6. Состав оборудования "сопка-3" и принципы работы

На рисунке 1 показана укрупненная структурная схема аппаратуры "Сопка-3". Здесь представлено оборудование оконечных пунктов (ОП) - пункта А и пункта Б - и оборудование промежуточных пунктов - необслуживаемого регенерационного пункта (НРП) и обслуживаемого регенерационного пункта (ОРП). Схема изображает оборудование двух ВОСП, работающих по четырем ОВ и получающих дистанционное электропитание по четверке металлических кабельных проводников.

Аппаратура ОП и ОРП содержит стойки оборудования линейного тракта - оптические (СОЛТ-О) и стойки телемеханики и служебной связи (СТМСС). Каждая стойка в полной комплектации содержит оборудование двух систем. В случае организации дистанционного электропитания НРП применяются также стойки дистанционного питания оптические (СДП-О), одна стойка СДП-О обслуживает две системы ''Сопка-3". Номинальные значения напряжения ДП - 240 В, тока - 200 мА. Питание производится по четверке медных проводников в составе ВОК или другого кабеля постоянным током, по фантомным цепям по схеме провод - провод. В НРП имеется блок питания БП-О, формирующий напряжения питания блоков

РЛ-О (регенератор линейный оптический), БТМ-О (блок телемеханики оптический) и БСС-О (блок служебной связи оптический).

Система телемеханики обеспечивает телеметрический контроль качества передачи сигнала (коэффициент ошибок) и технического состояния промежуточного оборудовании и кабеля с OП и ОРП с отображением результата контроля: открывании крышки люка НРП и двери ЛАЦ обслуживаемых станций; попадании воды в контейнер НРП; аварии электропитания; неисправностей блоков оборудования и т.д. Сбор информации о состоянии датчиков извещения в системе телеконтроля осуществляется методом централизованного адресно-циклического опроса между главным пунктом и контролируемым пунктами.

Сигнал служебной связи передается двумя битами в формате кода CMI: символы нулей передаются комбинацией 01; символы 1 сигнала служебной связи передаются поочередно двумя битами 00 и 11. Ввиду двухсимвольной передачи нулевой посылки, скорость сигнала в коде CMI является удвоенной и составляет 64 кбит/с. Низко-скоростной цифровой сигнал ТМ передается посредством асинхронного ввода парных ошибок в CMI: комбинации 01 инвертируются в комбинации 10.

Стойки СТМСС электрически связаны с секцией технического обслуживания (СТО) ЛАЦ или узла связи. Оператор СТО контролирует состояние оборудования и линии и принимает меры с целью обеспечения их исправного состояния.

Оборудование линейного тракта выполнено в варианте СОЛТ-О в варианте, как показано на рисунке 2.

На верхней раме стойки расположены клеммы подключения фидеров питания и заземления, элементы ввода/вывода сигналов ТМ, СС, аварийных сигналов. Высокочастотные соединения выполняются коаксиальными перемычками, установленными на панели коммутации.

СОЛТ-О имеет следующий функциональный состав: передающее и приемное оборудование двух систем передачи и оборудование общестоечной сигнализации.

В состав оборудования стойки входят:

преобразователь кода передачи (ПКП);

преобразователь кода приема (ПКПр);

преобразователь линейного кода приема (ПЛКПр);

преобразователь линейного кода передачи (ПЛКП);

плата передачи (ПП);

плата приема (ППр);

плата контроля (ПК): плата сигнализации (ПС);

плата стабилизаторов напряжения (ПСН);

источники вторичного электропитания (ИВЗП) +5,0 В и -5,2 В.

На рисунке 1 в составе стоек C0ЛT-О выделены только платы ПП и ППр, формирующие оптические входы/выходы оборудования.

В каркасе над платами ПП и ППр (назначение которых показано ниже) установлены оптические разъемы, которые служат для соединения оптических станционных кабелей (ОСК), с линейными оптическими кабелями.

Элементы сигнализации и управления крепятся на платах и выходят на лицевые панели через соответствующие отверстия.

Рассмотрим подробнее работу оборудования стойки СОЛТ-О.

Приемо-передающий тракт стойки СОЛТ-О представлен на рисунке 3.

Как показано на рисунке 3, в тракте передачи электрический сигнал, поступающий со скоростью 34,368 Мбит/с в коде НDB-3 от стойки третичного временного группообразования (СТВГ) преобразуется в плате ПКПр в электрический сигнал в формате кода NRZ и поступает на плату ПЛКП. В ПЛКП осуществляется скремблирование информационного сигнала для улучшения статистических характеристик и преобразование его в электрический сигнал в формате 5В6В со скоростью 41,2416 Мбит/с. В плате ПП осуществляется преобразование этого сигнала в оптический сигнал вида 1В2В в формате RZ. Длительность импульсов излучения 12нс. Кроме того в тракте формируется сигнал телемеханики и служебной связи- цифровая последовательность в коде СМI со скоростью передачи 32 Кбит/с.

На приеме оптический сигнал, поступивший из линии, подвергается обратным преобразованиям; сформированный электрический сигнал в формате кода HDB3 подается к стойке СТВГ по станционному кабелю РК-75. В СТВГ поступает на плату преобразователя кода приема ПКПр, где преобразуется в сигнал униполярного двоичного кода в формате NRZ с той же скоростью. .При отсутствии стыкового сигнала на входе платы ПКПр формируется сигнал индикации аварийного состояния (СИАС), который индицируется светодиодом «ВХ. НДВ» и передается через всю систему с целью оповещения об аварии обслуживаемых регенерационных пунктов и ОП противоположного конца магистрали. В приемном оборудовании также может быть сформирован СИАС – на выходе ПКП при аварийном коэффициенте ошибок принимаемого сигнала (К_ош>10^-3). В этом случае СИАС индицируется светодиодом «10^-3» и передается в сторону станционного оборудования ОП и противоположного пункта.

Как показано выше, преобразование электрического сигнала в оптический осуществляется в плате ПП. Структурная схема платы ПП приведена на рисунке 4. Ее основой является передающий оптический модуль (ПОМ) 3, в состав которого входят излучатель - полупроводниковый лазер ИЛПН-206-01 с встроенным фотодиодом обратной связи и микроохладители, понижающие рабочую температуру лазера. С оптического выхода ПОМ сигнал мощностью (уровень средней мощности имеет номинальную величину -4 дБм, минимальную величину -7 дБм) вводится в ОВ и распространяется по линии. Информационный сигнал в формате NRZ и сигнал тактовой частоты 41,2416 МГц поступают на схему преобразования формата I, где сигнал приводится к виду RZ. При этом вторая половина каждого такта свободна от передачи сигнала ( ), что облегчает режим работы лазера и снижает интенсивность процессов его деградации.

Сигнал с выхода 1 поступает на схему формирования импульсов тока накачки 2, а также на схему формирования опорного напряжения 5- системы стабилизации выходной мощности лазера. Импульсы тока накачки с 2 подаются в ПОМ 3. Сигнал с 2 подается также в схему контроля входа ПП 4, которая при пропадании сигнала в 2 выдает контрольный сигнал "Авария входа излучателя".

Амплитуда импульсов тока накачки лазера составляет в нормальном режиме работы 30-150 мА и автоматически регулируется с целью поддержания стабильной выходной мощности . Для этого часть излучаемой лазером мощности направляется в систему стабилизации: подается на фотодиод обратной связи, и образующийся электрический сигнал поступает на вход компаратора 6. На другой вход компаратора подается опорное напряжение с формирователя опорного напряжения 5, которое формируется с учетом коэффициента заполнения информационного сигнала. Схема регулирования тока смещения лазера 10 по сигналу

6 меняет ток смещения (этот ток устанавливается несколько ниже порогового тока лазерной генерации), автоматически доводя мощность импульсов излучения до постоянной величины. По мере старения лазера система стабилизации выходной мощности увеличивает ток смещения. Этот фактор используется для диагностирования предотказового и отказового состояния излучателя. При достижении током смещения предела паспортного режима излучателя 200 мА сигнал, поступающий с 10 в схему контроля работоспособности излучателя 9, превышает действующее здесь опорное напряжение, и 9 формирует контрольный сигнал "Авария излучателя".

. Сигналы ТМСС подаются на модулятор сервисного сигнала 8 платы ПП, который формирует дополнительные импульсы тока накачки лазера, накладывающиеся на информационный сигнал. В ПП предусмотрен режим передачи сервисного сигнала в отсутствие информационного сигнала. При этом на вход "10^-3" схемы коммутации 7 подается сигнал управления (логическая "1"), под действием которого схема коммутации переключает цепь подачи сервисного сигнала на схему формирования импульсов тока накачки 2. Благодаря этому сервисный сигнал передается в линию вместо информационного сигнала, а служебная связь и система контроля продолжают действовать.

В тракте приема стойки СОЛТ-О оптический сигнал из линии с допустимым диапазоном уровней (- 25…-45) дБм поступает на плату приема ППр. Схема платы показана на рисунке 5. Здесь блоки 1-9 составляют фотоприемное устройство (ФПУ), блоки 10-13 образуют электрический регенератор станционный (ЭРС).

В ФПУ оптический сигнал преобразуется в электрический сигнал лавинным фотодиодом (ЛФД) I. Усилитель фототока 2 выполняет предварительное усиление сигнала с малым уровнем шумов. Аттенюатор 3 системы автоматической регулировки уровня (АРУ) сигнала на выходе ФПУ обеспечивает изменение коэффициента усиления тракта под воздействием управляющего сигнала АРУ. Усилитель 4 выполняет основное усиление сигнала в линейном режиме, а фильтр нижних частот 5 (пассивный LC -фильтр Баттерворта, Z = 300 Ом, полоса пропускания 0-50 МГц) ограничивает спектр шумов диапазоном максимальных спектральных амплитуд сигнала и тем самым снижает их мощность. Оконечный усилитель 6 обеспечивает нагрузочную способность ФПУ.

Система АРУ позволяет поддерживать постоянную амплитуду сигнала на входе ЭРС в указанном выше динамическом диапазоне входного оптического сигнала. Именно пределы действия АРУ фотоприемного устройства определяют максимально допустимый уровень на входе регенераторов ВОСП -25 дБм, что в свою очередь определяет минимально допустимую длину участка регенерации системы при отсутствии дополнительного оптического удлинителя на выходе элементарного кабельного участка (ЭКУ). Цепь управления АРУ в ППр состоит из пикового детектора 9 и усилителя 8. Сигнал управления подается как на аттенюатор 3, так и на регулируемый источник питания ЛФД 7. Регулировка напряжения питания ЛФД дает компенсацию изменений режима работы фотодиода вследствие колебаний температуры окружающей среды.

Сигнал с выхода ФПУ подается на регенератор ЭРС. Здесь в схеме 10 разделения информационного и сервисного сигнала посред­ством электрической фильтрации выделяется низкочастотная часть спектра 0- 64 кГц, в которой находятся максимальные спектральные составляющие сервисного сигнала. Выделенный сигнал после усиления в усилителе сервисного сигнала 12 подается на стойку СТМСС. Высокочастотный сигнал поступает на решающее устройство 13 и на выделитель тактовой частоты (ВТЧ) II. В ВТЧ осуществляется преобразование формата сигнала NRZ-RZ и детерминированная компонента тактовой частоты

= 41,2416 МГц

выделяется кварцевым фильтром и усиливается.

Работа решающего устройства управляется импульсами тактовой частоты, на выходе 13 формируется информационный сигнал в коде 5В6В со скоростью 41,2416 Мбит/с.

В плате преобразователя линейного кода приема ПЛКПр этот сигнал преобразуется в двоичный сигнал со скоростью передачи 34,368 Мбит/с, после чего дескремблируется. Таким образом, здесь восстанавливается исходный информационный сигнал в простом двоичном коде NRZ.

Далее в плате преобразователя кода передачи ПКП этот сигнал преобразуется в код HDB-3 и выводится на стык со стойкой СТВГ.

Плата стабилизаторов напряжения ПСН и источники вторичного электропитания ИВЭ.П обеспечивают питание оборудования СОЛТ-О стабильными напряжениями +5,0 В и -5,2 В.

Плата контроля ПК предназначена для выявления ошибок в линейном сигнале в коде 5В6В и формирования сигналов:

- предупреждения - если К_ош>10^-6;

- аварии – если К_ош >10^-3.

Плата содержит схему обнаружения ошибок и схему подсчета ошибок. В схеме обнаружения ошибок определяется значение текущей цифровой суммы (ТЦС): символ I увеличивает ТЦС на единицу, символ 0 уменьшает ТЦС на единицу. В неискаженном сигнале ТЦС находится в пределах ±3, при наличии ошибок ТЦС выходит за эти пределы. При наступлении события выхода ТЦС за предельные значения схема обнаружения выдает импульс ошибки и схему подсчета ошибок. Здесь определяется и сравнивается с характеристическими значениями 10^-6 и

10^-3 величина коэффициента ошибок и формируются контрольные сигналы предупреждения и аварии.

Плата сигнализации ПС обеспечивает визуальную индикацию аварийного состояния плат стойки и ИВЭ.П и формирует сигналы аварии для СТМСС, СТО и рядового транспаранта ЛАЦ. На вход ПС поступают контрольные сигналы из оборудования стойки СОЛТ-О. В свою очередь, плата ПС формирует сигналы "Авария передачи", "Авария приема", "Авария системы", "Авария внутренних источников питания", "Звонок". На ПС установлены светодиоды: "Вх. HDB" (включается при отсутствии сигнала от СТВГ); "Изл." (включается при недопустимо большом увеличении тока смещения лазерного диода); «10^-3» (включается при коэффициенте ошибок в линии выше ₁₀^-3); "₁₀^-6" (включается при коэффициенте ошибок в линии выше ₁₀^-6). На плате имеются также одноразрядные цифровые индикаторы 1 и 2 для указания номера неисправного узла первой или второй системы. Отображение цифры 1 соответствует неисправности ПКПр; 2 - ПКП;

3 - ПЛКП; 4 - ПЛКПр; 5 - ПП; 6 - ИВЭ.П +5,0 В; 7 – ИВЭ.П -5,2 В;

0 - отсутствие первичного питания.