Оптико-електронна інформаційно-енергетична інфраструктура регіону (міста)

Оптико-електронна інформаційно-енергетична інфраструктура регіону (міста), що містить енергостанцію, яка відрізняється тим, що в неї введено міську інформаційно-енергетичну магістраль на волоконно-оптичних лініях зв'язку з металевою оболонкою; міжрегіональну інформаційноенергетичну магістраль з магістральними комутаційними пристроями; центр керування, що складається з сервера керування пристроями контролю транспортних потоків та іншими пристроями, сервера обробки інформації телеметрії, сервера зберігання інформації, пристроїв захисту інформаційних потоків, комутаційного пристрою, робочих станцій операторів, медіа-конвертора та моніторів; офіси банків, міліції, медичної та пожежної служб, а також офіси інших державних та приватних структур, причому усі вони в цілому містять медіаконвертор, комутаційний пристрій, сервер, пристрої друку, телефони/відеотелефони, пожежні давачі, комп'ютери та інші пристрої; структуру керування транспортним потоком, що містить ведучий та ведені пристрої контролю транспортних потоків, відеокамери спостереження, приймальнопередавальні пристрої зв'язку з транспортними засобами, точки радіодоступу та інші пристрої; блок зв'язку з Internet; блок надання послуг телефонії; блок надання послуг телебачення; житловий будинок, що містить під'їздні медіаконвертори, комутаційні блоки, комп'ютери та інші пристрої з можливістю підключення до мережі; блок керування енергостанцією, що містить медіаконвертор та робочу станцію контролю; лінії електропередач, а також радіодавачі біометрії об'єктів, транспортні пристрої інформаційного обміну з ме 2 (19) 1 3 Корисна модель відноситься до оптоелектроніки, переважно до розробки систем зв'язку та передачі інформації. Відома електроенергетична мережа (патент України №21173, М. кл. Н02J3/00 від 28.02.2000), що містить джерело змінного струму і споживача. Недоліком цієї системи є вузька галузь застосування за рахунок того, що вона не придатна для здійснення обміну інформацією між споживачами, а тому і для організації інформаційних мереж та систем управління з великим обсягом обороту інформації. Відома оптоволоконна система кабельного телебачення (патент СРСР №1727211 М. кл. 5H04N7/18 від 15.04.1992), що містить головну станцію, магістральну розподільчу мережу, домові станції, домові розподільчі мережі, та абонентські пристрої. Недоліком такої системи є односторонність інформаційного потоку, обумовлена тим, що інформаційний сигнал проходить в напрямку лише від головної станції до абонентського пристрою. Також недоліком такої системи є її залежність від інших систем - таких як енергетична мережа. Відома автоматична система управління дорожнім рухом «Старт» («Открытые системы», №11-12 за 1999, видавництво «Открытые системы», Москва), що містить в загальному дорожні контролери та детектори транспорту, з'єднані некомутованими лініями зв'язку з районними керуючими підсистемами, які з'єднані з центральною керуючою підсистемою. Недоліком такої системи є її складність, обумовлена використанням некомутованих провідних ліній зв'язку. Цей недолік обумовлює низьку здатність до масштабування районних керуючих підсистем. Також слід зазначити, що ця система не має вузьку спеціалізацію, а тому не придатна до використання одночасно і для інших задач інформаційно-енергетичного обміну, що обумовлює вузьку галузь застосування. За прототип обрано оптоелектронну інформаційно-енергетичну мережу (Заявка на винахід України №2001075383, М. кл. МПК 7 Н04В10/12, H04N7/173, від 27.07.2001 ), яка містить телевізійну станцію, з'єднану за допомогою ВОЛЗ через комутатор з абонентським пристроєм, який з'єднаний за допомогою волоконно-оптичних ліній зв'язку (в подальшому - ВОЛЗ) через автоматичну телефонну станцію з іншими абонентськими пристроями та WEB-сервером, а за допомогою металевої оболонки ВОЛЗ електроенергетична станція з'єднана зі всіма іншими компонентами системи. Недоліком такої системи є її недостатня пристосованість для роботи в якості автоматичної системи управління транспортними потоками і оптимальної координації різних інфраструктур міста. 43842 4 В основу винаходу поставлено задачу створення оптико-електронна інформаційноенергетична інфраструктура регіону (міста), яка реалізовувала б у собі можливість використання її ділянок для різноманітних задач інформаційноенергетичного обміну, а також могла б поєднувати у собі усі інфраструктури регіону (міста), оптимально координуючи їх роботу в різних режимах функціонування. Рішення поставленої задачі досягається тим, що оптико-електронна інформаційно-енергетична інфраструктура регіону (міста) містить енергостанцію, міську інформаційно-енергетичну магістраль на волоконно-оптичних лініях зв'язку з металевою оболонкою; міжрегіональну інформаційноенергетичну магістраль з магістральними комутаційними пристроями; центр керування, що складається з сервера керування пристроями контролю транспортних потоків та іншими пристроями, сервера обробки інформації телеметрії, сервера зберігання інформації, пристроїв захисту інформаційних потоків, комутаційного пристрою, робочих станцій операторів медіа-конвертора, та моніторів; офіси банків, міліції, медичної та пожежної служб, а також офіси інших державних та приватних структур, причому усі вони в загальному містять медіаконвертор, комутаційний пристрій, сервер, пристрої друку, телефони/відеотелефони, пожежні давачі, комп'ютери та інші пристрої; структуру керування транспортним потоком, що містить ведучий та ведені пристрої контролю транспортних потоків, відеокамери спостереження, приймальнопередавальні пристрої зв'язку з транспортними засобами, точки радіодоступу та інші пристрої; блок зв'язку з Internet; блок надання послуг телефонії; блок надання послуг телебачення; житловий будинок, що містить під'їздні медіаконвертори, комутаційні блоки, комп'ютери та інші пристрої з можливістю підключення до мережі; блок керування енергостанцією, що містить медіаконвертор та робочу станцію контролю; лінії електропередач, а також радіодавачі біометрії об'єктів, транспортні пристрої інформаційного обміну з мережею і мобільні комунікатори. При цьому до міжрегіональної інформаційно-енергетичної магістралі підключено міську інформаційно-енергетичну магістраль, до якої через медіа-конвертор підключено комутаційний пристрій центру керування, до якого через пристрої захисту інформаційних потоків підключені сервер керування абонентськими та іншими пристроями, сервер зберігання інформації, сервер обробки інформації телеметрії, до якого підключені монітори, а також до комутаційного пристрою центру керування підключені робочі станцій операторів; причому до міської інформаційноенергетичної магістралі через магістральні комутаційні пристрої та медіа-конвертори підключені комутаційні пристрої офісів банків, міліції, медичної та пожежної служб, а також офіси інших дер 5 жавних та приватних структур, до яких підключені сервери цих офісів підключені також пристрої друку, телефони/відеотелефони, пожежні давачі, комп'ютери та інші пристрої; також до міської інформаційно-енергетичної магістралі через магістральні комутаційні пристрої підключені ведучі пристрої структур керування транспортним потоком, а до них підключені ведені пристрої контролю транспортних потоків, відеокамери спостереження, приймально-передавальні пристрої зв'язку з транспортними засобами, з якими зв'язані транспортні пристрої інформаційного обміну з мережею, точки радіодоступу, з якими зв'язані радіодавачі біометрії об'єктів, та інші пристрої; також до магістральних комутаційних пристроїв підключено блок зв'язку з Internet, блок надання послуг телефонії, з яким зв'язані мобільні комунікатори, і блок надання послуг телебачення; під'їздні медіа-конвертори житлового будинку підключені також до магістральних комутаційних пристроїв, причому до під'їздних медіа-конверторів житлового будинку підключено комутаційні блоки, до яких під'єднані комп'ютери та інші пристрої з можливістю підключення до мережі; причому до магістральних комутаційних пристроїв підключено медіа-конвертор блока керування енергостанцією, до якого підключено робочу станцію контролю, зв'язану з енергостанцією, до якої в свою чергу підключені всі блоки оптико-електронної інформаційно-енергетичної інфраструктури через лінії електропередач. За рахунок інтеграції в оптико-електронну інформаційно-енергетичну інфраструктуру регіону (міста) офісів банків, міліції, медичної та пожежної служб, а також офісів інших державних та приватних структур, що стратегічно координуються з центру керування, який в свою чергу також координує роботу пристроїв контролю транспортних потоків, а також введення радіодавачів біометрії об'єктів і транспортних пристроїв інформаційного обміну з мережею досягається реалізація можливості використання ділянок оптико-електронної інформаційно-енергетичної інфраструктури регіону (міста) для різноманітних задач інформаційноенергетичного обміну, а також поєднання у ній усіх інфраструктур регіону (міста), оптимальна координація їх роботи в різних режимах функціонування. На фіг. 1 зображено структурну схему оптикоелектронної інформаційно-енергетичної інфраструктури регіону (міста). Оптико-електронна інформаційно-енергетична інфраструктура регіону (міста) містить енергостанцію 1, міську інформаційно-енергетичну магістраль 2 на волоконно-оптичних лініях зв'язку з металевою оболонкою; міжрегіональну інформаційноенергетичну магістраль 3, магістральні комутаційні пристрої 4; центр керування 5, що складається з сервера керування пристроями контролю транспортних потоків та іншими пристроями 6, сервера обробки інформації телеметрії 7, сервера зберігання інформації 8, пристроїв захисту інформаційних потоків 9, комутаційного пристрою 10, робочих станцій операторів 11, медіа-конвертора 12 та моніторів 13; офіси банків, міліції, медичної та пожежної служб, а також офіси інших державних та 43842 6 приватних структур 14, причому усі вони в загальному містять медіа-конвертор 15, комутаційний пристрій 16, сервер 17, пристрої друку 18, телефони/відеотелефони 19, пожежні давачі 20, комп'ютери 21 та інші пристрої 22; структуру керування транспортним потоком 23, що містить ведучий 24 та ведені 25 пристрої контролю транспортних потоків, відеокамери спостереження 26, приймально-передавальні пристрої зв'язку з транспортними засобами 27, точки радіодоступу 28 та інші пристрої 29; блок зв'язку з Internet 30; блок надання послуг телефонії 31; блок надання послуг телебачення 32; житловий будинок 33, що містить під'їздні медіа-конвертори 34, комутаційні блоки 35, комп'ютери 36 та інші пристрої 37 з можливістю підключення до мережі; блок керування енергостанцією 38, що містить медіа-конвертор 39 та робочу станцію контролю 40; лінії електропередач 41, а також радіодавачі біометрії об'єктів 42, транспортні пристрої інформаційного обміну з мережею 43 і мобільні комунікатори 44. При цьому до міжрегіональної інформаційно-енергетичної магістралі 3 підключено міську інформаційноенергетичну магістраль 2, до якої через медіаконвертор 12 підключено комутаціний пристрій центру керування 10, до якого через пристрої захисту інформаційних потоків 9 підключені сервер керування абонентськими та іншими пристроями 6, сервер зберігання інформації 8, сервер обробки інформації телеметрії 7, до якого підключені монітори 13, а також до комутаційного пристрою 10 центру керування підключені робочі станцій операторів 11; причому до міської інформаційноенергетичної магістралі 2 через магістральні комутаційні пристрої 4 та медіа-конвертори 15 підключені комутаційні пристрої 16 офісів 14 банків, міліції, медичної та пожежної служб, а також офіси інших державних та приватних структур, до яких підключені сервери 17 цих офісів, підключені також пристрої друку 18, телефони/відеотелефони 19, пожежні давачі 20, комп'ютери 21 та інші пристрої 22; також до міської інформаційноенергетичної магістралі 2 через магістральні комутаційні пристрої 4 підключені ведучі 24 пристрої структур керування транспортним потоком, а до них підключені ведені 25 пристрої контролю транспортних потоків, відеокамери спостереження 26, приймально-передавальні пристрої зв'язку з транспортними засобами 27, з якими зв'язані транспортні пристрої інформаційного обміну з мережею 43, точки радіодоступу 28, з якими зв'язані радіодавачі біометрії об'єктів 42, та інші пристрої 29; також до магістральних комутаційних пристроїв 4 підключено блок зв'язку з Internet 30, блок надання послуг телефонії 31, з яким зв'язані мобільні комунікатори 44, і блок надання послуг телебачення 32; під'їздні медіа-конвертори 34 житлового будинку 33 підключені також до магістральних комутаційних пристроїв 4, причому до під'їздних медіа-конверторів 34 житлового будинку 33 підключено комутаційні блоки 35, до яких під'єднані комп'ютери 36 та інші пристрої з можливістю підключення до мережі 37; причому до магістральних комутаційних пристроїв 4 підключено медіаконвертор 39 блока керування енергостанцією 38, 7 до якого підключено робочу станцію контролю 40, зв'язану з енергостанцією 1, до якої в свою чергу підключені всі блоки оптико-електронної інформаційно-енергетичної інфраструктури через лінії електропередач 41. Оптико-електронна інформаційно-енергетична інфраструктура регіону (міста) функціонує таким чином. За допомогою ліній електропередач 41, через міську інформаційно-енергетичну магістраль 2 енергостанція 1 передає електричний струм напругою не більше 40В до всіх блоків системи. Сервер керування пристроями контролю транспортних потоків та іншими пристроями 6 приймає та передає інформаційні сигнали від ведучих 24 пристроїв контролю транспортних потоків, які в свою чергу проводять попередню обробку і передачу на нього інформації з ведених 25 пристроїв контролю транспортних потоків; приймально-передавальних пристроїв зв'язку з транспортними засобами 27, які в свою чергу приймають дані з транспортних пристроїв інформаційного обміну з мережею 43, і передають на них інформацію з сервера 6; точок радіодоступу 28, які приймають дані від радіодавачів біометрії об'єктів 42 і можуть також і передавати на них необхідну інформацію контролю біометричного стану об'єктів від сервера 6; та інших пристроїв 29. Прийом і передача інформації з сервера керування пристроями контролю транспортних потоків та іншими пристроями ведеться через комутаційний пристрій 10 центру керування 5, причому інформаційні пакети від незареєстрованих абонентів, або ті, що можуть становити небезпеку для інформаційної цілісності сервера 6 фільтруються одним з пристроїв захисту інформаційних потоків 9. Інформація від відеокамер спостереження 26 приймається сервером обробки інформації телеметрії 7, проходячи через комутаційний пристрій 10 центру керування 5, причому інформаційні пакети від незареєстрованих абонентів, або ті, що можуть становити небезпеку для інформаційної цілісності сервера 7 фільтруються одним з пристроїв захисту інформаційних потоків 9. Вивід інформації телеметрії з сервера 7 виконується через підключені до нього монітори 13, або з робочих станцій операторів 11. Також до комутаційного пристрою 10 центру керування 5 через один з пристроїв захисту інформаційних потоків 9 підключено сервер зберігання інформації 8, на якому зберігається як інформаційні архіви телеметрії з сервера 7, так і бази даних, необхідні для роботи програмного забезпечення сервера 6. Оскільки міська інформаційноенергетична магістраль реалізована на ВОЛЗ з металевою оболонкою, інформаційні потоки центра керування 5 проходять через медіаконвертор 12, який, як і інші медіа-конвертори системи 15, 34, 39, конвертує оптичні імпульси в електричні і навпаки. Офіси банків, міліції, медичної та пожежної служб, а також офіси інших державних та приватних структур 14, будучи підключені до магістральних комутаційних пристроїв 4, можуть обмінюватися інформацією як між собою, так і з іншими компонентами інфраструктури, якщо це є необхідним. Через блок зв'язку з Internet 30 - провайдер послуг підключення до Internet - вони ма 43842 8 ють доступ до глобальної інформаційної мережі, через блок надання послуг телефонії 31 – провайдер телефонного зв'язку - відбувається телефонний зв'язок між користувачами системи, через блок надання послуг телебачення - телевізійний провайдер - надаються послуги телебачення до користувачів системи; Інформація, що відноситься до цих блоків, приймається й передається, комутуючись через магістральні комутаційні блоки 4, до яких вони підключені. Комп'ютери 36 та інші пристрої 37 мешканців житлових будинків 33 можуть отримувати доступ до відкритих ресурсів інфраструктури та одне до одного або через внутрішньобудинкові комутатори 35, якщо вони розташовані всередині житлових будинків 33, або ця інформація через комутатори 35 і під'їздні медіаконвертори 34, кількість яких, як і комутаторів 35, залежить від кількості під'їздів житлових будинків 33, може передаватися в міську інформаційноенергетичну магістраль 2 і потім через відповідні магістральні комутатори 4 передаватися до адресатів, а також домашні комп'ютери 36 можуть виходити до всесвітньої інформаційної мережі - при цьому інформаційний потік від комп'ютерів 36 проходить через комутатори 35, конвертується в оптичні сигнали під'їздними медіа-конверторами 34 і попадає в міську інформаційно-енергетичну магістраль 2, де приходить на відповідний магістральний комутатор 4 і далі на блок зв'язку з Internet 30, а потім - до глобальної інформаційної мережі, вихід до якої блок зв'язку з Internet 30 може здійснювати також через міську 2 а далі - через міжрегіональну 3 інформаційно-енергетичні магістралі. Зв'язок між іншими пристроями мешканців житлових будинків 37, таких як телефони та інші комунікатори, може здійснюватись через блок надання послуг телефонії 31 - при цьому інформаційний потік від них проходить через комутатори 35, конвертується в оптичні сигнали під'їздними медіаконверторами 34 і попадає в міську інформаційноенергетичну магістраль 2, де приходить на відповідний магістральний комутатор 4 і далі на блок надання послуг телефонії 31, який в свою чергу комутує цей сигнал на мобільні комунікатори 44, або на офісні телефони/відеотелефони 19. У випадку, коли відбувається зв'язок домашнього телефонного пристрою, що належить до інших домашніх пристроїв 37, сигнал через магістральний комутаційний пристрій 4 попадає в міську інформаційно-енергетичну магістраль 2, де приходить на відповідний магістральний комутатор 4, далі на медіа-конвертор 15 офісу, який перетворює оптичні сигнали в електричні, потім сигнал поступає на комутаційний пристрій 16 офісу, який комутує його на офісний телефон/відеотелефон 19; також інформаційний потік проходить і у зворотньому зв'язку для забезпечення двостороннього з'єднання офісних телефонів/відеотелефонів 19 з домашніми телефонними пристроями, що належить до інших домашніх пристроїв 37. У випадку зв'язку з мобільним комунікатором 44 офісного телефону/відеотелефону 19 інформаційний потік з мобільного комунікатора 44 проходить до блоку надання послуг телефонії 31, далі - на магістральний комутатор 4, який через міську інформаційно 9 43842 енергетичну магістраль 2 комутує його на відповідний магістральний комутатор 4, далі на медіаконвертор 15 офісу, який перетворює оптичні сигнали в електричні, потім сигнал поступає на комутаційний пристрій 16 офісу, який комутує його на офісний телефон/відеотелефон 19; також інформаційний потік проходить і у зворотньому зв'язку для забезпечення двостороннього з'єднання. У випадку зв'язку з мобільним комунікатором 44 та одного з домашніх пристроїв 37 інформаційний потік з мобільного комунікатора 44 проходить до блоку надання послуг телефонії 31, далі - на магістральний комутатор 4, який через міську інформаційно-енергетичну магістраль 2 комутує його на відповідний магістральний комутатор 4, який направляє його на відповідний під'їздний медіаконвертор 34, де оптичний сигнал перетворюється Комп’ютерна верстка І.Скворцова 10 в електричний і передається до відповідного комутаційного блоку 35, який комутує цей інформаційний потік на відповідний домашній телефон, що належить до інших пристроїв 37 мешканців будинку 33; також інформаційний потік проходить і у зворотньому зв'язку для забезпечення двостороннього з'єднання. Оскільки блок керування енергостанцією 38, що зв'язаний з енергостанцією 1, також підключений до міської інформаційноенергетичної магістралі 2 через один з магістральних комутаторів 4, то реалізовується можливість оптимального централізованого керування розподіленням електроенергії в регіоні (місті) - при цьому інформація проходить до робочої станції контролю 40 через медіа-конвертор 39 блоку керування енергостанцією 38. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601