговому коммутатору 20, а аккумулятора 36 - к блоку 26 питания;

- устанавливают тумблер переключателя 34 в положение «направление к станции 1 или к станции 2»;

- набирают на ПВУ 5 двухзначный номер для получения сигнала ответа станции, после получения ответа станции набирают на тастатурном номеронабирателе ПВУ 5 номер дежурного по станции 1 или дежурного по станции 2 или диспетчера соответствующей службы, при этом на пульте 17 дежурного по станции или 2 или диспетчера соответствующей службы должен появиться сигнал вызова с соответствующего УДП 6;

- ответ дежурного по станции передается в УДП 6 и воспроизводится в телефоне ПВУ5 и в громкоговорителе 25;

- переговоры ведутся в симплексном режиме с нажатием тангенты ПВУ5 при передаче;

- дежурный по станции имеет возможность перебоя, слышимого через громкоговоритель 26, при нажатой тангенте ПВУ 5;

- разъединение осуществляется либо по инициативе дежурного по станции, либо автоматически при отсутствии переговоров.

При ведении переговоров речевой сигнал от ПВУ 5 аналоговый коммутатор 20 передает через кодер 21, преобразующий его в цифровой сигнал, в мультиплексор 30 каналов. Мультиплексор 30 каналов формирует цикл передачи и передает через коммутатор 29 цифрового потока в трансивер 18 или 19 кодированный речевой сигнал в третьем канальном интервале (КИ3) цикла передачи Е1 и одновременно, в результате нажатия тангенты ПВУ 5, в КИ 4 передает кодовый сигнал блокировки для абонентов перегона на остальные УДП 6.

Трансивер 8 (9) сформированный цифровой сигнал преобразует в оптический и через сплиттеры 39 и 8 (40 и 9) передает на вход УДС 3(4), который осуществляет преобразование оптического сигнала в электрический и направляет его через коммутатор 15 на пульт 16 ДСП или в линию 17 диспетчерской связи на пульт соответствующего диспетчера.

Речевой сигнал дежурного по станции с пульта 16 через коммутатор 15 или с пульта соответствующего диспетчеров по линиям 17 диспетчерской связи передается в УДС 3 (4), осуществляющего его кодирование и преобразование в оптический сигнал с последующим направлением по линии 7 ВОЛС через сплиттеры 8 (9) и 39 (40) к пунктам УДП 6 вызываемого абонента по двум канальным интервалам КИ1 и КИ2.

В УДП 6 трансивер 18 (19) преобразует оптический сигнал в электрический и передает его через коммутатор 29 цифрового канала в демультиплексор 31.

При не нажатой тангенте ПВУ 5 сигнал из КИ2 поступает со сдвигом на один кодовый интервал, т.е. в КИ3, с выхода демультиплексора 31 на декодер 22, преобразующий цифровой сигнал в аналоговый, с выхода которого через аналоговый коммутатор 20 и гнездо 35 аналоговый сигнал поступает на ПВУ 5 для воспроизведения, а также через усилитель 24 для воспроизведения громкоговорителем 27.

При нажатом состоянии тангенты ПВУ 5 с выхода демультиплексора 31 на декодер 22 поступает сигнал из КИ1 со сдвигом на два КИ, а выходной сигнал ТЧ от декодера 22 через усилитель 24 воспроизводится только громкоговорителем 25, в результате чего осуществляется перебой дежурным по станции или соответствующим диспетчером речевого сигнала абонента перегона.

Управление аналоговым коммутатором 20 (прием/передача), демультиплексором 31 и блоком 33 управления оптическими передатчиками осуществляется блоком 23 управления при нажатии тангенты ПВУ 5.

Детектор 32 сигнала блокировки при приеме кода из КИ4 блокирует блок 33 управления оптическими передатчиками, в результате чего передатчик λ1 не включается во время передачи от другого УДП 6, блокирующий сигнал от которого поступает в КИ4 в результате заворота в УДС 3(4).

Переговоры между абонентами перегона осуществляются в результате наличия постоянной конференции в УДС 3(4) между КИ2 и КИ3.

При организации связи с местом аварийно-восстановительных работ (МАВР) используют два варианта подключения.

В первом варианте организации связи с местом аварийно-восстановительных работ используют переходное устройство 37 связи.

При таком способе организации связи с местом аварийно-восстановительных работ к одной из станций 1 (2) переходное устройство 37 устанавливают на месте аварийно-восстановительных работ и посредством полевого двухпроводного кабеля через переходной адаптер (на чертеже не показан) подключают к гнезду 35 УДП 6.

В адаптере и в устройстве 37 связи установлены источник питания в виде аккумуляторных батарей и устройства грозозащиты, кроме того в устройстве 37 установлено акустическое вызывное устройство. Аккумуляторные батареи используются соответственно для питания УДР 6 и телефонного аппарата 38.

К устройству 37 связи подключены телефонный аппарат 38 места аварийно-восстановительных работ для связи с дежурным по станции 1(2), с управлением железной дороги и с ситуационным центром железной дороги.

Каждый из каналов связи с диспетчером, управлением дороги и ситуационным центром железной дороги функционируют независимо от других.

Установление связи по каждому каналу осуществляют следующим образом:

- при снятии микротелефонной трубки появляется сигнал ответа станции, после которого набирают номер вызываемого абонента (объекта);

- переговоры ведутся в дуплексном режиме;

- после окончания переговоров разъединение осуществляют при установке микротелефонной трубки в держатель телефонного аппарата 38.

При установлении входящего соединения на телефон 38 поступает вызывной сигнал, при приеме которого воспроизводиться акустический вызывной сигнал.

При нарушении связи в используемом направлении соединение через станцию 1(2) телефонных аппаратов 38 с МАВР устанавливают по другому направлению через другую станцию 2 (1), ограничивающую перегон.

На УДП 6, к которому подключен соединительный кабель с устройством 37 связи, оптический тракт передачи в сторону станции 1 постоянно включен и блокирует от подключения в данном направлении остальные УДП 6.

Перегонная связь в этом режиме на других УДП 6 функционирует в направлении станции 2.

Во втором варианте организации связи с местом аварийно-восстановительных работ используют устройство 42 связи с оптическим преобразователем, которое устанавливают на месте работ и посредством оптического кабеля подключают к гнезду 41 УДП 6.

В качестве устройства 42 связи с оптическим преобразователем используют первичный мультиплексор, аналогичный по функциям УДС 3(4), выполненный с учетом применения в наружных условиях.

Гнездо 41 соединено через сплиттеры 39 и 8 с УДС 3, установленным на станции 1, а через сплиттеры 40 и 9 - с УДС 4, установленным на станции 2.

К устройству 42 связи через соответствующие аналоговые интерфейсы для связи с диспетчером, управлением дороги и ситуационным центром подключают телефонные аппараты 43 или коммутатор для подключения телефонных аппаратов 43.

При организации связи с МАВР предусмотрена возможность передачи в ситуационный центр или в управление дороги видеоинформации об объекте аварии и о ходе восстановительных работ с видеокамеры 44. Видеокамеру 44 для передачи видеоинформации подключают непосредственно к устройству 42 связи или к коммутатору, подключенному к устройству связи 42. При этом передачу видеоизображения осуществляют одновременно с обеспечением телефонной связи.

Устройство 42 связи включает аккумуляторные батареи, обеспечивающие электропитанием само устройство, а также - телефонные аппараты 43 и видеокамеру 44.

При нарушении связи по основной волоконно-оптической линии 7 доступа к УДС-3 обеспечивают автоматическую организацию обходного канала через сетевой сервер 11 по обходной транспортной сети 12 и сервер 10. При этом задержка на включение обходного канала не должна превышать 3 с.

Для повышения надежности связи осуществляют контроль состояния волокон волоконно-оптической линии 7 связи, используемых для перегонной связи, по мониторингу светового потока, передаваемого от УДС 3, причем мониторинг светового потока, передаваемого от станции 1, осуществляется на станции 2 и наоборот.

Для осуществления мониторинга к каждому волокну перегонной связи 7 подключено на одном из концов устройство контроля (на чертеже не показано). Мониторинг устройств УДП 6 осуществляется в соответствии с графиком технического обслуживания поочередным включением электропитания путем подключения ПВУ 5 с проверкой функционирования в направлении к станции 1 и 2.

Подключение аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места 13 оператора системы мониторинга и администрирования (АРМ 13 СМА) осуществляют к УДС 3 (4), имеющего интерфейсы для местного и дистанционного мониторинга.

АРМ 13 СМА имеет выход в единую систему мониторинга и администрирования (ЕСМА).

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает организацию перегонной телефонной связи и связи с местом аварийно-восстановительных работ на основе первичного цифрового канала Е1 с минимальной величиной потребляемой мощности электропитания УДП 6, преобразующего оптический сигнал в электрический, надежность связи за счет отсутствия взаимных влияний между отдельными видами связи в общем кабеле (волокне) и отсутствия промышленных помех, а также позволяет снизить строительные и эксплуатационные расходы.