Подводные цифровые системы сбора и передачи информации (ЦССПИ)

 

• Подводная ЦССПИ на оптическом кабеле (модификация 1)
• Подводная ЦССПИ на оптическом кабеле (модификация 2)
• Подводная ЦССПИ на электрическом кабеле
• Мобильная наземная ЦССПИ па оптическом кабеле
• Приёмники дистанционного питания (ПДП) ЦССПИ
• Технологическое оборудование для отладки ЦССПИ и их составных частей

 
Области применения:

• — подводные оптические линии связи
• — гидроакустика
• — охранные системы
• — геофизика

 

Подводная ЦССПИ на оптическом кабеле (модификация 1)

 
Состав подводной части ЦССПИ:

• — приборы многоканального сбора сигналов от частотных датчиков, преобразования их в цифровую форму и формирования первичных цифровых потоков
• — приборы, осуществляющие приём первичных цифровых потоков  и объединяющие их в высокоскоростной поток, передаваемый по оптической магистрали передачи данных.
• — приборы обеспечивают приём тока дистанционного электропитания, передаваемого по медному проводнику оптического кабеля, и формирование вторичного питания собственной аппаратуры и приборов сбора данных
• — приборы, обеспечивающие ретрансляцию передаваемых цифровых потоков

Состав береговой части ЦССПИ:

• — прибор, принимающий высокоскоростной поток данных в виде оптических сигналов  и преобразующий оптические сигналы в электрические. Прибор выделяет из них исходные первичные цифровые потоки, которые преобразуются в стандартную форму Fast Ethernet, обеспечивающую ввод данных в ПЭВМ вычислительного комплекса
• — прибор дистанционного электропитания

Технические данные ЦССПИ:

• — ток дистанционного питания подводной аппаратуры – 1(1,2) А
• — напряжение дистанционного питания до 3500 В                                
• — в подводной аппаратуре обеспечивается автоматическое резервирование линейного тракта                                                                                            
• — интерфейс сопряжения береговой аппаратуры с ВК – Ethernet
• — разрядность преобразования в приборах сбора данных- 16 (24) 

Монтаж подводного прибора сбора многоканальных аналоговых сигналов

Подводный прибор ввода первичных потоков цифровой информации

Подводный ретранслятор цифровых потоков оптической МПД

Модуль ввода первичных цифровых потоков от аппаратуры сбора данных

Модуль ввода двух потоков Е1 в Ethernet береговой части ЦССПИ

 

Приёмники дистанционного питания (ПДП) ЦССПИ

Электропитание подводных ЦССПИ осуществляется от устройств дистанционного питания (УДП) постоянным током  по однопроводной схеме (по медному проводнику оптического кабеля). В качестве обратного провода используется морская вода.

В подводных приборах ЦССПИ  ПДП  включены последовательно  в разрыв медной жилы кабеля.

ПДП обеспечивает:

• — приём тока дистанционного питания и преобразование  его в напряжения электропитания аппаратуры приборов ЦССПИ
• —  гальваническую развязку питаемой аппаратуры от высокопотенциальной линии дистанционного питания
• —  защиту низковольтной аппаратуры приборов в случае аварии в цепи дистанционного электропитания
• — переключение на резерв в случае пропадания какого либо напряжения на выходе основного ПДП.

В случае выхода из строя питаемой аппаратуры или ПДП предусмотрена возможность замыкания цепи ДП с целью обеспечения её целостности.

ПДП содержит следующие функциональные узлы:

• —  параллельный стабилизатор  напряжения
• —  DC-DC преобразователь    
• — устройство защиты
• — устройство переключения на резерв

Основные технические данные:

• — количество выходных напряжений – до 6
• — выходная мощность – до 90 Вт
• — величина стабилизированного тока ДП       1,0 (1,2)А
• — величина напряжения гальванической развязки между цепью ДП и вторичными цепями – до 10 кВ.

Приемник дистанционного питания прибора ввода первичных потоков цифровой информации

Приемник дистанционного питания ретранслятора цифровых потоков оптической МПД

Монтаж приемников дистанционного питания в гермокорпусе оптического подводного ретранслятора

Приемник дистанционного питания в гермокорпусе оптического подводного ретранслятора

 

Подводная ЦССПИ на оптическом кабеле (модификация 2)

 

Состав ЦССПИ:

• — подводная магистраль передачи данных (МПД) с точками доступа к аппаратуре сбора данных (в состав ЦССПИ не входит)
• — береговая аппаратура, обеспечивающая сопряжение МПД с вычислительным комплексом и дистанционное электропитание МПД по медным проводникам оптического кабеля

МПД построена на основе подводного оптического кабеля, вдоль которого расположены модули сопряжения, обеспечивающие дуплексный приём цифровых электрических сигналов от аппаратуры сбора данных, передаваемых по подводному электрическому кабелю к модулю сопряжения. В модуле сопряжения электрические сигналы преобразуются в оптические, которые передаются к береговой аппаратуре по оптической магистрали.

Модули  сопряжения принимают дистанционное электропитание от береговой аппаратуры, передаваемое по медным жилам оптического кабеля, и преобразуют его в требуемые номиналы питающих напряжений, поступающих по подводному электрическому кабелю к аппаратуре сбора данных. Сигналы от аппаратуры сбора данных могут передаваться в стандартах RS-485, Е1, Ethernet (по согласованию с заказчиком).

Модули сопряжения обеспечивают надёжную герметизацию вводов оптического и электрического подводных кабелей, а также значительные растягивающие линейные нагрузки.

МПД с берегового конца заканчивается герметичной муфтой, разделяющей оптические и электрические жилы кабеля. Соединение их с береговым прибором производится с помощью оптических шнуров и электрического кабеля.

Береговая аппаратура конструктивно представляет собой шкаф «RITTAL» в котором расположены конверторы, преобразующие принимаемые оптические сигналы в электрические и передаваемые далее к вычислительному комплексу по электрическому кабелю. В нём расположены также источники дистанционного электропитания.

Технические данные

• — количество точек доступа подводной магистрали – до 10
• — напряжение дистанционного питания – до 600В

ЦССПИ при проведении предварительных испытаний

Магистраль передачи данных в  контейнере

Оконечный модуль сопряжения МПД

Промежуточный модуль сопряжения МПД

 

Подводный соединитель электрический

 

Подводная ЦССПИ на электрическом кабеле

Состав подводной части ЦССПИ:

• — модули многоканального сбора сигналов от частотных датчиков, преобразования их в цифровую форму и формирования цифровых потоков, передаваемых по подводному электрическому кабелю к береговому модулю сопряжения с вычислительным комплексом (ВК)

Состав береговой части ЦССПИ;

• — модуль сопряжения, обеспечивающий приём цифрового потока от подводной части ЦССПИ и конвертирования его в Ethernet для ввода в компьютер ВК, передачу команд от ВК к аппаратуре сбора данных, формирование и передачу к аппаратуре сбора данных дистанционного электропитания
• — автономный источник электропитания (аккумулятор)

Технические данные:

• — цифровой поток в пределах подводной части аппаратуры – Е1
• — количество аналоговых каналов – 32 (16)
• — синхронизация выборки по всем каналам при аналого-цифровом преобразовании                       
•  — разрядность преобразования – 16 (24)

Датчики частотных сигналов (фрагмент)

Датчики частотных сигналов (фрагмент)

Береговой модуль сопряжения подводной части ЦССПИ с вычислительным комплексом

Плата малошумящего приёмоусилителя

Электронный блок модуля сбора данных

 

 

Мобильная наземная ЦССПИ на оптическом кабеле

Состав ЦССПИ:

• — приборы сбора данных
• — приборы приёма цифровых данных
• — мобильный оптический кабель связи

Настоящая аппаратура предназначена для аналого-цифровой обработки многоканальных сигналов от нескольких групп  частотных датчиков, формирования групповых цифровых потоков в стандарте Ethernet и передачи их по мобильным оптическим кабелям к прибору, обеспечивающему приём указанных потоков, преобразование их в электрическую форму и последующую передачу  в ПЭВМ мобильного вычислительного комплекса.

Основные технические данные:

• — мобильный оптический кабель связи имеет 4 волокна, защищён стальной бронёй, оконцован с обеих сторон оптическими соединителями
• — длина оптического кабеля  до 1 км.
• — количество групп сбора данных –  от 1 до 3
• — количество частотных датчиков в группе – до 96
• — разрядность преобразования – 16(24)
• — аппаратура обеспечивает синхронную выборку цифровых отсчётов как в пределах одной группы датчиков, так и между группами
• — конструкция блоков и внешних соединителей  обеспечивает защиту электроники от воздействия осадков в полевых условиях

 

Технологическое оборудование

Для технологической отладки ЦССПИ и их составных частей в процессе изготовления и испытаний разработано технологическое оборудование (стенды), представляющие собой аппаратно-программные комплексы.

На приведённых ниже фотографиях показано оборудование и его возможности. В оборудование применено программное обеспечение собственной разработки.

Контроль сигнала синхронизации от трех групп частотных датчиков

Отображение тестовых сигналов частотных датчиков с использованием стендового программного обеспечения

Отображение сигналов частотных датчиков в виде гистограмм

Отображение спектра тестового сигнала частотных датчиков

Контроль собственных шумов в каналах ЦССПИ

Контроль разброса амплитуд и фаз в каналах ЦССПИ

Контроль параметров подводного оптического ретранслятора с помощью технологического оборудования