Блоки оптоэлектронного преобразования FTA-108S, FRA-108S
Компания Inter-M предлагает свой способ использования преимуществ оптоволоконной связи в трансляционных системах ‒ одновременную передачу аудиосигналов и сигналов управления с помощью блоков оптоэлектронного преобразования FTA-108S и FRA-108S.
Технология передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи на сегодняшний день не является чем-то необычным. Она все больше вытесняет способ передачи информации по физической среде на основе медного кабеля. И это не случайно, поскольку преимущества от применения этой технологии действительно впечатляют. Волоконно-оптический канал обеспечивает высокую помехозащищенность от электромагнитных помех, низкое затухание сигнала и гальваническую развязку. Кроме того, он обладает малым уровнем собственных шумов и широкой полосой пропускания.
Особенно актуально использование волоконно-оптического канала в рамках масштабных проектов, в частности, при проектировании систем оповещения и музыкальной трансляции. В подобных системах применение оптоволокна в качестве среды передачи данных является отличной альтернативой медному кабелю. Более того, во многих случаях такой способ взаимодействия является единственно возможным.
Не удивительно, что потребность в устройствах, поддерживающих обмен данных по оптике, растет из года в год. Компания Inter-M, владея уникальными технологиями, имея богатый опыт разработки трансляционного оборудования и внушительный штат квалифицированных инженеров, предлагает свой способ использования преимуществ волоконно-оптической связи в трансляционных системах — одновременную передачу аудиосигналов и сигналов управления с помощью блоков оптоэлектронного преобразования FTA-108S и FRA-108S.
Назначение
Блоки оптоэлектронного преобразования FTA-108S и FRA-108S предназначены для передачи аудиосигналов и данных между удаленными компонентами распределенной системы по волоконно-оптической линии связи.
Функциональные возможности и особенности
-
8 каналов передачи аудиосигнала
Блоки оптоэлектронного преобразования организуют обмен аудиосигналами линейного уровня по восьми независимым каналам через волоконно-оптическую линию связи.
-
Передача сигналов управления
При необходимости, блоки FTA-108S/FRA-108S могут быть укомплектованы дополнительными встраиваемыми модулями, с помощью которых, помимо аудиосигналов, по волоконно-оптическому кабелю будут также передаваться сигналы управления.
-
Расстояние до 15 км
При использовании типового волоконно-оптического кабеля и без применения дополнительных усилителей расстояние между передатчиком FTA-108S и приемником FRA-108S может достигать 15 км.
-
Возможность установки в стандартный 19” шкаф
Конструкция блоков предусматривает размещение в 19-дюймовой стойке вместе с другим трансляционным оборудованием. Каждое устройство занимает одно установочное место.
-
Подключение АКБ резервного питания
В устройстве имеются клеммы для подключения АКБ резервного питания напряжением 24 В. В случае пропадания сетевого напряжения FTA-108S и FRA-108S автоматически переключаются на резервное питание.
-
Регулировка уровня входного сигнала
Каждый из восьми аудиовходов FTA-108S снабжен двухпозиционным аттенюатором, позволяющим при необходимости ослабить входной сигнал на 10 дБ.
Описание работы
Аудиосигналы, информация о состоянии «сухих» контактов, данные последовательного интерфейса преобразуются передатчиком FTA-108S в цифровой поток данных, который передается по волоконно-оптической линии.
Рис. 1. Принцип работы оптоэлектронных преобразователей FTA-108S/FRA-108S
Оптоэлектронный приемник FRA-108S, получив поток данных, совершает обратную процедуру преобразования.
Конструкция
В базовой комплектации оптический передатчик FTA-108S совместно с приемником FRA-108S позволяют без потери качества передавать одновременно и без задержки до восьми аудиосигналов, используя одну волоконно-оптическую линию.
Если существует необходимость, помимо передачи аудиосигналов, производить обмен данными – передачу различной служебной информации, сигналов контроля и мониторинга, блоки FTA-108S и FRA-108S могут быть дополнительно укомплектованы специальными интерфейсными модулями, расширяющими возможности оптоэлектронных преобразователей. Модуль устанавливается в отсек, доступ к которому осуществляется через монтажное отверстие в задней панели FTA-108S/FRA-108S.
Рис. 2. Принцип работы оптоэлектронных преобразователей FTA-108S/FRA-108S
Внешний вид блоков оптоэлектронного преобразования FTA-108S/FRA-108S практически идентичен. Визуально оптический передатчик FTA-108S отличается от приемника FRA-108S наличием расположенных на лицевой панели кнопок 8-канального аттенюатора. Они позволяют уменьшить уровень входного аудиосигнала на 10 дБ для устранения перегрузок FTA-108S. Регулировка чувствительности осуществляется по каждому каналу индивидуально.
На передней панели FTA-108S/FRA-108S предусмотрены светодиодные индикаторы, отображающие параметры работы устройства: наличие входного сигнала, перегрузку аудиоканала, соединение по оптоволокну, передачу данных по цифровому каналу.
Рис. 3. Передняя панель FTA-108S
- 1 - индикатор входного сигнала
- 2 - индикатор перегрузки аудиоканала
- 3 - кнопка включения аттенюатора
- 4 - индикатор наличия соединения по оптоволокну
- 5 - индикаторы TX и RX
- 6 - кнопка включения питания с индикатором
Рис. 4. Задняя панель FTA-108S
- 1 - разъем AC INPUT
- 2 - разъем DC INPUT
- 3 - симметричные аудиовходы
- 4 - разъем OPTIC OUT
- 5 - отсек для дополнительного интерфейсного модуля
Рис. 5. Передняя панель FRA-108S
- 1 - индикатор перегрузки аудиоканала
- 2 - индикатор выходного сигнала
- 3 - индикатор наличия соединения по оптоволокну
- 4 - индикаторы TX и RX
- 5 - кнопка включения питания с индикатором
Рис. 6. Задняя панель FRA-108S
- 1 - разъем AC INPUT
- 2 - разъем DC INPUT
- 3 - симметричные аудиовыходы
- 4 - разъем OPTIC INT
- 5 - отсек для дополнительного интерфейсного модуля
Импульсный источник питания SMPS (Switched-mode power supply), применяемый в FTA-108S/FRA-108S, позволяет работать устройствам как от сети переменного тока напряжением 220 В, так и от источника постоянного тока напряжением 24 В.
Источники сигналов линейного уровня подключаются к оптическому передатчику FTA-108S при помощи трёхконтактных клеммников. Вход каждого канала является симметричным, что позволяет повысить помехозащищенность: используемая балансная схема выделяет полезную составляющую и подавляет синфазные помехи, наводимые в кабеле.
Рис. 7. 8-канальный АЦП Cirrus Logic CS5368-CQZ
Аудиосигналы с входных балансных схем поступают на 8-канальный АЦП Cirrus Logic CS5368-CQZ. Микросхема выполнена в LQFP-корпусе (Low Profile Quad Flat Package – тонкий корпус с четырехсторонним расположением выводов), что обеспечивает высокую плотность расположения контактов и эффективное использование площади печатной платы. Двоичная последовательность с выхода АЦП подается на преобразователь кода. Он создает поток данных в соответствие с заданным протоколом и передает его на вход оптического драйвера, формирующего оптический сигнал из электрического.
В FTA-108S в качестве источника светового излучения используется лазер. Физической средой для передачи данных выступает стандартное одномодовое оптическое волокно. Это сводит к минимуму искажение сигнала и обеспечивает расстояние до 15 км между блоками оптоэлектронного преобразования. Применение высококачественного волоконно-оптического кабеля и дополнительных усилителей уровня оптического сигнала позволяют существенно увеличить заявленную производителем дальность.
Механическое подключение преобразователя к волокну производится через стандартный SC-разъём.
На принимающей стороне приемник FRA-108S осуществляет обратное преобразование: оптический сигнал конвертируется в электрический, преобразователь кода распаковывает цифровой поток и формирует последовательность данных для ЦАП CS4385-CQZ. Полученные аналоговые аудиосигналы поступают на выходные клеммы оптического приемника, после чего они могут быть поданы на вход усилителя мощности, микшера, эквалайзера или любого другого устройства коммутации или обработки звука.
Дополнительные интерфейсные модули
Функциональные возможности блоков оптоэлектронного преобразования можно существенно расширить, установив дополнительные интерфейсные модули.
Передатчик FTA-108S опционально предусматривает установку одного из модулей: CT-600ECS, CT-600RM или CT-100M. Приемник FRA-108S со своей стороны должен быть укомплектован соответствующим ответным модулем: CR-600ECS, CR-600RM или CR-100M.
Все интерфейсные модули предназначены для передачи управляющих сигналов в виде состояния «сухих» контактов и данных последовательного интерфейса.
Рис. 8. Внешний вид интерфейсного модуля CT-600ECS
Так, модули CT-600ECS и CR-600ECS в составе блоков оптоэлектронного преобразования обеспечивают передачу данных по протоколу RS-485, используемого для обмена информацией между блоками 6000-й серии. Это дает возможность увеличить расстояние между стойками или отдельным оборудованием при построении распределенных систем оповещения.
Рис. 9. Задняя панель CT-600ECS/CR-600ECS
- 1 - разъемы LINK IN (CT-600ECS) и LINK OUT (CR-600ECS)
- 2 - клеммы CONTACT («сухой контакт»)
С помощью модулей CT-600ECS/CR-600ECS можно соединить два любых блока из состава системы 6000-й серии, поддерживающих передачу данных по RS-485, например, DIB-6000 и ECS-6216P, как это показано на изображении ниже.
Рис. 10. Пример использования модулей CT-600ECS/CR-600ECS
Модули CT-600RM и CR-600RM решают более частную задачу – подключение микрофонных панелей RM-6024 на расстояние, значительно большее, чем это предусмотрено штатным способом с помощью витой пары.
Рис. 11. Задняя панель CT-600RM/CR-600RM
- 1 - разъемы RM IN (CT-600RM) и RM OUT (CR-600RM)
- 2 - клеммы AUDIO OUT (CT-600RM), AUDIO IN (CR-600RM)
- 3 - клеммы CONTACT
Кроме микрофонных панелей RM-6024 с помощью модулей CT-600RM и CR-600RM таким же образом могут быть подключены телефонные контроллеры TP-6231 и контроллеры микрофонных панелей RME-6108, удаленные от стойки на большое расстояние.
Рис. 12. Пример использования модулей CT-600RM/CR-600RM
Для решения широкого круга задач могут быть применены универсальные модули CT-100M и CR-100M, с помощью которых в одном цифровом потоке с аудиосигналами передаются данные по протоколам RS-232 или RS-422, а также восемь пар «сухих контактов».
Рис. 13. Задняя панель CT-100M/CR-100M
- 1 - клеммы интерфейса RS-422
- 2 - клеммы интерфейса RS-232
- 3 - клеммы CONTROL IN (CT-100M), CONTROL OUT (CR-100M)
Данные модули могут применяться как для передачи данных между компонентами трансляционной системы Inter-M, например, дистанционным пультом управления LM-8000 и аудиоматричным контроллером PX-8000, так и для обмена информацией между устройствами сторонних производителей, поддерживающих стандартные интерфейсы RS-232, RS-422 или «сухой контакт».
Рис. 14. Пример использования модулей CT-100M/CR-100M
Таким образом, продуманная конструкция блоков оптоэлектронного преобразования позволяет в зависимости от конкретной задачи использовать тот или иной интерфейсный модуль. Эта особенность делает устройство действительно универсальным, ориентированным не только на применение в составе трансляционных или профессиональных звуковых систем, но и для решения любых других задач управления, контроля и мониторинга.
Преимущества новой модели
- По одному единственному волоконно-оптическому кабелю одновременно может передаваться до восьми аудиоканалов, а также сигналы управления
- Передача аудиосигнала осуществляется без задержки и потери качества, что дает возможность применения устройств как в трансляционных, так и в профессиональных звуковых системах
- Длина кабеля между оптическим передатчиком и приемником, при которой производителем гарантируется стабильная передача сигнала, составляет 15 км
- Блоки оптоэлектронного преобразования могут быть дополнительно укомплектованы интерфейсным модулем одного из трех типов, что позволяет, помимо аудиосигнала, передавать сигналы управления и контроля
Технические характеристики
| Наименование | FTA-108S | FRA-108S | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| количество независимых аудиоканалов | 8 | |||||||
| уровень входного сигнала / входное сопротивление, дБ/кОм | 0/20 | |||||||
| частота дискретизации, кГц | 48 | |||||||
| частотный диапазон, Гц | 20…20 000 | |||||||
| разрядность АЦП/ЦАП, бит | 24 | |||||||
| коэффициент нелинейных искажений, % | <0,01 | |||||||
| отношение сигнал/шум, дБ | >90 | |||||||
| совместимые интерфейсные модули | CT-100M, CT-600ECS, CT-600RM | CR-100M, CR-600ECS, CR-600RM | ||||||
| максимальная протяженность волоконно-оптической линии, км | 15 | |||||||
| напряжение питания, В - основное (переменный ток, 50 Гц) - резервное (постоянный ток) |
220…240 24 |
|||||||
| максимальная потребляемая мощность, Вт | 18 | |||||||
| масса, кг | 4,2 | |||||||
| габариты (ШхВхГ), мм | 482х44х280 | |||||||
Схема применения
Пример построения распределённой системы оповещения
Блоки оптоэлектронного преобразования FTA-108S и FRA-108S, укомплектованные интерфейсными модулями CT-600ECS и CR-600ECS, могут применяться для построения распределенных систем оповещения и управления эвакуацией на базе стоечного оборудования 6000-й серии.
Применение волоконно-оптических линий связи позволяет существенно увеличить расстояния между стойками по сравнению с обычным способом соединения оборудования с помощью медного кабеля.
Система оповещения и управления эвакуацией, схема которой приведена на рис. 15, состоит из центральной и двух удаленных стоек, собранных на оборудовании 6000-й серии Inter-M. Несмотря на то, что стойки могут находиться на значительном расстоянии друг от друга, в системе обеспечивается централизованный контроль и управление с помощью компьютера, расположенном на посту диспетчера.
За счет того, что сигналы управления и аудиосигналы передаются по одной волоконно-оптической линии, обеспечивается одновременно и контроль работоспособности системы и контроль целостности передачи аудиосигнала между стойками.
Данная распределенная система может быть сопряжена с другой трансляционной системой, например, на базе снятой с производства 600-й или 9000-й серии оборудования Inter-M. В этом случае удалённая стойка #3 на рис. 15 может автономно выполнять все основные функции, такие как оповещение о пожаре, громкоговорящая связь, и при этом иметь возможность получать сигналы управления в виде «сухих» контактов и транслировать аудиосигнал, поступающий от центральной стойки через блоки оптоэлектронного преобразования.
Пример подключения удалённой микрофонной панели RM-6024
Блоки FTA-108S/FRA-108S совместно с интерфейсными модулями CT-600RM и CR-600RM можно использовать для подключения микрофонной панели RM-6024 (рис. 16). Такая схема актуальна, если диспетчерский пост, на котором установлена микрофонная панель, расположена на расстоянии более 1000 метров от стойки. В этом случае использование витой пары или другого медного кабеля не допускается и рекомендуется использовать опто-волоконную линию связи.
Пример интеграции СОУЭ и системы профессионального звука
Оптоволоконные линии связи могут применяться и для объединения двух звуковых систем – трансляционной системы, выполняющей функции оповещения о пожаре, передачи сигналов ГО и ЧС, сообщений по громкой связи и системы профессионального звука, которая может быть предназначена, например, для озвучивания конференц-зала, помещений выставочных комплексов, спортивных сооружений.
Соединив таким образом две независимые системы, появляется возможность при необходимости задействовать профессиональную акустику для тревожного оповещения с централизованным управлением и передачи аудиосигнала из общего с трансляционной системой источника.
