Способ устранения ложных срабатываний при включении защищенных волоконно-оптических систем
Владельцы патента RU 2350019:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к способам снижения вероятности ложных срабатываний в защищенных волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) информации ограниченного доступа, оснащенных системами постоянного контроля волоконно-оптической линии передачи (ВОЛП). Техническим результатом является задержка контроля на время, которое соответствует времени прогрева приемо-передающей аппаратуры ВОСП в зависимости от параметров системы и условий эксплуатации. Для этого в способе, заключающемся в передаче, приеме, детектировании оптического сигнала с волоконно-оптической линии, усилении, интегрировании и преобразовании из аналоговой формы в цифровую форму электрического сигнала с помощью аналого-цифрового преобразователя, вычислении суммы отклонений текущих значений сигнала от контрольного значения с учетом знака в течение времени, задаваемого таймером, сравнении полученных текущих значений сумм с заранее заданным опорным сигналом, формировании сигнала тревоги в случае, если разность текущего значения суммы превышает опорный сигнал на величину заданного порогового значения, новым является то, что при включении защищенной волоконно-оптической системы формируются сигналы запрета передачи информации ограниченного доступа и блокирования сигнала тревоги, через каждое заданное таймером количество отсчетов N, составляющих цикл, вычисляется среднее выборочное значение, например, в j-том цикле
которое запоминается на цикл и вычитается из следующего значения, полученная в результате разность
сравнивается с заранее заданным порогом включения Yn, в случае, если
формируется импульс разрешения, который поступает на счетчик импульсов, который при накоплении заданного количества импульсов разрешения m подряд формирует сигнал запрета вычисления разности ΔYj, снимается сигнал блокирования тревоги и формируется сигнал разрешения передачи информации ограниченного доступа. 2 ил.
Изобретение относится к способам снижения вероятности ложных срабатываний в защищенных волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) информации ограниченного доступа, оснащенных системами постоянного контроля волоконно-оптической линии передачи (ВОЛП).
Известен «Способ обнаружения медленного вывода оптического излучения через боковую поверхность волоконно-оптической линии связи» (Патент России №2251810 от 20.01.2003 г. по заявке №2003101467/09), который наиболее близок к заявляемому способу и поэтому принят за прототип.
Способ состоит в том, что принимаемые с волоконно-оптической линии оптические сигналы детектируются и усиливаются до необходимой величины. После этого сигнал интегрируется и преобразуется из аналоговой формы в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). После этого вычисляется сумма отклонений текущих значений сигнала от контрольного значения с учетом знака в течение времени, задаваемого таймером. После этого сравнивают полученные текущие значения сумм с заранее заданным опорным сигналом, а сигнал тревоги формируют в случае, если разность текущего значения суммы превышает опорный сигнал на величину заданного порогового значения. Причем пороговое значение периодически корректируется.
Устройство, реализующее способ, работает следующим образом. Оптические сигналы с волоконно-оптической линии детектируются фотодетектором, усиливаются усилителем фототока и поступают на выход через формирователь выходных сигналов. Сигналы с выхода усилителя фототока поступают на вход интегратора, с выхода которого - на вход АЦП, где преобразуются из аналоговой формы в цифровую форму. АЦП тактируется генератором, сигналы с которого поступают на вход таймера. Таймер отсчитывает время, в течение которого происходит вычисление суммы. С выхода АЦП сигналы поступают в арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое проводит суммирование (с учетом знака) полученного значения с ранее полученной суммой. Сумма хранится в ОЗУ. Цифровой компаратор сравнивает текущие значения сигнала, поступившего с выхода АЦП, с предыдущим (или несколькими предыдущими), а также полученную сумму с заданной пороговой величиной. Если текущее значение оказалось ниже предыдущего (предыдущих) на предельную величину или сумма достигла заданной величины, то устройство сигнализации формирует сигнал тревоги. Таймер отсчитывает промежуток времени, через который производится установка нулевой суммы в ОЗУ. Таким образом, медленные изменения затухания, которые произойдут за время, превышающее время хранения текущих значений, будут обнаружены, так как приведут к постоянному увеличению суммы (с отрицательным знаком) и, в конечном итоге, к достижению значения срабатывания устройства сигнализации.
К недостаткам данного способа обнаружения следует отнести: при включении приемо-передающей аппаратуры защищенной волоконной волоконно-оптической системы передачи происходит ее прогрев и соответственно быстрое изменение амплитуды контрольного сигнала, которое приводит к ложным срабатываниям системы контроля.
Решаемая техническая задача - устранение ложных срабатываний после включения защищенной волоконно-оптической системы передачи.
Техническим результатом является задержка контроля на время, которое соответствует времени прогрева приемопередающей аппаратуры ВОСП в зависимости от параметров системы и условий эксплуатации.
Этот технический результат достигается с помощью способа устранения ложных срабатываний в защищенной волоконно-оптической системе при включении, заключающегося в передаче, приеме, детектировании оптического сигнала с волоконно-оптической линии, усилении, интегрировании и преобразовании из аналоговой формы в цифровую форму электрического сигнала с помощью аналого-цифрового преобразователя, вычислении суммы отклонений текущих значений сигнала от контрольного значения с учетом знака в течение времени, задаваемого таймером, сравнении полученных текущих значений сумм с заранее заданным опорным сигналом, формировании сигнала тревоги в случае, если разность текущего значения суммы превышает опорный сигнал на величину заданного порогового значения.
Новым является то, что при включении защищенной волоконно-оптической системы формируются сигналы запрета передачи информации ограниченного доступа и блокирования сигнала тревоги, через каждое заданное таймером количество отсчетов N, составляющих цикл, вычисляется среднее выборочное значение, например, в j-том цикле
которое запоминается на цикл и вычитается из следующего значения, полученная в результате разность
сравнивается с заранее заданным порогом включения Yn, в случае, если
формируется импульс разрешения, который поступает на счетчик импульсов, который при накоплении заданного количества импульсов разрешения m подряд формирует сигнал запрета вычисления разности ΔYj, снимается сигнал блокирования тревоги и формируется сигнал разрешения передачи информации ограниченного доступа.
Совокупность существенных признаков заявляемого способа позволяет в каждом индивидуальном случае определить время, в течение которого должен быть заблокирован сигнал тревога и передача информации, что устраняет ложные срабатывания при прогреве приемопередающей аппаратуры защищенной ВОСП.
На фигуре 1 представлена экспериментальная зависимость контрольного сигнала от времени для опытного образца FOBOS-100.
На фигуре 2 представлена функциональная схема оптического приемника, реализующего заявляемый способ: 1 - оптическое волокно; 2 - приемный оптоэлектронный модуль (ПРОМ); 3 - усилитель-ограничитель (УО); 4 - линейный усилитель (ЛУ); 5 - амплитудный детектор (АД); 6 - интегратор (ИНТ); 7 - АЦП; 8 - таймер (Т); 9 - устройство вычисления суммы (УВСУМ); 10 - устройство вычисления среднего выборочного (УВС); 11 - ОЗУ среднего; 12 - устройство вычитания (УВ); 13 - цифровой компаратор (КОМ); 14 - счетчик (СЧ); 15 - цифровой компаратор (КОМ).
Устройство, реализующее заявляемый способ, работает следующим образом. Постоянно принимаемый оптический информационный сигнал с ОВ (1) поступает на входной полюс ПРОМ (2), где преобразуется в электрический сигнал. С выхода ПРОМ сигнал поступает на вход УО (3), который формирует цифровой информационный сигнал. Этот же сигнал поступает на вход ЛУ (4), который усиливает амплитуду сигнала до требуемого уровня. После этого АД (5) преобразует амплитуду сигнала в постоянный контрольный уровень (КУ), который поступает на вход ИНТ (6). ИНТ ограничивает полосу частот контрольного сигнала и соответственно уменьшает шум.
После этого аналоговый сигнал преобразуется в цифровой ряд Котельникова с помощью АЦП (7), который тактируется Т (8) (тактовый период - Δt). Выборка входной реализации Yi поступает на УВСУМ (9) и УВС (10). УВС вычисляет среднее выборочное значение за заданный промежуток времени Т (количество отсчетов N=Т/Δt). Полученное среднее выборочное записывается в ОЗУ (11), из которого поступает на первый вход УВ (12), на второй вход которого поступает текущее значение Yj. УВ вычисляет модуль разности входных значений.
Полученная разность /ΔYj/ сравнивается КОМ (13) с заранее установленным значением порога включения Yn. В случае, если разность меньше или равна нулю, формируется импульс m. СЧ (14) считает количество импульсов и в случае получения заданного количества импульсов подряд запрещает последующее вычисление разности УВ (12). Кроме того, СЧ (14) снимает сигналы запрета передачи и формирования сигнала тревоги на КОМ (15).
В опытных образцах конверторов FOBOS-100M и FOBOS-100S, реализующих заявляемый способ, были использованы следующие элементы и устройства: приемные оптоэлектронные модули ПРОМ-364-155 и HFBR-2316Т; усилитель-ограничитель К500ЛП116; линейный усилитель К500ЛП116; амплитудный детектор 2ВС523ВМ; интегратор OPA177GS; АЦП, таймер, устройство вычисления суммы, устройство вычисления среднего выборочного, ОЗУ среднего, устройство вычитания, цифровой компаратор и счетчик реализованы в микроконтроллере PIC16C717 со специально разработанным программным обеспечением «DEMOS».
Испытания образцов показали, что блокирование передачи сигналов и формирования сигнала тревога осуществлялось после включения на время от 1,5 мин до 30 мин в зависимости от внешних условий. При этом ложных срабатываний обнаружено не было.
Способ устранения ложных срабатываний в защищенной волоконно-оптической системе при включении, заключающийся в передаче, приеме, детектировании оптического сигнала с волоконно-оптической линии, усилении, интегрировании и преобразовании из аналоговой формы в цифровую форму электрического сигнала с помощью аналого-цифрового преобразователя, вычислении суммы отклонений текущих значений сигнала от контрольного значения с учетом знака в течение времени задаваемого таймером, сравнении полученных текущих значений сумм с заранее заданным опорным сигналом, формировании сигнала тревоги в случае, если разность текущего значения суммы превышает опорный сигнал на величину заданного порогового значения, отличающийся тем, что при включении защищенной волоконно-оптической системы формируется сигналы запрета передачи информации ограниченного доступа и блокирования сигнала тревоги, через каждое заданное таймером количество отсчетов N, составляющих цикл, вычисляется среднее выборочное значение, например, в j-том цикле
которое запоминается на цикл и вычитается из следующего значения, полученная в результате разность
сравнивается с заранее заданным порогом включения Yn, в случае, если
формируется импульс разрешения, который поступает на счетчик импульсов, который при накоплении заданного количества импульсов разрешения m подряд формирует сигнал запрета вычисления разности ΔYj и снимается сигнал блокирования тревоги и формируется сигнал разрешения передачи информации ограниченного доступа.
