Обеспечение достоверности передачи информации по ВОЛС
Статья инженера-разработчика ООО "Ленпромавтоматика" Александра Лапшина для журнала "Вестник автоматизации". В статье рассказывается об обеспечении достоверности передачи информации по ВОЛС и разработанного для этой цели нового приемопередатчика.
Обеспечение достоверности передачи информации по ВОЛС
В процессе реализации решений по скоростной передаче информации в условиях повышенного уровня электромагнитных помех на большие расстояния (до 2 500 метров) нами был сделан выбор в пользу использования волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). В ходе эксплуатации ряда приемопередатчиков мы выявили некорректную работу устройств с выдачей ошибочных выходных сигналов. По этой причине было принято решение о разработке приемопередатчика для ВОЛС.
Главное место в новой линейке занимает устройство ЛПА-501. Его отличительной особенностью является возможность выбора помехозащищенного протокола обмена по ВОЛС. В зависимости от задачи можно использовать несколько методов, различающихся по количеству избыточной информации и, как следствие, задержке на передачу исходных сигналов. Среди используемых методов есть такие как разложение в коды Хемминга, использование мажоритарного троирования, использование синхронизирующих посылок. Возможно включение или отключение каждого из перечисленных методов. При отключении каждого из методов уменьшается вероятность достоверной передачи информации, но в то же время уменьшается задержка между поступлением входных сигналов и выдачей выходных сигналов. В случае выбора наименее помехозащищенного режима передачи задержка составит 0,5 микросекунды, при выборе наиболее помехозащищенного варианта с возможностью исправления ошибок задержка составит 4 микросекунды. Таким образом, пользователь сам принимает решение, что ему важнее: скорость реакции или достоверность информации.
На рисунке представлен внешний вид приемопередатчика в комплекте с совместимым блоком питания ЛПА-600, связь между устройствами осуществляется по внутренней шине.
Ключевые особенности устройства:
- конфигурирование по интерфейсу USB 2.0 без применения специальных адаптеров или переходников.;
- настройка количества входных-выходных сигналов TTL уровня с возможностью подключения гальванической развязки;
- светодиодная индикация режимов работы;
- возможность подключения дополнительных модулей (преобразователи входных выходных сигналов, драйверы последовательных интерфейсов RS-232, RS-485) через внешнюю шину;
- возможность передачи интерфейсов непосредственно через дискретные порты. Пример: последовательные интерфейсы, до 8 портов (full duplex скорость до 57 600);
- поставка отдельных дополнительных модулей под заказ.
Основные технические характеристики приёмопередатчика TTL-сигналов ЛПА-501
Напряжение питания, В |
24 |
Потребляемый ток, мА |
До 150 |
Габариты, мм |
108х101х62 |
Степень защиты корпуса |
IP20 |
Гарантийный срок эксплуатации, месяцев |
24 |
Средний срок службы, лет |
10 |
Программное конфигурирование ЛПА-501 осуществляется с помощью бесплатного конфигуратора, разработанного инженерами ЛПА. Конфигуратор находится в свободном доступе на сайте www.lpadevice.ru, раздел «Загрузки».
Технические характеристики оптической линии связи:
Дистанция |
до 2,5 км. |
Скорость передачи информации |
до 21 Мбод |
Длина волны |
820 нм. |
Тип оптоволокна |
62,5/125 мкм. многомодовое |
Тип оптического разъема |
ST (по требованию возможна установка типов SMA, FC, SC) |
Конструкция и крепеж
Конструктивно устройства ЛПА-501 выполнены в пластмассовом неразборном корпусе и предназначены для установки на монтажный рельс шириной 35 мм. Для облегчения монтажа применены пружинные клеммные колодки. Габаритный чертёж в dwg формате можно найти на страничке, посвящённой изделию: ЛПА-501
Варианты подключения ЛПА-501:
8 входных и 8 выходных дискретных сигналов, двунаправленная передача:
Однонаправленная передача 16 дискретных каналов:
Двунаправленная передача последовательных интерфейсов: