- •1.3 Определение дальности передачи сигналов телемеханики
- •1.4 Выбор системы телемеханики
- •1.6 Расчет времени передачи команды телеуправления и команды телесигнализации
- •1.7 Функциональная схема системы телемеханики.
- •1.8 Построение временных диаграмм.
- •1.9 График планово-предупредительных ремонтов оборудования устройств телемеханики.
- •34 42
- •1.10 Разработка технологического процесса профилактического контроля и профилактического восстановления блока ту-кп
- •3 Экономическая часть
- •5 Транспортная безопасность
- •86 Кп 140409 341 пз Изммм. Лист № докум. Подпись Дата
34 42
1.10 Разработка технологического процесса профилактического контроля и профилактического восстановления блока ту-кп
В соответствии с инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций, пунктов питания и секционирования электрифицированных железных дорог предусматриваются следующие виды и периодичность работ в устройствах телемеханики:
- профилактическое восстановление с частичной проверкой 1 раз в год,
- профилактическое восстановление с полной проверкой 1 раз в 3 года.
Устройства телемеханики обслуживаются работниками группы по телеуправлению, входящими в штат ремонтно-ревизионного участка с привлечением в отдельных случаях персонала тяговых подстанций.
Периодический осмотр проводится 1 раз в 3 месяца с целью выявления и предупреждения повреждений аппаратуры. При осмотре обращают внимание на положение переключателей, показания приборов, табло, сигнальных ламп.
При периодическом осмотре целесообразно выполнять следующие работы:
- удаление пыли и грязи с поверхностей кожухов и стоек, со стенок блоков, монтажных жгутов, панелей выводов и разъёмов,
- контроль за нагревом обмоток трансформаторов и дросселей блоков питания, электролитических конденсаторов, резисторов и т.д.,
- проверка состояния узлов аппаратуры – протяжка болтов крепления блоков к каркасу и раме, проверка крепления трансформаторов и дросселей,
- принятие мер по снижению шума при работе блоков питания,
- осмотр рабочих контактов реле, кнопок, тумблеров и в случае их потемнения или подгара проведение чистки.
Профилактическое восстановление с частичной проверкой проводится один раз в год для определения технического состояния аппаратуры и устранения возможных неисправностей. Такая работа производится в три этапа.
Первый этап заключается в выполнении осмотра обесточенной аппаратуры и проверке состояния узлов.
Второй этап сводится к контролю технических характеристик и электрических параметров под током. На данном этапе выполняются следующие виды работ:
- наблюдение за работой канала связи, включающее проверку на отсутствие искажений тактовой серии и на равенство длительности импульсов и пауз, наблюдение за тактовой серией телесигнализации на выходе передатчика и за синусоидальностью формы кривой его выходного напряжения, контроль за равенством амплитудных значений частотно-модулированных сигналов при передаче импульсов и пауз;
- оценка работоспособности узлов и блоков полукомплектов телемеханики является одним из основных видов работ при профилактическом восстановлении с частичной проверкой и заключается в проведении ряда наблюдений и проверок, выполняемых в строго определённой последовательности и зависящих от назначения и схемы проверяемого устройства,
- проверка действия автоматических устройств подключения резервного питания и контроль за работой аппаратуры при временном отключении основного питания.
Третий этап сводится к опробованию действия устройств ТУ и ТС. Его проводят только при нормальном режиме питания, посылая двухпозиционные команды на каждый объект и проверяя телесигнализацию в полном объёме. Выходные цепи телеуправления подвергают проверке только в случае обнаружения их неисправности в процессе опробования.
По окончании третьего этапа закрывают и пломбируют стойки или панели телемеханики, делают соответствующие записи в паспортной карте и оперативном журнале. В суточной ведомости фиксируют полную исправность отремонтированной аппаратуры после опробования устройств ТУ и ТС дежурным энергодиспетчером и старшим электромехаником группы телемеханики.
Профилактическое восстановление с полной проверкой проводят один раз в три года, при этом тщательно проверяют и регулируют все устройства и устраняют обнаруженные неисправности. При этом выполняют все работы, предусмотренные профилактическим восстановлением с частичной проверкой.
На первом этапе по внешнему и внутреннему осмотру аппаратуры добавляется ряд операций, важнейшими из которых являются:
- проверка всех креплений, включая присоединения и пайки, уплотнения шкафов и стоек,
- контроль исправности переключателей, тумблеров, кнопок и арматуры предохранителей,
- проверка наличия и целостности защитных заземлений.
На втором этапе работы, входящие в объём профилактического восстановления с частичной проверкой, дополняются рядом операций. Испытание изоляции цепей стойки, панели и блоков проводят мегаомметром на 500 В. Аналогичные испытания проводят для всех кабелей внешних присоединений от индивидуальных выходов цепей ТУ и ТС. Сопротивление изоляции во всех случаях должно быть не менее 0,6 Мом.
Контроль отсутствия связи с землёй цепей напряжения питания выполняют с помощью вольтметра или осциллографа.
Профилактические испытания и замеры параметров полупроводниковых приборов и интегральных схем производят на специальных стендах, основным из которых является стенд проверки аппаратуры телемеханики (СПАТ). В случае обнаружения значительных отклонений параметров схем и модулей производят проверку работы схемы, выявление и замену повреждённых элементов.
Контроль исправности блока питания, кроме работ, входящих в объём частичной проверки, включает так же замеры всех напряжений и профилактические испытания элементов. Замеры всех напряжений в трёх позициях переключателей выполняют эталонным прибором, при этом проверяют точность показаний встроенного в блок вольтметра.
Испытание блоков и модулей проводят в лаборатории телемеханики на специальных стендах, например СПАТ. С помощью этого стенда проверяют каналы связи телемеханики, контролируя их совместную работу и настройку фильтров. Модули для проверки извлекают из блоков. Повреждённые модули заменяют резервными и восстанавливают централизованно в мастерской телемеханики дистанции электроснабжения.
Третий этап включает следующие виды работ:
Испытание схем в граничных режимах проводят, устанавливая переключатели напряжения питания унифицированных блоков питания поочерёдно в крайние положения. Продолжительность работы в указанных режимах составляет 15 минут.
Опробование телесигнализации и телеуправления в полном объёме начинается с проверки цепей общеподстанционной сигнализации при передаче непосредственно с контактов реле, являющихся датчиками ТС. Правильность передаваемой информации контролируют по воспроизведению соответствующего сигнала на диспетчерском щите ТС.
Далее проводят опробование всех объектов ТУ путём посылки на них двухпозиционных команд, при этом контролируют срабатывание исполнительных реле непосредственно у переключаемых объектов.
После окончания третьего этапа профилактического восстановления делают соответствующую запись оперативном журнале и суточной ведомости энергодиспетчера, а так же в паспортной карте устройства телемеханики. Кроме того заполняют бланк протокола профилактического восстановления с полной проверкой.
Технологическая карта проверка блока ТУ-КП.
Состав исполнителей:
Электромеханик – 1 человек,
Электромонтёр 5 разряда – 1 человек.
Условия выполнения работ:
Со снятием напряжения со стойки КП.
По распоряжению и согласованию с энергодиспетчером.
Приборы, инструмент, приспособления и материалы:
Набор инструмента электромеханика АТС, мегаомметр на 500 В, осциллограф, прибор ЭКС, ламповый вольтметр, частотометр, ампервольтметр, устройство для наладки ЧМ приёмников и передатчиков ЧМПП, передатчик, пинцет, постоянный магнит, паяльник 40 Вт, канифоль, припой, цапонлак, пылесос, салфетки, кисточки волосяные, спирт технический.
Подготовительные работы и допуск к работе
Получить распоряжение на производство работ и инструктаж от лица, выдавшего его.
Подготовить инструмент, приборы, пылесос. Проверить их исправность.
Согласовать с энергодиспетчером время и характер работы.
Осуществить допуск бригады к производству работ.
Схема последовательного технологического процесса приведена в таблице 8.
Таблица 8
|
№ |
Содержание работ |
|
1 |
2 |
|
Частичная проверка | |
|
1 |
Извлечь блок ТУ-КП из стойки. |
|
2 |
Извлечь модули из блока. |
Продолжение таблицы 8
|
1 |
2 |
|
3 |
Очистить от пыли, окислов, проверить состояние контактных соединений и элементов модулей. |
|
4 |
Очистить от пыли, окислов, проверить состояние контактных соединений и элементов блока. |
|
5 |
Установить модули в блок. |
|
6 |
Установить блок в стойку. |
|
7 |
Проверить работу линейного модуля МЛ путём измерения уровня сигнала, поступающего в линию связи. |
|
8 |
С помощью осциллографа и вольтметра произвести проверку величины и формы сигнала на контрольных точках приемника. |
|
9 |
С помощью эмулятора кодовых серий ЭКС и осциллографа проверить работу модуля ТУ-КП при приёме холостых серий и процесс самосинхронизации при приеме сверхдлинного импульса (СДИ).
|
|
10 |
С помощью эмулятора кодовых серий ЭКС и осциллографа проверить работу модуля ТУ-КП при приеме командных серий.
|
|
11 |
С помощью эмулятора кодовых серий ЭКС и осциллографа проверить работу защиты модуля ТУ-КП от выбора двух КП. |
|
12 |
С помощью эмулятора кодовых серий ЭКС и осциллографа проверить работу защиты модуля ТУ-КП от выбора двух операций, объектов, групп. |
|
13 |
С помощью осциллографа и магнита проверить работу защиты от залипания геркона. |
|
Полная проверка | |
Продолжение таблицы 8
|
1 |
2 |
|
1 |
Произвести операции частичной проверки. |
|
2 |
Проверить состояние механической части блока. |
|
3 |
Используя частотомер, осциллограф, вольтметр и устройство для наладки ЧМ приёмников и передатчиков ЧМПП произвести настройку всех секций полосового фильтра и частотного детектора приемника. |
|
1 |
2 |
|
4 |
Используя осциллограф и устройство для наладки ЧМ приемников и передатчиков ЧМПП определить временные параметры длительности коротких и длинных импульсов; соотношение тактовых элементов и СДИ. |
|
5 |
Используя осциллограф, вольтметр и устройство для наладки ЧМ приёмников и передатчиков ЧМПП определить и отрегулировать чувствительность приемника. |
|
6 |
Используя осциллограф, передатчик, вольтметр и устройство для наладки ЧМ приёмников и передатчиков ЧМПП проверить совместную работу приёмника и передатчика. |
|
7 |
Проверить срабатывание герконовых реле модулей реле (МР). |
|
8 |
Измерить сопротивление изоляции цепей блока. Сопротивление должно быть не менее 0,5 Мом. |
Окончание работ
Собрать приборы, инструмент, материалы и приспособления.
Дать уведомление энергодиспетчеру об окончании работ.
Сделать необходимые записи в оперативном журнале группы телемеханики.
Индивидуальная часть. Волоконно-оптические линии и системы связи
Количество сообщений, которое может быть передано по проводным частотным каналам связи, ограниченно рабочей полосой частот, используемых для передачи информации. Расширение этой полосы в сторону высококачественных диапазонов неэффективно в связи с резким увеличением при этом потерь энергии
Значительное расширение рабочей полосы частот становится возможным при использовании волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Волоконно-оптическая связь является областью техники, которая возникла в результате объединения оптической связи – передачи информации в виде модулярного пучка света и волоконной оптики – распространение света внутри гибких оптических волокон. Это объединение обусловило широкое внедрение средств волоконно-оптической связи в различных отраслях производства.
Первая ВОЛС на железных дорогах России была создана в 1985 г. на участке Ленинград – Волховстрой Октябрьской железной дороги. До 1992 г. она была наиболее протяженной ВОЛС не только на железнодорожном транспорте, но и среди ВОЛС Министерства связи. Протяженность ее составляла 120 км. Созданная ВОЛС обеспечивала организацию двух линейных трактов со скоростью передачи информации 8,448 Мбит/с каждый. Многолетний опыт эксплуатации этой ВОЛС позволило оценить преимущества применения новых средств связи, целесообразность и эффективность создания железнодорожных ВОЛС.
По сравнению с медными жилами кабелей связи оптические волокна, используемые в волоконно-оптических кабелях (ВОК), обладают следующими преимуществами:
большой пропускной способностью;
защищенностью от внешних электромагнитных воздействий;
отсутствием взаимных влияний между сигналами, передаваемыми оптическим волокнам ВОК;
малыми потерями энергии сигнала при его распространении;
электробезопасностью;
экономичностью
высокой степенью защищенности от несанкционированного доступа к передаваемой информации;
небольшой массой и габаритами;
экономией дефицитных цветных металлов.
К недостаткам ВОЛС можно отнести высокую стоимость оптического интерфейсного оборудования .
Волоконно-оптический кабель (ВОК) состоит из нескольких волокон и упрочняющего материала типа пластика, стекловолокна или металла. Кабели общего назначения не имеют огнестойких свойств, поэтому должны быть проложены в огнестойких кабелепроводах.
Оптоволокно (или просто волокно) состоит из тонкой сердцевины для передачи светового сигнала, окруженной прозрачной оболочкой для удержания света внутри сердцевины (рис. 7). Сердцевина и оболочка имеют разные показатели преломления света, соответственноn1, n2. Если показатели преломления оболочки выбираются всегда постоянной величины, то показатель преломления сердцевины в общем случае может зависеть от радиусаR. На рис. 7 показаны пути прохождения по волокну двух лучей 1 и 2, попадающих в волокно под разными углами. Угол Aявляется максимальным, при котором вводимые излучения из свободного пространства испытывают полное внутреннее отражение и распространяются по волокну. При этом угол паденияC на границу двух сред будет критическим, при котором преломленный луч идет вдоль границы сред (2=90°). Если угол падения на границу меньше критического угла паденияC(луч 2), то при каждом внутреннем отражении часть энергии сигнала преломляется и уходит в оболочку, что приводит к затуханию светового сигнала. Если же угол падения больше критического, то при каждом отражении вся энергия сигнала от границы возвращается в сердцевину, благодаря полному внутреннему отражению. Лучи, траектории которых полностью лежат в оптически более плотной среде, называются направляемыми. Поскольку энергия направляемых лучей не рассеивается наружу, то такие лучи могут распространяться на большие расстояния.

Рисунок 7. Ход лучей в многомодовом оптическом волокне

Рисуноук 8. Распространение света по разным типам волокон:
а – многомодовое ступенчатое волокно; б – многомодовое градиентное волокно;
в – одномодовое ступенчатое волокно.
Мода — это каждый световой луч, распространяемый в волокне, или его световой путь. Применяют одномодовые или многомодовые волокна. В одномодовом волокне диаметр светонесущей жилы составляет 8—10 мкм и сравним с длиной световой волны . В таком волокне при достаточно большой длине распространяется только один луч (одна мода). В стандартном многомодовом волокне диаметр светонесущей жилы составляет 50 и 62,5 мкм, что значительно больше длины волны передачи. Это приводит к распространению множества различных типов световых лучей — мод. Большинство устройств волоконной оптики используют область инфракрасного спектра в диапазоне от 0,8 до 1,6 мкм в основном в трех окнах прозрачности: 0,8; 1,310 и 1,55 мкм.
На рис. 8 показана общая картина распространения света по разным типам световодов: многомодовому ступенчатому (со ступенчатой характеристикой), многомодовому градиентному (с плавной характеристикой) и одномодовому ступенчатому.
По характеристикам зависимости мощности входного и выходного импульса Р от времени t (t1 соответствует моменту появления импульса на входе, t2 — на выходе волокна) видно, что одномодовое ступенчатое волокно обеспечивает прохождение импульса с наименьшим искажением и затуханием. В многомодовых волокнах на их выходах наблюдается дисперсия (рассеяние) волн, так как они перемещаются по путям разной длины и с разной скоростью. Таким образом, различные волны на выходе волокна будут в разное время.
Минимальная длина волны, при которой волокно поддерживает только одну распространяемую моду, называется длиной волны отсечки. Этот параметр характерен для одномодового волокна (рис. 8, в). Если рабочая длина волны меньше длины волны отсечки, то имеет место многомодовый режим распространения света. В этом случае появляется дополнительный источник дисперсии — межмодовая дисперсия, ведущая к уменьшению полосы пропускания волокна.
По оптическому волокну передается не просто световая энергия, но также полезный информационный сигнал. В результате дисперсии происходит уширение импульсов. При достаточно большом уширении импульсы начинают перекрываться, накладываться друг на друга, так что становится невозможным их выделение при приеме. Чем меньше значение дисперсии, тем больший поток информации можно передать по волокну.
Одномодовое волокно — оптоволокно с очень узкой сердцевиной с диаметром 10 мкм и меньше служит для скоростной передачи информации на большие расстояния. Благодаря тому, что диаметр сердцевины невелик, световой луч отражается от поверхности сердцевины гораздо реже, в результате этого — дисперсия меньше. Пропускная способность одномодового волокна составляет около 5 Гбит/с.
Многомодовое волокно — оптоволокно с диаметром сердцевины от 50 до 125 мкм. Этот наиболее распространенный тип волокна способен передавать несколько мод (независимых световых лучей) с различными длинами волн. Однако большой диаметр сердцевины приводит к тому, что световой поток отражается от поверхности сердцевины чаще, а это чревато сильной дисперсией. Дисперсия ограничивает пропускную способность и расстояние между повторителями. Пропускная способность многомодового волокна составляет примерно 2,5 Гбит/с.
Конструкция волоконно-оптического кабеля должна отвечать следующим требованиям:
защищать волокна от повреждений и разрушений в процессе производства, прокладки и эксплуатации;
обеспечивать постоянство характеристики оптического волокна в процессе всего срока службы кабеля на уровне характеристик некаблированного волокна;
обеспечивать прочностные характеристики кабеля такие же, как у электрического кабеля с тем, чтобы с ними можно было одинаково обращаться и использовать одни и те же механизмы для прокладки кабеля;
обеспечивать идентификацию волокон кабелей при их соединении в процессе монтажа.
Основное отличие конструкции ВОК от электрических кабелей заключается в том, что они должны содержать упрочняющие (силовые) элементы. Сердечник электрического кабеля, состоящий из медных жил, может использоваться в качестве несущего нагрузку элемента, так как медь может удлиняться более чем на 10 % без разрушения. Иначе ведут себя оптические волокна, которые разрушаются при удлинении в несколько процентов. Волоконно-оптический кабель для защиты волокон от повреждений и дополнительных потерь из-за микроизгибов в процессе прокладки и эксплуатации конструируется с упрочняющими элементами, чтобы выдержать нагрузки растяжения и нагрузки от температурных расширений и укорочений. Это требует, чтобы большая часть сечения ВОК состояла из прочностных и поддерживающих элементов. Поэтому конструкции оптических кабелей включают в себя компромисс между компактностью и прочностью.
По назначению сети волоконно-оптические кабели связи можно разделить на четыре группы: междугородные, городские, объектовые и монтажные. Назначение междугородных и городских кабелей такое же, как и соответствующих электрических кабелей. Объектовые кабели служат для передачи информации внутри объекта, в частности, поста электрической и диспетчерской централизации, сортировочной горки, поезда, административных зданий. Применение этих кабелей особенно перспективно при создании: микропроцессорных систем автоматики и телемеханики; внутренних сетей кабельного телевидения; различных информационных сетей на станциях, в отделениях дороги; локальных вычислительных сетей. Внутриобъектовые кабели в сочетании со светодиодными датчиками могут использоваться для дистанционных и телеизмерений различных параметров.
Для защиты оптических волокон от механических воздействий в процессе изготовления, прокладки и эксплуатации кабелей возможны два конструктивных решения: наличие пустот между элементами сердечника кабеля, дающих им свободу перемещения; применение демпфирующих слоев между элементами.

Рисунок 9. Конструкция сердечников оптических кабелей: а - повивной скрутки; б - пучковой скрутки; в – с профильным сердечником; г – ленточные; д – с центральной трубкой
В настоящее время используется пять типов кабелей с различной компоновкой кабельного сердечника (рис. 9): кабели повивной скрутки (рис. 9, а); пучковой скрутки (рис. 9, б); с профильным сердечником (рис. 9, в); ленточные кабели (рис. 9, г); кабели с сердечником в виде общей для всех волокон центральной трубки (рис. 9, д).
Оптические волокна 5 образуют одно- или многоволоконные модули 1, которые скручиваются вокруг кабельного сердечника 2 или собираются в пучок 4 из многоволоконных оптических модулей. Пластмассовая оболочка оптического кабеля 3 защищает сердечник кабеля от механических, тепловых и химических воздействий, а также от влаги.
Профильный сердечник 9 кабеля позволяет разместить волокна 5 симметрично относительно упрочняющего элемента 2 (рис. 9, в). Оптические волокна могут располагаться в лентах 6, которые слоями заполняют среднюю часть кабеля (рис. 9, г). Вместо лент среднюю часть кабеля может заполнять пучок оптических волокон 7, помещенных в центральную трубку 8.
Для предотвращения распространения влаги по длине кабеля свободное пространство между элементами сердечника заполняется специальным гидрофобным компаундом (гелем). Если продольная водонепроницаемость не требуется, например, для кабелей внутренней прокладки, то необходимость в заполнении сердечника компаундом отпадает. Для предотвращения нежелательного воздействия компаунда на силовые элементы и оболочку кабеля сердечник изолируют от внешних элементов кабеля несколькими слоями тонкой пластмассовой пленки.
Упрочняющие элементы в оптических кабелях могут располагаться в сердечнике, оболочке или там и там. Упрочняющие элементы наиболее часто изготовляются из стали, арамидной пряжи (кевлара), стеклопластиковых стержней и синтетических высокопрочных нитей. Выбор материалов для упрочняющих элементов зависит от допустимого радиуса изгиба кабеля, доступных механических нагрузок, диапазона температур, в котором должен эксплуатироваться кабель.
Оболочка оптического кабеля служит для защиты сердечника кабеля от механических, тепловых и химических воздействий. Наибольшее применение в качестве материала оболочек получили полиэтиленовые и поливинилхлоридные (ПВХ).
Кабели с полиэтиленовой оболочкой используются при их наружной прокладке. Номинальная толщина полиэтилена составляет 2 мм.
Поливинилхлоридная оболочка применяется для кабелей внутренней прокладки в производственных зданиях и для кабелей наружной прокладки в агрессивных средах.
Передающие оптоэлектронные модули (ПОМ), применяемые в волоконно-оптических системах, предназначены для преобразования электрических сигналов в оптические. Последние должны вводиться в оптоволокно с минимальными потерями. Производятся самые разнообразные ПОМ, отличающиеся по конструкции, а также по типу источника излучения. Одни работают на телефонном диапазоне частот с максимальным расстоянием до нескольких метров, другие передают сотни и даже тысячи мегабит в секунду на расстояния в несколько десятков километров.
Главным элементом ПОМ является источник излучения, к которому предъявляются следующие требования:
излучение должно вестись на длине волны одного из окон прозрачности волокна (0,85; 1,31 и 1,55 мкм);
источник излучения должен выдерживать необходимую частоту модуляции для обеспечения требуемой скорости передачи информации;
источник излучения должен быть эффективным, то есть большая часть его излучения должна попадать в волокно с минимальными потерями;
источник излучения должен быть достаточно мощным, чтобы сигнал можно было передавать на большие расстояния, но не на столько, чтобы излучение могло повредить волокно или оптический приемник;
температурные изменения не должны влиять на функционирование источника излучения;
стоимость источника излучения должна быть относительно невысокой.

Рисунок 10. Структурная схема передающего оптоэлектронного модуля (ПОМ)
В настоящее время используются два основных типа источников излучения: полупроводниковые лазерные диоды и светодиоды. Оба типа источников излучения весьма компактны и хорошо сопрягаются со стандартными электронными цепями. Лазерные диоды, выпускавшиеся 10 лет назад, обладали значительно меньшей надежностью по сравнению со светодиодами. Однако в настоящее время, благодаря совершенствованию конструкций и технологии изготовления, удалось значительно повысить надежность лазерных диодов и приблизить их к светодиодам по времени наработки на отказ, которое составляет до 50000 часов и более (5—8 лет).
На рис. 10 представлена структурная схема передающего оптоэлектронного модуля, составными элементами которого являются:
электрические интерфейсы ввода информации;
электрические преобразователи для преобразования поступающих электрических сигналов в оптические;
источник излучения светового луча, на который накладывается световой сигнал;
блоки оптического и температурного мониторинга для контроля параметров источника излучения и поддержания их в заданных пределах с помощью блоков охлаждения и тока накачки;
внутренний модулятор для формирования оптических модулированных потоков;
аттенюатор для осуществления снижения уровня излучения до необходимой величины;
оптические интерфейсы для вывода информации и ввода ее в оптический кабель.
В конструкцию ПОМ входит специальный держатель, который позволяет закрепить и защитить составные элементы передатчика.

Рисунок 11. Структурная схема цифрового приемного оптоэлектронного модуля (ПРОМ)
Приемные оптоэлектронные модули (ПРОМ) служат для преобразования оптического сигнала, принятого из оптоволокна, в электрический. Основными функциональными элементами ПРОМ являются:
фотоприемник, преобразующий полученный оптический сигнал в электрическую форму;
каскад электрических усилителей, усиливающих сигнал и преобразующих его в форму, удобную и пригодную к дальнейшей обработке;
демодулятор, воспроизводящий первоначальную форму электрического сигнала.
На рис. 11 приведены структурные схемы аналогового (рис. 11, а) и цифрового (рис. 11, б) ПРОМ. Аналоговые ПРОМ принимают аналоговый оптический сигнал, а на выходе выдают электрический аналоговый сигнал. К аналоговым приемникам предъявляют требования высокой линейности преобразования и усиления сигнала при минимуме побочных частот, в противном случае возрастают искажения сигнала. На протяженных линиях с большим количеством приемо-передающих узлов искажения и побочные шумы накапливаются, что снижает эффективность аналоговых многоретрансляционных линий связи.
При цифровой передаче информации не требуется очень точная ретрансляция форм импульсов. Цифровой приемник (рис. 11, б), включающий «Цепь принятия решения» или дискриминатор, имеющий установленные пороги на принятие сигналов 0 и 1, который распознает, какой сигнал пришел, устраняет шумы и восстанавливает необходимую амплитуду сигнала. Правильное выделение нужного сигнала может происходить при большом уровне шумов.
Различают синхронные и асинхронные режимы приема-передачи цифрового сигнала. При синхронном режиме поток информации между передатчиком и приемником носит непрерывный характер. Таймер блока регенерации приемника выделяет в приходящей серии импульсов специальные сигналы — синхроимпульсы, на основе которых приемник регулярно настраивает или подстраивает свои часы (таймер).
При асинхронном режиме данные передаются в виде организованных последовательностей импульсов — пакетов. В промежутках между пакетами линия молчит — сигнала нет. При этом режиме приемник имеет свой независимый таймер. Принимая начальные импульсы пакета (преамбулу), таймер настраивает «Цепь принятия решений» так, чтобы определение приходящего импульса выполнялось на его середине. Электрический сигнал, который выдает «Цепь принятия решения», идет на частоте таймера. Так как у разных таймеров есть погрешность, то, по мере принятия последующих им пульсов пакета, момент определения приходящего импульса плавно смещается в одну из сторон относительно середины приходящего импульса. Для правильной идентификации всех импульсов пакета важно, чтобы смещение за время принятия пакета не превысило 0,5 импульса. Это приводит к ограничению максимальной длины пакета. Чем меньше погрешность таймера, тем больше длина пакета, используемого для передачи.
