RU2750237C1 - Two-way wireless optical communication system - Google Patents
Two-way wireless optical communication system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750237C1 RU2750237C1 RU2020130839A RU2020130839A RU2750237C1 RU 2750237 C1 RU2750237 C1 RU 2750237C1 RU 2020130839 A RU2020130839 A RU 2020130839A RU 2020130839 A RU2020130839 A RU 2020130839A RU 2750237 C1 RU2750237 C1 RU 2750237C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- train
- optical communication
- communication
- subos
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 76
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 244000063498 Spondias mombin Species 0.000 description 13
- 101001121099 Homo sapiens MICOS complex subunit MIC26 Proteins 0.000 description 5
- 102100026636 MICOS complex subunit MIC26 Human genes 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 4
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000036561 sun exposure Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Изобретение относится к области беспроводных оптических каналов и может быть использовано для проектирования систем двусторонней связи между стационарными и подвижными объектами.The invention relates to the field of wireless optical channels and can be used to design two-way communication systems between stationary and mobile objects.
Задача изобретения состоит в создании устойчивых и надежных высокоскоростных систем передачи информации, адаптированных к условиям эксплуатации на железнодорожном транспорте, соединяющих мобильные устройства пассажиров, машиниста и членов поездной бригады подвижного состава с коммутаторами сетей оперативно-технологической, сотовой, спутниковой связи и др.The objective of the invention is to create stable and reliable high-speed information transmission systems, adapted to the operating conditions on railway transport, connecting the mobile devices of passengers, the driver and members of the train crew of the rolling stock with the switches of the operational-technological, cellular, satellite communication networks, etc.
Уровень техникиState of the art
Известны варианты систем передачи данных на подвижные объекты (поезда) с помощью устройств беспроводной оптической связи, рассмотренные в литературе:There are known variants of data transmission systems to mobile objects (trains) using wireless optical communication devices, considered in the literature:
1) M. Sivaranjani, Dr. J. Vidhya "System Performance of Free Space Optics in Underground Moving Train Using Optisystem 14"; "Asian Journal of Applied Science and Technology (AJAST)" 2017;1) M. Sivaranjani, Dr. J. Vidhya "System Performance of Free Space Optics in Underground Moving
2) R. Paudel, Z. Ghassemlooy, H. Li. Minh, S.Rajbhanderi; "Modelling of free space optical link for ground-to-train communications using a Gaussian source." "The Institution of Engineering and Technology" 2013;2) R. Paudel, Z. Ghassemlooy, H. Li. Minh, S. Rajbhanderi; "Modeling of free space optical link for ground-to-train communications using a Gaussian source." "The Institution of Engineering and Technology" 2013;
3) R. Paudel, H. Le-Minh, Z. Ghassemlooy, M. Ijaz and S. Rajbhandari "High speed train communications system using free space optics"; "Optical Communications Research Group, NCRLab, Northumbria University" 2017;3) R. Paudel, H. Le-Minh, Z. Ghassemlooy, M. Ijaz and S. Rajbhandari "High speed train communications system using free space optics"; Optical Communications Research Group, NCRLab, Northumbria University 2017;
4) RU 2 281 610, C1, кл. H04B 10/10, опубл. 10.08.2006 г. " Устройство передачи данных через открытый оптический атмосферный канал связи";4) RU 2 281 610, C1, cl.
5) RU 2 451 397, С2, кл. Н04В 10/10, опубл. 10.08.2011; " Устройство системы оптической связи с автоматическим сопровождением светового луча на приемнике информации";5) RU 2 451 397, C2, cl.
6) RU 2 155 450, С1, кл. Н04В 10/12, опубл. 27.08.2000; "Устройство двухсторонней оптической связи";6) RU 2 155 450, C1, cl.
7) RU 57 995, U1, кл. Н04В 17/00. опубл. 27.10.2006; "Система беспроводной оптической связи";7) RU 57 995, U1, cl.
8) RU 2 225 024, С1, кл. G02B 27/64 опубл. 27.02.2004. " Система стабилизации изображения на подвижном основании".8) RU 2 225 024, C1, cl.
Для организации двусторонней связи предусматриваются устройства беспроводной двусторонней оптической связи (БОС) двух типов: стационарные (СУБОС) и подвижные (ПУБОС). Стационарные устанавливаются на опорах контактной сети на расстоянии друг от друга таким образом, чтобы диаграмма направленности оптического пучка охватывала участок, равный максимально возможной длине поезда. Подвижные устройства устанавливаются на крышах вагонов таким образом, чтобы минимизировать действие аэродинамического «ветра», а именно, в середине вагона. Количество подвижных ПУБОС зависит от типа вагона и длины поезда. Все подвижные ПУБОС объединяются с помощью коммутатора, который выбирает и подключает к каналу БОС одну из них с помощью микропроцессора по алгоритму детектора максимального значения.To organize two-way communication, two types of wireless two-way optical communication devices (BFB) are provided: stationary (SUBOS) and mobile (PUBOS). Stationary ones are installed on the supports of the contact network at a distance from each other so that the directional diagram of the optical beam covers a section equal to the maximum possible train length. Movable devices are installed on the roofs of the cars in such a way as to minimize the effect of the aerodynamic "wind", namely, in the middle of the car. The number of mobile PUBOS depends on the type of carriage and the length of the train All mobile PUBOS are combined using a switch, which selects and connects one of them to the biofeedback channel using a microprocessor according to the maximum value detector algorithm.
Для повышения надежности канала БОС предусмотрено резервирование с помощью радиостанций на случай резкого ухудшения условий распространения оптического сигнала, устанавливаемых на опорах контактной сети и локомотиве поезда, и работающих в свободном частотном диапазоне (2,4ГГц).To increase the reliability of the biofeedback channel, redundancy is provided with the help of radio stations in case of a sharp deterioration in the conditions of propagation of the optical signal, installed on the supports of the contact network and the train locomotive, and operating in the free frequency range (2.4 GHz).
Изобретение относится к области беспроводной оптической связи БОС и может быть применено при проектировании устройств передачи данных по информационным сетям с подвижными объектами. Необходимость использования БОС обусловлено потребностью в повышении пропускной способности каналов связи и огромными преимуществами перед другими видами связи, а именно:The invention relates to the field of wireless optical communication biofeedback and can be used in the design of devices for transmitting data over information networks with mobile objects. The need to use biofeedback is due to the need to increase the throughput of communication channels and huge advantages over other types of communication, namely:
1) возможность использования диапазона частот, не требующего лицензирования;1) the ability to use a frequency range that does not require licensing;
2) нечувствительность БОС к электромагнитным помехам;2) insensitivity of biofeedback to electromagnetic interference;
3) отсутствие электромагнитных помех от БОС для других средств связи;3) absence of electromagnetic interference from biofeedback for other communication means;
4) высокая скорость передачи данных;4) high data transfer rate;
5) высокий уровень безопасности передачи информации;5) high level of security of information transfer;
6) простота монтажа, демонтажа и небольшие габариты оборудования;6) ease of installation, dismantling and small dimensions of the equipment;
7) возможность инсталляция связи без использования дополнительной инфраструктуры.7) the ability to install communications without using additional infrastructure.
Однако имеются и недостатки:However, there are also disadvantages:
1) зависимость от погодных условий;1) dependence on weather conditions;
2) ограниченная дальность связи;2) limited communication range;
3) необходимость прочного крепления оборудования;3) the need for firm fixing of equipment;
4) относительная дороговизна оборудования.4) the relative high cost of equipment.
Известны варианты систем передачи данных на подвижные объекты (поезда) с помощью устройств беспроводной оптической связи, рассмотренные в литературе: [1-8]Known options for data transmission systems to mobile objects (trains) using wireless optical communication devices, discussed in the literature: [1-8]
В них рассмотрены общие схемы организации связи между стационарным пунктом и движущимся поездом и приведены зависимости уровней сигнала и вероятности ошибки от расстояния, полученные экспериментальным путем и с помощью математического моделирования. В работах [1, 2] сделаны выводы: 1) непрерывный канал оптической связи сохраняется при вибрациях во время движения поезда; 2) в условиях железнодорожного транспорта можно организовать высокоскоростную передачу данных по каналам БОС. Недостатком материала, изложенного в [1, 2], является отсутствие схемы включения каналов БОС в общую сеть связи железнодорожного транспорта и других конструктивных особенностей приемопередающей аппаратуры, учитывающих специфику связи в условиях движущегося поезда.They consider the general schemes for organizing communication between a stationary point and a moving train and show the dependences of the signal levels and the probability of error on the distance, obtained experimentally and using mathematical modeling. In works [1, 2], the following conclusions were drawn: 1) a continuous optical communication channel is preserved during vibrations during the movement of the train; 2) in the conditions of railway transport, it is possible to organize high-speed data transmission via biofeedback channels. The disadvantage of the material presented in [1, 2] is the lack of a scheme for including biofeedback channels in the general communication network of railway transport and other design features of the transceiver equipment, taking into account the specifics of communication in a moving train.
В каждом из источников [3-8] рассматриваются отдельные устройства, повышающие качество беспроводной оптической связи: 1) борьбы с возмущениями положения светового пучка из-за изменений атмосферных условий или вибраций с помощью системы автоматической подстройки (коррекции) оптической оси [3]; 2) устранения вибраций для стационарного СУБОС и подвижного ПУБОС при движении поезда [4]; 3) автоматической регулировки усиления приемника при изменениях уровня оптического сигнала во время движения поезда [5]; 4) резервирования канала БОС с помощью радиостанций [6]; 5) регулирования мощности лазеров и глубины амплитудной модуляции в зависимости от погодных условий [7]; 6) стабилизации изображения при движении объекта [8]. Общим недостатком работ [3-8] является отсутствие комплексных мер по обеспечению работоспособности БОС при движении поезда, которые требуются для адаптации БОС к условиям эксплуатации на железнодорожном транспорте.In each of the sources [3-8], separate devices are considered that improve the quality of wireless optical communication: 1) combating perturbations in the position of the light beam due to changes in atmospheric conditions or vibrations using the system of automatic adjustment (correction) of the optical axis [3]; 2) elimination of vibrations for stationary SUBOS and mobile OUBOS during train movement [4]; 3) automatic adjustment of the receiver gain when the level of the optical signal changes during the movement of the train [5]; 4) reservation of the biofeedback channel using radio stations [6]; 5) regulation of laser power and amplitude modulation depth depending on weather conditions [7]; 6) image stabilization when the object is moving [8]. A common drawback of works [3-8] is the lack of comprehensive measures to ensure the operability of the biofeedback during train movement, which are required to adapt the biofeedback to the operating conditions on railway transport.
Наиболее близким по технической сущности является устройство двусторонней беспроводной оптической связи [7], содержащее два приемопередающих узла, каждый из которых имеет передатчик с оптической системой в виде коллимирующей оптики с автоматической компенсацией возмущений положения светового пучка, лазером с регулируемым источником питания; фотоприемник с оптической системой в виде собирающих и фокусирующих линз, а также поворотных зеркал для устранения солнечной засветки, схему обработки, регулирования и формирования импульсов управления мощностью лазеров и глубиной модуляции для адаптивного отслеживания условий распространения сигнала в атмосфере. Главный недостаток прототипа - невозможность использования устройства для железнодорожного транспорта без дополнительных систем, обеспечивающих работоспособность приемопередающих устройств при движении поезда.The closest in technical essence is a two-way wireless optical communication device [7], containing two transceiver nodes, each of which has a transmitter with an optical system in the form of collimating optics with automatic compensation for disturbances in the position of the light beam, a laser with an adjustable power source; a photodetector with an optical system in the form of collecting and focusing lenses, as well as rotary mirrors to eliminate solar illumination, a circuit for processing, regulating and shaping pulses for controlling laser power and modulation depth for adaptive tracking of signal propagation conditions in the atmosphere. The main disadvantage of the prototype is the impossibility of using the device for railway transport without additional systems that ensure the operability of the transceiver devices when the train is moving.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Принципиальным отличием заявляемого изобретения от прототипа является следующее. При движении поезда уровень сигнала в приемопередатчиках устройств беспроводной оптической связи (УБОС), будет меняться по мере удаления подвижного ПУБОС от одного стационарного устройства СУБОС и приближения к другому СУБОС. Следовательно, в приемниках УБОС необходимо устройство автоматической регулировки усиления АРУ для стабилизации амплитуды электрического импульса на выходе фотоприемника в определенном рабочем диапазоне значений. Кроме того, длина поезда и кривизна пути может привести к потери «прямой видимости» в канале БОС, что требует установки на поезде нескольких ПУБОС, количество которых зависит от типа вагонов (габаритов и установленного оборудования на крыше), а также наличия сети Wi-Fi и длины поезда. Следовательно, для создания беспроводной оптической связи на железнодорожном транспорте канал БОС должен состоять как минимум из одного стационарного СУБОС на опоре контактной сети и нескольких ПУБОС в движущемся поезде, которые по очереди подключаются к каналу БОС с помощью коммутатора после измерения и сравнения уровней сигнала по принципу детектора максимального значения. В прототипе рассматривается вариант соединения «точка-точка» и предусматривается наличие двух приемопередатчиков без системы АРУ в приемниках.The fundamental difference between the claimed invention and the prototype is the following. When the train is moving, the signal level in the transceivers of wireless optical communication devices (UBOS) will change as the mobile OUBOS moves away from one stationary SUBOS device and approaches another SUBOS. Therefore, in UBOS receivers, a device for automatic control of the AGC gain is needed to stabilize the amplitude of the electric pulse at the output of the photodetector in a certain operating range of values. In addition, the length of the train and the curvature of the track can lead to a loss of "line of sight" in the biofeedback channel, which requires the installation of several PUBOS on the train, the number of which depends on the type of cars (dimensions and equipment installed on the roof), as well as the presence of a Wi-Fi network and the length of the train. Consequently, to create wireless optical communication on railway transport, the biofeedback channel must consist of at least one stationary SUBOS on the support of the contact network and several OUBS in a moving train, which are in turn connected to the biofeedback channel using a switch after measuring and comparing the signal levels according to the detector principle maximum value. The prototype considers a point-to-point connection option and provides for the presence of two transceivers without an AGC system in the receivers.
Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
Задача изобретения состоит в создании устойчивых и надежных высокоскоростных каналов связи, адаптированных к условиям эксплуатации на железнодорожном транспорте, и соединяющих мобильные устройства пассажиров, машиниста и членов поездной бригады подвижного состава с коммутаторами сетей оперативно-технологической, мобильной, спутниковой связи с помощью волоконно-оптической системы передачи информации (ВОСП).The objective of the invention is to create stable and reliable high-speed communication channels, adapted to operating conditions on railway transport, and connecting mobile devices of passengers, driver and members of the train crew of rolling stock with switches of networks of operational technological, mobile, satellite communication using a fiber-optic system information transmission (FOTS).
Техническая реализация изобретения возможна за счет применения комплексных мер, учитывающих не только общеизвестные факторы, ухудшающие качество оптической связи: перекрытие «прямой видимости», солнечная засветка, атмосферное поглощение, сцинтилляция, движение «опоры» и т.д., но и специфику эксплуатации устройств беспроводной оптической связи в условиях железнодорожного транспорта. К этим условиям относятся: изменение уровня сигнала при движении поезда, вибрация, дополнительные источники света от прожекторов матч освещения, встречных поездов, сигналов семафоров, электромагнитные помехи от контактной сети в линиях связи, аэродинамический «ветер» от движущегося поезда и т.д.The technical implementation of the invention is possible through the use of complex measures that take into account not only well-known factors that worsen the quality of optical communication: overlapping "line of sight", sun exposure, atmospheric absorption, scintillation, movement of the "support", etc., but also the specifics of the operation of devices wireless optical communication in railway transport. These conditions include: a change in the signal level when a train is moving, vibration, additional light sources from searchlights, match lighting, oncoming trains, semaphore signals, electromagnetic interference from a contact network in communication lines, aerodynamic "wind" from a moving train, etc.
Технический результат заявляемого изобретения достигается в результате того, что максимально используется существующая инфраструктура, а именно: проложенные вдоль железнодорожного полотна волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) и опоры контактной сети, высота которых соответствует изменениям рельефа местности. Установка стационарных СУБОС на опорах под углом, учитывающим направление «восток-запад», на уровне высоты подвижного состава обеспечит минимальную длину траектории луча и максимальное отношение сигнал/шум для ПУБОС, установленных на крышах вагонов. Стационарные СУБОС соединяются при помощи электрического кабеля (витой пары) длиной порядка 100 л/ через маршрутизаторы и мультиплексоры (MUX) волоконно-оптической системы передачи. Имеются варианты УБОС, позволяющие использовать вместо витой пары оптическое волокно [9]. Отсюда, можно создать широкополосный канал связи с подвижными объектами с использованием беспроводного оптического канала, протяженность которого зависит от мощности лазеров, удаленности места установки СУБОС от MUX и расстояния между станциями, оснащенными мультиплексорами ВОСП. С увеличением мощности лазера можно построить систему связи, позволяющую пассажирам поезда с помощью сети Wi-Fi и БОС выйти на коммутаторы сети мобильной или спутниковой связи. Для повышения надежности связи дополнительно предусмотрена установка радиостанций на опорах контактной сети и крыше локомотива, работающих в свободном диапазоне 2,4 ГГц, которые также связаны через маршрутизаторы (на опорах контактной сети) с системой ВОСП. Для реализации двусторонней связи предлагается использовать две несущие длины волн: от стационарной СУБОС к подвижной - λ1, в обратном направлении - λ2. Это позволит уменьшить объем оборудования на крышах вагонов.The technical result of the claimed invention is achieved as a result of the fact that the existing infrastructure is used to the maximum, namely: fiber-optic communication lines (FOCL) laid along the railway bed and the support of the contact network, the height of which corresponds to changes in the terrain. Installation of stationary SUBOS on supports at an angle that takes into account the direction "east-west", at the level of the height of the rolling stock will provide the minimum length of the beam path and the maximum signal-to-noise ratio for the SEWP installed on the roofs of the cars. Stationary SUBOS are connected using an electric cable (twisted pair) with a length of about 100 l / through routers and multiplexers (MUX) of a fiber-optic transmission system. There are UBOS options that allow using optical fiber instead of twisted pair [9]. From here, it is possible to create a broadband communication channel with mobile objects using a wireless optical channel, the length of which depends on the power of the lasers, the distance from the SUBOS installation site from the MUX and the distance between stations equipped with FOTS multiplexers. With an increase in laser power, it is possible to build a communication system that allows train passengers to use Wi-Fi and biofeedback systems to access the switches of the mobile or satellite communication network. To increase the reliability of communication, it is additionally provided for the installation of radio stations on the overhead supports and the roof of the locomotive, operating in the free 2.4 GHz band, which are also connected via routers (on the overhead supports) to the FOTS system. To implement two-way communication, it is proposed to use two carrier wavelengths: from stationary SUBOS to mobile - λ 1 , in the opposite direction - λ 2 . This will reduce the amount of equipment on the car roofs.
Таким образом, система двусторонней беспроводной оптической связи, состоящая из нескольких приемопередающий узлов, содержащих приемопередающие интерфейсы, приемопередающие оптические системы с автоматическим регулированием оптической оси, лазер с управляемым источником питания для регулирования мощности оптического сигнала и глубины амплитудной модуляции, фотоприемник, имеет следующие особенности:Thus, a two-way wireless optical communication system, consisting of several transceiver nodes containing transceiver interfaces, transceiver optical systems with automatic control of the optical axis, a laser with a controlled power source for adjusting the optical signal power and amplitude modulation depth, a photodetector, has the following features:
1) приемопередающие узлы подразделяются по месту расположения на стационарные, устанавливаемые на опорах контактной сети, и подвижные, устанавливаемые на крышах вагонов подвижного состава, подключаемые к каналу беспроводной оптической связи через коммутатор сети поезда согласно алгоритма детектора максимального значения;1) transceiver nodes are subdivided according to their location into stationary, installed on the supports of the contact network, and mobile, installed on the roofs of rolling stock cars, connected to the wireless optical communication channel through the train network switch according to the maximum value detector algorithm;
2) приемники приемопередающих узлов оснащены автоматической регулировкой усиления для стабилизации амплитуды электрического импульса из-за изменения уровня оптического сигнала при движении подвижного состава;2) the receivers of the transceiver units are equipped with automatic gain control to stabilize the amplitude of the electric pulse due to a change in the level of the optical signal when the rolling stock is moving;
3) для повышения надежности связи предусматривается установка радиостанций на опорах контактной сети и крыше локомотива.3) to increase the reliability of communication, it is planned to install radio stations on the supports of the contact network and on the roof of the locomotive.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение прототипа из перечня выявленных аналогов, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the state of the art conducted by the applicant made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all essential features of the claimed invention, and the definition of the prototype from the list of identified analogs, as the closest analogue in terms of a set of features, made it possible to identify a set of essential distinctive features set forth in the formula inventions.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию «новизны» по действующему законодательству.Consequently, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under the current legislation.
Для проверки соответствия заявляемого изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, результаты которого показывают, что заявляемое изобретение не следует из известного уровня техники, поскольку не выявлено устройство системы двусторонней оптической связи, полностью адаптированное к условиям эксплуатации на железнодорожном транспорте.To verify the compliance of the claimed invention with the requirement of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions, the results of which show that the claimed invention does not follow from the prior art, since a two-way optical communication system device fully adapted to operating conditions on railway transport has not been identified.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию «Изобретательский уровень» по действующему законодательству.Consequently, the claimed invention meets the requirement of "Inventive level" under the current legislation.
Система работает следующим образом. Излучение лазера 1 с длиной волны λ1 через коллиматорную систему 3 поступает от стационарного приемопередающего узла 10 на подвижные приемопередающие узлы 11 на крышах вагонов подвижного состава через оптическую систему 4 на фотоприемники 2 (Фиг. 1). Сигнал с выхода фотоприемника 2 поступает на устройство измерения мощности оптического сигнала 6. Результаты измерений от всех блоков 6 приемопередающих узлов 11 передаются в коммутатор 12, который с помощью микропроцессора осуществляет сравнение, выбор и подключение к каналу оптической связи приемопередающего узла 11, имеющего максимальное значение сигнала. Подключенный узел 11 остается в рабочем состоянии пока уровень мощности сигнала не упадет за допустимую границу (Фиг. 2). Это происходит при удалении приемопередающего узла 11 от стационарного узла 10. Далее к каналу подключается следующий приемопередающий узел 11, ближе всего находящийся к стационарному узлу 10. Ввиду того, что при движении поезда нельзя обеспечить постоянную амплитуду импульса на выходе фотоприемника 2, то предусмотрена система автоматической регулировки усиления 7. Далее через интерфейс приемника 9 сигнал поступает через коммутатор 12 на контроллер 13 сети Wi-Fi поезда. В обратном направлении информация поступает через блоки 13 и 12 и интерфейс передатчика 8 на модулятор, где главным элементом является лазер 1 с длиной волны λ2 и регулируемым источником питания, затем на оптическую систему 3, состоящую из коллиматорной оптики и системы автоматической подстройки оптической оси. Излучение лазера с длиной волны λ2 поступает в фотоприемник 2 приемопередающего узла 10 через оптическую систему приемника 4, состоящую из оптического концентратора и полосового фильтра, далее - на интерфейс приемника 9 и маршрутизатор 14 сети ВОСП. Для резервирования оптического канала используется радиоканал, построенный с помощью стационарной 16 и локомотивной 15 радиостанций. При ухудшении условий распространения сигнала из-за повышения затухания в атмосфере предусмотрена система регулирования мощности лазеров и величины амплитуды импульсов 17 в приемнике узла 10 и приемнике активного узла 11. В блоке 17 осуществляются: 1) оценка уровня входного сигнала, расчеты величины среднего значения тока питания лазера и величины амплитуды импульса с помощью микроконтроллера; 2) формирование управляющих сигналов для регулировки мощности лазеров 1 в передатчиках узлов 10 и 11 через исполнительный элемент в источнике питания (Фиг. 3). Блок 17 включается в случае, если измеренный уровень сигнала в блоке 6 вышел за границы допустимых значений (Фиг. 2). Устойчивое и надежное функционирование беспроводного оптического канала связи обеспечивают следующие системы, связывающие стационарный узел и подвижные узлы УБОС:The system works as follows. The radiation of the
1. Система автоматического регулирования оптической оси (АПОО) 3, исполнительным элементом в которой является сервопривод для изменения углового положения коллиматора. Смещение луча лазера происходит после прохождения пучка света по трассе (между узлами 10 и 11), который фиксируется верхним и нижним фотодетекторами. Разностный сигнал фотодетекторов корректирует угловое положение коллиматора СУБОС и ПУБОС.1. The automatic control system of the optical axis (APOO) 3, the executive element of which is a servo for changing the angular position of the collimator. The displacement of the laser beam occurs after the passage of the light beam along the path (between
2. Система автоматической регулировки усиления АРУ 7 в приемнике сигналов.2. Automatic gain control system AGC 7 in the signal receiver.
3. Система автоматического подключения с помощью блока 12 приемопередающего узла 11.3. Automatic connection
4. Система автоматического регулирования мощности лазера и глубины модуляции с помощью блока 17 (АРМЛ).4. System for automatic control of laser power and modulation depth using unit 17 (ARML).
Устройство системы двусторонней оптической беспроводной связи функционирует без ошибок, если выполняются перечисленные ниже условия.The two-way optical wireless communication device operates without error when the following conditions are met.
1. Время прохождения сигнала в системе автоматической подстройки оптической оси (АПОО) между узлами 10 и 11, а также время срабатывания (быстродействие) исполнительного элемента в петле обратной связи блока 3 (сервопривода) должно быть меньше длительности элементарного импульса. Время на преодоление сигналом расстояния 25 м (учитывающее высоту опоры контактной сети) со скоростью света между узлами 10 и 11 в петле обратной связи составит 162 нс. При скорости передачи двухпозиционных сигналов (информации) 1Гбит/с длительность элементарного импульса равна 1 нс. С учетом инерционности исполнительного элемента можно сделать вывод: во время подстройки системы 3 возможны искажения элементарных импульсов в информационном пакете.1. The transit time of the signal in the automatic adjustment of the optical axis (APOO) between
2. Время срабатывания (быстродействие) элементов, входящих в систему автоматической регулировки усиления в приемнике УБОС, должно быть значительно меньше длительности элементарного импульса (1нс). Время срабатывания элементов в петле АРУ, реализованных с помощью наноэлектроники, не превысит 10 пс [10], что позволит обеспечить своевременную подстройку уровня сигнала в приемнике.2. The response time (speed) of the elements included in the automatic gain control system in the UBOS receiver should be significantly less than the duration of an elementary pulse (1 ns). The response time of the elements in the AGC loop, implemented using nanoelectronics, will not exceed 10 ps [10], which will ensure timely adjustment of the signal level in the receiver.
3. Время переключения с одного подвижного ПУБОС на другое, зависящее от быстродействия исполнительных элементов и тактовой частоты микропроцессора 12, должно быть: 1) значительно меньше времени активной работы подвижного ПУБОС; 2) меньше длительности элементарного импульса. Если поезд движется со скоростью 120 км/ч (33,3 м/с), то предполагаемое расстояние 25 м (между узлами связи 11 на крыше вагона) поезд пройдет за 0,75 с. Это значит, что каждые 0,75 с потребуется переключать узлы 11 в движущемся поезде. Тактовая частота современных микропроцессоров имеет порядок 4ГГц (может быть и выше), что соответствует длительности переключения 0,25 нс. Поэтому временные затраты на переключения блоков 11 соответствуют первому и второму условиям.3. The time of switching from one mobile PUBOS to another, depending on the speed of the actuators and the clock frequency of the
4. Время срабатывания устройств, входящих в петлю обратной связи регулирования мощности лазера, состоящего из времени прохождения оптического сигнала между узлами 11 и 10 и обратно, а также времени работы устройств 17 и исполнительного элемента в источнике питания лазера, должно быть меньше длительности элементарного импульса (1нс). Время на преодоление сигналом расстояния 25 м (между СУБОС и ПУБОС) со скоростью света в петле обратной связи составит 162 нс (см. пункт 1). Поэтому искажения элементарных импульсов в информационном пакете неизбежны во время подстроек системы при скорости передачи информации 1Гб/с и выше.4. The response time of the devices included in the laser power control feedback loop, which consists of the transit time of the optical signal between the
Таким образом, для оценки работоспособности заявляемого устройства нужно определить эффективность систем АПОО и АРМЛ с помощью вероятностей ошибки Рош и потерь информационного пакета Рпотерипакета при совпадении времени передачи пакета с процессом подстройки оптической оси или мощности лазера.Thus, to assess the operability of the proposed device, it is necessary to determine the efficiency of the APOO and ARML systems using the error probabilities P osh and the loss of the information packet P packet loss when the packet transmission time coincides with the process of adjusting the optical axis or laser power.
Вероятности можно подсчитать с помощью математических ожиданий длительностей подстройки системы M[tподстройки] и отсутствия ее M[tотсутствиеподстройки] по причине турбулентности следующим образом [11]:The probabilities can be calculated using the mathematical expectations of the tuning durations of the system M [t tuning ] and its absence M [t no tuning] due to turbulence as follows [11]:
где M[tподстройки]+M[tотсутствиеподстройки]=M[Tпериод] - длительность периода турбулентности;where M [t adjustment ] + M [t no adjustment] = M [T period ] is the duration of the turbulence period;
Рподстройки - вероятность наличия периода подстройки системы;P adjustments - the probability of a system adjustment period;
Рпакета - вероятность передачи информационного пакета;P packet - the probability of transmitting an information packet;
tпакет, - длительность информационного пакета;t packet , is the duration of the information packet;
tпаузы - длительность паузы между пакетами;t pause - the duration of the pause between packets;
tподстройки - длительность периода подстройки системы;t adjustment - the duration of the system adjustment period;
tотсутствиеподстройки - длительность периода отсутствия подстройки. otsutstviepodstroyki t - duration of absence of adjustment period.
Длительность периода подстройки системы АРМЛ состоит из времени прохождения луча от подвижного ПУБОС к стационарному и обратно, а также времени работы функциональных блоков 4, 2, 17, 1, 3 в узлах 10 и 11.The duration of the adjustment period of the ARML system consists of the travel time of the beam from the mobile to the stationary and vice versa, as well as the operating time of
С учетом быстродействия современной элементной базы электроники (время срабатывания порядка 10 пс) и количества функциональных блоков, период процесса подстройки может длиться порядка 167 нс.Taking into account the speed of the modern element base of electronics (response time is about 10 ps) and the number of functional blocks, the period of the tuning process can last about 167 ns.
Для расчетов вероятностей потерь и ошибки требуется статистика метеорологических изменений. Известно, например, что периоды турбулентности в атмосфере делятся на медленные и быстрые. [12]For calculating the probabilities of loss and error, statistics of meteorological changes are required. It is known, for example, that periods of turbulence in the atmosphere are divided into slow and fast. [12]
Так, для быстрой турбулентности с периодом наступления \мс и медленной с периодом 10 с вероятности по формуле (2) соответственно будут равна:So, for fast turbulence with a period of onset \ ms and slow turbulence with a period of 10 s, the probabilities according to formula (2) will be respectively equal to:
Наиболее опасны частые изменения турбулентности. Вероятность ошибки разряда (элементарного импульса) можно определить по формуле [13]:Frequent changes in turbulence are most dangerous. The probability of a discharge error (elementary pulse) can be determined by the formula [13]:
где Ран - аномальная ошибка, что означает ошибка хотя бы в одном разряде пакета (Рпотеряпакета), n - число разрядов.where R an is an anomalous error, which means an error in at least one bit of a packet (P is a packet loss ), n is the number of bits.
Учитывая, что при передаче информации основное время занимают полезные сигналы (разряды пакетов), паузы между ними составляют меньше 10% от длительности пакета [14], то вероятность передачи пакета во время сеанса связи равна 0,88. Отсюда, вероятность потери пакета (1) имеет порядок 1,5⋅10-4 для частых и 1,5⋅10-8 для редких турбулентностей. Для гиперкадра, состоящего из нескольких сот бит, вероятность ошибки равна (6):Considering that useful signals (packet bits) occupy most of the time during information transmission, the pauses between them are less than 10% of the packet duration [14], the probability of packet transmission during a communication session is 0.88. Hence, the probability of packet loss (1) is of the order of 1.5⋅10 -4 for frequent and 1.5⋅10 -8 for rare turbulences. For a hyperframe consisting of several hundred bits, the error probability is (6):
Рош=(1,5⋅10-4/103)=1,5⋅10-7 (для быстрой турбулентности);P osh = (1.5⋅10 -4 / 10 3 ) = 1.5⋅10 -7 (for fast turbulence);
Рош=(1,5⋅10-8/103)=1,5⋅10-11 (для медленной турбулентности). Эти цифры характеризуют работу системы АРМЛ.P osh = (1.5⋅10 -8 / 10 3 ) = 1.5⋅10 -11 (for slow turbulence). These figures characterize the work of the ARML system.
Для системы АПОО время подстройки может занять величину на порядок большую, чем в системе АРМЛ из-за большей инерционности исполнительного элемента (сервопривода). Однако период подстройки оптической оси (частота подстроек оптической оси), который включает (помимо длительности работы АПОО) временные промежутки, когда не происходят подстройки системы, может быть значительно большим, чем периодичность турбулентности. Поэтому вероятность совпадения процесса подстройки оптической оси и передачи информационных пакетов может оказаться меньше, чем для случая медленной турбулентности (Pперестройки=1,67⋅10-8 (5)).For the APOO system, the adjustment time can take an order of magnitude larger than in the ARML system due to the greater inertia of the actuator (servo drive). However, the period of the optical axis adjustment (the frequency of the optical axis adjustments), which includes (in addition to the duration of the APOO operation) the time intervals when the system does not adjust, can be much longer than the frequency of turbulence. Therefore, the probability of the coincidence of the process of adjusting the optical axis and the transmission of information packets may turn out to be less than for the case of slow turbulence (P tuning = 1.67⋅10 -8 (5)).
Полученные результаты (значения вероятностей ошибки) свидетельствуют о том, что современный уровень техники позволяет реализовать системы двусторонней оптической беспроводной связи с движущимся поездом.The results obtained (values of the error probabilities) indicate that the state of the art makes it possible to implement two-way optical wireless communication systems with a moving train.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
На Фиг. 1 приведена блок-схема системы двусторонней беспроводной оптической связи с движущимся поездом.FIG. 1 is a block diagram of a two-way wireless optical communication system with a moving train.
На Фиг. 2 изображены графики зависимости уровня сигнала от расстояния в приемниках УБОС при движении поезда.FIG. 2 shows the graphs of the dependence of the signal level on the distance in the UBOS receivers when the train is moving.
На Фиг. 3 представлена функциональная схема узлов УБОС, обеспечивающих работоспособность канала беспроводной оптической связи с движущимся поездом.FIG. 3 shows a functional diagram of the UBOS nodes that ensure the operability of the wireless optical communication channel with a moving train.
На Фиг. 4 показана структурная схема организации сети связи с поездом с использованием каналов БОС.FIG. 4 shows a block diagram of the organization of a communication network with a train using BFB channels.
На Фиг. 5 показана структурная схема организации двухуровневой сети с использованием каналов БОС для поездной связи.FIG. 5 shows a block diagram of the organization of a two-level network using BFB channels for train communication.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
На Фиг. 1 изображена система двухстороннего канала беспроводной оптической связи, состоящее из:FIG. 1 depicts a two-way wireless optical communication channel system, consisting of:
1 - лазер (модулятор) с длиной волны λ1, или λ2 и управляемым источником питания;1 - laser (modulator) with a wavelength λ 1 , or λ 2 and a controlled power supply;
2 - демодулятор (фотоприемник);2 - demodulator (photodetector);
3 - оптическая система передатчика (коллимирующая оптика с регулировкой оптической оси);3 - transmitter optical system (collimating optics with optical axis adjustment);
4 - оптическая система приемника (оптические концентратор и полосовой фильтр);4 - receiver optical system (optical concentrator and bandpass filter);
5 - вычислитель разностного сигнала для корректировки оптической оси;5 - calculator of the difference signal for correcting the optical axis;
6 - устройство измерения уровня оптического сигнала;6 - device for measuring the level of the optical signal;
7 - автоматическая регулировка усиления приемника;7 - automatic control of the receiver gain;
8 - интерфейс передатчика;8 - transmitter interface;
9 - интерфейс приемника;9 - receiver interface;
10 - стационарный приемопередатчик СУБОС;10 - stationary transceiver SUBOS;
11 - подвижный приемопередатчик ПУБОС;11 - mobile transceiver PUBOS;
12 - коммутатор с функциями оценки уровней сигналов и сравнения их согласно алгоритму детектора максимального значения;12 - switch with functions for assessing signal levels and comparing them according to the algorithm of the maximum value detector;
13 - контроллер сети Wi-Fi поезда;13 - train Wi-Fi network controller;
14 - маршрутизатор сети ВОСП;14 - FOTS network router;
15 - подвижная радиостанция;15 - mobile radio station;
16 - стационарная радиостанция (резервный канал связи);16 - stationary radio station (backup communication channel);
17 - устройство формирования сигналов управления глубиной модуляции.17 - a device for generating signals for controlling the modulation depth.
На Фиг. 2 изображены зависимости уровней сигнала от расстояния между УБОС на входе фотоприемников 2 и приемопередающих узлов ПУБОС 11, установленных на крышах вагонов, при движении поезда в моменты прохождения ПУБОС мимо опоры контактной сети (СУБОС).FIG. 2 shows the dependence of the signal levels on the distance between the UBOS at the input of the photodetectors 2 and the transceiving units of the
На Фиг. 3 представлена функциональная схема узлов УБОС, обеспечивающих работоспособность канала беспроводной оптической связи на железнодорожном транспорте.FIG. 3 shows the functional diagram of the UBOS nodes that ensure the operability of the wireless optical communication channel in railway transport.
На Фиг. 4 показана структурная схема сети связи стационарных объектов с поездом:FIG. 4 shows a block diagram of a communication network of stationary objects with a train:
18 - MUX;18 - MUX;
19 - видеокамера;19 - video camera;
20 - тепловизор;20 - thermal imager;
21 - маршрутизатор21 - router
22 - пульт поездного диспетчера;22 - train dispatcher console;
23 - разветвитель на опоре контактной сети.23 - splitter on the contact network support.
Связь организована с помощью оборудования ВОСП для участков с длиной перегонов не более (2L1+L2), где L - протяженность однопролетного канала БОС, рассчитанная с учетом расположения СУБОС на опоре контактной сети, максимальное удаление которой от MUX ограничивается возможностями «витой пары» и дополнительного усилителя (не менее 100 м). Длина перегона с помощью электрического кабеля и разветвителей на опорах контактной сети делится на три участка, с разной длиной L. Стационарный СУБОС устанавливается на опоре контактной сети на максимальном расстоянии от мультиплексора ВОСП на станции, и может с помощью оптического канала БОС передавать и принимать высокоскоростные сигналы, связывая между собой, например, машиниста, диспетчера и др. При этом длина оптического однопролетного канала L выбирается в зависимости от мощности лазера и заданной дальности связи (от 100 м и более). Так, на одной опоре рядом с MUX может быть установлен СУБОС с дальностью канала БОС L1, на другой опоре - протяженностью L2, при этом (L2, φ L1,). На опорах контактной сети могут устанавливаться по паре СУБОС с направленными (фокусированными) пучками света в противоположных направлениях (четное и нечетное направления движения поездов), которые работают на одной длине волны, не создавая помех друг другу.Communication is organized using FOTS equipment for sections with a span length of no more than (2L 1 + L 2 ), where L is the length of a single-span BFB channel, calculated taking into account the location of the SUBOS on the overhead support, the maximum distance of which from the MUX is limited by the capabilities of the "twisted pair" and an additional amplifier (at least 100 m). The length of the haul with the help of an electric cable and splitters on the supports of the contact network is divided into three sections, with different lengths L. The stationary SUBOS is installed on the support of the contact network at a maximum distance from the FOSP multiplexer at the station, and can transmit and receive high-speed signals using the optical channel BFB , interconnecting, for example, a driver, dispatcher, etc. In this case, the length of the optical single-span channel L is selected depending on the laser power and the specified communication range (from 100 m and more). So, on one support next to the MUX, a SUBOS can be installed with the biofeedback channel range L 1 , on the other support - with the length L 2 , while (L 2 , φ L 1 ,). On the supports of the contact network, a pair of SUBOS can be installed with directed (focused) beams of light in opposite directions (even and odd directions of train movement), which operate at the same wavelength, without interfering with each other.
На Фиг. 5 показана структурная схема двухуровневой сети с двухсторонним беспроводным оптическим каналом связи с поездом для случая, когда длина перегонов более (2L1,+L2):FIG. 5 shows a block diagram of a two-level network with a two-way wireless optical communication channel with a train for the case when the length of the tracks is more (2L 1 , + L 2 ):
24 - подвижной состав;24 - rolling stock;
25 - ВОЛС;25 - FOCL;
26 - опора контактной сети;26 - support of the contact network;
27 - УБОС для организации нижнего уровня сети.27 - UBOS for the organization of the lower level of the network.
Для решения задачи построения беспроводной оптической связи на перегонах большой протяженности (свыше 5 км), превышающей возможности БОС, предлагается создание нижнего уровня сети, состоящей из УБОС (27) и MUX (18), разделяющих информационные потоки в разных направлениях, и работающих по принципу радиорелейной линии. Причем для организации дуплексной связи с поездом целесообразно использовать оборудование с двумя длинами волн λ1 и λ2, в противном случае нужно устанавливать по два комплекта УБОС. Рабочие длины волн выбираются, исходя из условий безопасности для пассажиров поезда в диапазоне выше 800 нм в окнах прозрачности инфракрасного диапазона [11].To solve the problem of constructing wireless optical communication on long hauls (over 5 km), exceeding the capabilities of biofeedback, it is proposed to create a lower level of a network consisting of UBOS (27) and MUX (18), separating information flows in different directions, and operating according to the principle radio relay line. Moreover, for the organization of duplex communication with the train, it is advisable to use equipment with two wavelengths λ 1 and λ 2 , otherwise it is necessary to install two sets of UBOS. Operating wavelengths are selected based on the safety conditions for train passengers in the range above 800 nm in infrared transparency windows [11].
ЛитератураLiterature
1. M. Sivaranjani, Dr. J. Vidhya "System Performance of Free Space Optics in Underground Moving Train Using Optisystem 14"; "Asian Journal of Applied Science and Technology (AJAST)" 2017;1. M. Sivaranjani, Dr. J. Vidhya "System Performance of Free Space Optics in Underground Moving
2. R. Paudel, Z. Ghassemlooy, H. Li. Minh, S.Rajbhanderi; "Modelling of free space optical link for ground-to-train communications using a Gaussian source." "The Institution of Engineering and Technology" 2013;2. R. Paudel, Z. Ghassemlooy, H. Li. Minh, S. Rajbhanderi; "Modeling of free space optical link for ground-to-train communications using a Gaussian source." "The Institution of Engineering and Technology" 2013;
3. R. Paudel, H. Le-Minh, Z. Ghassemlooy, M. Ijaz and S. Rajbhandari "High speed train communications system using free space optics"; "Optical Communications Research Group, NCRLab, Northumbria University" 2017;3. R. Paudel, H. Le-Minh, Z. Ghassemlooy, M. Ijaz and S. Rajbhandari "High speed train communications system using free space optics"; Optical Communications Research Group, NCRLab, Northumbria University 2017;
4. RU 2 281 610, C1, кл. H04B 10/10, опубл. 10.08.2006;4. RU 2 281 610, C1, cl.
5. RU2 451 397, C2, кл. H04B 10/10, опубл. 10.08.2011;5. RU2 451 397, C2, cl.
6. RU 2 155 450, C1, кл. H04B 10/12, опубл. 27.08.2000;6. RU 2 155 450, C1, cl.
7. RU 57 995, U1, кл. H04B 17/00. опубл. 27.10.2006;7. RU 57 995, U1, cl.
8. RU 2 225 024, C1, кл. G02B 27/64 опубл. 27.02.2004.8. RU 2 225 024, C1, cl.
9. AO «Мостком» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.moctkom.ru/ru/терминалы-для-мобильных-объектов/, свободный - (20.08.2020.)9. AO "Mostcom" [Electronic resource]. - Access mode: http://www.moctkom.ru/ru/terminals-for-mobile-objects/, free - (08/20/2020.)
10. Дж. М. Мартинес-Дуарт и др. Нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники. М.: Техносфера, 2007.-368 с;10. JM Martinez-Duart et al. Nanotechnology for micro- and optoelectronics. M .: Tekhnosfera, 2007.-368 s;
11. Н.М. Сидякин. Элементы теории случайных импульсных потоков. М.: Сов. Радио, 1965. - 263 с;11. N.M. Sidyakin. Elements of the theory of random impulse flows. M .: Sov. Radio, 1965 .-- p. 263;
12. Российская библиотека научных журналов и статей (РАН) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://cvberleninka.ru/article/n/veroyatnostnoe-opisanie-turbulentnyh-protsessov-v-atmosfere/viewer, свободный - (20.08.2020.)12. Russian library of scientific journals and articles (RAS) [Electronic resource]. - Access mode: https://cvberleninka.ru/article/n/veroyatnostnoe-opisanie-turbulentnyh-protsessov-v-atmosfere/viewer, free - (08/20/2020.)
13. Г.В. Горелов, А.Ф. Фомин и др. Теория передачи сигналов, М. Транспорт, 2001. - 415 с;13. G.V. Gorelov, A.F. Fomin et al. The theory of signal transmission, M. Transport, 2001. - 415 p;
14. Ю.А. Громаков. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. М.: Эко-Трендз, 2000. - 239 с.14. Yu.A. Gromakov. Mobile radio communication standards and systems. M .: Eco-Trends, 2000 .-- 239 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020130839A RU2750237C1 (en) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Two-way wireless optical communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020130839A RU2750237C1 (en) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Two-way wireless optical communication system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750237C1 true RU2750237C1 (en) | 2021-06-24 |
Family
ID=76504918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020130839A RU2750237C1 (en) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Two-way wireless optical communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2750237C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794600C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-04-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Monitoring system for rolling stock and railway transport infrastructure based on wireless technologies |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2155450C1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-08-27 | Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" | Device for two-way optical communication |
US6760532B1 (en) * | 2000-01-28 | 2004-07-06 | Ciena Corporation | Optical device having dynamic channel equalization |
US6775480B1 (en) * | 1998-09-10 | 2004-08-10 | Nortel Networks Limited | Free space optical interconnect system |
RU2281610C1 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Александр Владимирович Блюмин | Device for data transfer over open optical atmospheric communication channel |
RU57995U1 (en) * | 2006-06-09 | 2006-10-27 | Владимир Миронович Вишневский | WIRELESS OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM |
-
2020
- 2020-09-18 RU RU2020130839A patent/RU2750237C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6775480B1 (en) * | 1998-09-10 | 2004-08-10 | Nortel Networks Limited | Free space optical interconnect system |
RU2155450C1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-08-27 | Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" | Device for two-way optical communication |
US6760532B1 (en) * | 2000-01-28 | 2004-07-06 | Ciena Corporation | Optical device having dynamic channel equalization |
RU2281610C1 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Александр Владимирович Блюмин | Device for data transfer over open optical atmospheric communication channel |
RU57995U1 (en) * | 2006-06-09 | 2006-10-27 | Владимир Миронович Вишневский | WIRELESS OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794600C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-04-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Monitoring system for rolling stock and railway transport infrastructure based on wireless technologies |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20130315604A1 (en) | Mobile bi-directional free-space optical network | |
EP1158704B1 (en) | Method and apparatus for aligning telescopes within a free-space optical communication system | |
US4960315A (en) | Atmosphric optical communication link | |
EP2073404B1 (en) | Method of optical free space data transmission and system to implement the method | |
Harada et al. | Adaptive beam divergence for expanding range of link distance in FSO with moving nodes toward 6G | |
US7263297B2 (en) | Method and device for the control of the power radiated onto a transmission telescope in free-space laser telecommunications systems | |
CN111525954B (en) | Multi-input and multi-output wireless optical communication system for rail trains | |
RU2750237C1 (en) | Two-way wireless optical communication system | |
US20210036777A1 (en) | Optical communication network for pico satellites | |
US6643467B1 (en) | Method and apparatus for controlling received power levels within a free space optical communication system | |
RU2174741C1 (en) | Optical air communication device | |
Kaymak et al. | Beam with adaptive divergence angle in free-space optical communications for high-speed trains | |
CN107483117B (en) | High-speed broadband wireless communication system for track traffic vehicle and ground based on laser | |
Zuo et al. | A design for emergency communication based on wireless laser communication | |
Li et al. | Investigation of the Doppler frequency shift effect on inter-channel switching time of free-space optically switched communication networks with distributed feedback laser array technique | |
Zhou et al. | Control algorithm development for mobile FSO node alignment | |
AU2021103419A4 (en) | Multiple input and multiple output wireless optical communication system for rail train | |
CN107682079B (en) | Method for controlling optical adjustment in automatic tracking FSO (frequency selective offset) equipment | |
Mabrouk et al. | FSO G2T communications in tropical climate: An overview | |
Gupta et al. | Channel performance evaluation of wireless communication networks | |
CN211720556U (en) | Free space light multi-beam diversity transmitting device for high-speed railway | |
Roshdy et al. | Free Space Optical Communications: Challenges, Mitigation techniques, Classification Framework, and Standardization. | |
Manea et al. | Considerations on interference between FSO systems | |
Hasegawa et al. | Free-space optical communication system with wide-steering beam for terrestrial access networks | |
JP2024159359A (en) | Strong magnetic field optical communication transceiver unit |