CN100486287C - 一种远程供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种远程供电系统，其核心为：一个局端电源模块统一为其对应的一组用户线提供电源，且远程供电系统中设置有备份电源模块和电源切换单元；电源切换单元监控局端电源模块的供电状态，控制备份电源模块与供电状态异常的局端电源模块连接的远端受电设备连接。本发明不需要在局端电源模块和远端受电设备中针对若干对用户线设置不同的整流升压电路、降压电路，通过设置备份电源模块、电源切换单元，在局端电源模块供电异常时，能够使备份电源模块及时地为远端受电设备供电，降低了局端电源模块和远端受电设备的设计成本，确保了为远端受电设备供电的可靠性；从而实现了降低远程供电系统成本，确保远程供电系统可靠性的目的。

Description

一种远程供电系统
技术领域
本发明涉及通信系统中的供电技术，具体涉及一种通信系统中的远程供电技术。
背景技术
随着通信服务需求的不断增长，在利用现有已经铺设的用户线网络的基础上，运营商拓展其新的业务到最终的用户，或者升级原有网络、优化用户组合的一种比较通用的做法是：将宽带、窄带等设备更加移向最终的用户侧，同时，利用若干对双绞线或者同轴电缆等用户线作为上行通道。这样，在用户侧可以分出更多的用户和业务。
在将宽带、窄带等设备移向用户侧时，由于用户侧环境复杂且在多数情况下不方便提供电源等原因，使对这些远端受电设备的供电成为不易解决的实际问题。
通过用户线由局端为远端受电设备提供电源的远程供电方法已成为运营商扩展用户、业务的主要技术支撑方案。在采用远程供电技术后，远端电源的可靠性和可维护能力得到了很大的提高。远端供电技术将在越来越多的网络产品中获得应用。
目前的远程供电系统的工作原理如附图1所示。
在图1中，局端电源模块提供的电源可以通过直接占用用户线或者通过将电源耦合于用户线上的方式给远端受电设备供电。在电源直接占用用户线的情况下，远端受电设备直接接受电源，并工作；在将电源耦合于用户线的情况下，远端受电设备需要增加电源和信号的解耦电路。
为提高远程供电系统的供电可靠性，远程供电系统一般会采用电源冗余备份的方法，现有的采用电源冗余备份的远程供电系统的实现原理如附图2所示。
在图2中，局端电源模块一般是一个整体设备或者是一个设备中的一个模块。局端电源模块对应每对用户线都设置有各自的整流升压电路，实现电源升压，升压后的电源直接占用若干对用户线资源，经过若干对用户线独立传输；同样，远端受电设备的电源内部对应每对用户线都设置有各自的降压电路，对每对线上的电源分别进行降压，降压后的电源在远端电源内部合路。
由于在该远程供电系统中局端电源模块对每对用户线都独立供电，每对用户线之间相互备份，所以，该系统可以称之为用户线备份的远程供电系统。
图2中的变压器、二极管、MOS管的图示以及由这些图示组成的电路仅用于说明升压、降压等电源变换电路，不表示局端电源模块、远端受电设备内部的具体结构和电路特征。
在用户线备份的远程供电系统中，由于局端电源模块对每对用户线都独立供电，在局端电源模块和远端受电设备内部对应每对用户线都设置有各自的整流升压电路和降压电路，使远程供电系统的成本高，当远端受电设备的数量增加时，远程供电系统的成本将会更高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种远程供电系统，以克服现有技术中存在的远程供电系统成本高的缺点。
为达到上述目的，本发明提供的一种远程供电系统，包括：
一组远端受电设备和一组局端电源模块，一个局端电源模块通过一组用户线为一个远端受电设备供电，一个局端电源模块统一为其对应的一组用户线提供电源，且所述远程供电系统设置有备份电源模块和分别与局端电源模块、备份电源模块、远端受电设备连接的电源切换单元；
所述电源切换单元监控局端电源模块的供电状态，控制所述备份电源模块与供电状态异常的局端电源模块连接的远端受电设备连接。
所述备份电源模块为：一个或多个。
所述备份电源模块统一为一组用户线提供电源，为供电状态异常的局端电源模块连接的远端受电设备供电。
所述局端电源模块为可插拔式的局端电源模块，所述备份电源模块为可插拔式的备份电源模块。
所述电源切换单元包括：监控模块、控制电路和切换开关；
所述切换开关的数量与局端电源模块的数量和备份电源模块的数量之和对应；
所述监控模块监控局端电源模块的供电状态，将供电状态异常信息传输至所述控制电路，所述控制电路接收所述供电状态异常信息，并控制供电状态异常的局端电源模块对应的切换开关断开、控制备份电源模块对应的切换开关闭合，使备份电源模块与供电异常的局端电源模块连接的远端受电设备连接。
所述切换开关为：继电器或晶体管或MOS管。
所述电源切换单元还设置有耦合电路模块和信号切换开关，且远端受电设备中还设置有解耦模块；
所述信号切换开关、耦合电路模块的数量分别与局端电源模块的数量和备份电源模块的数量之和对应；
一个局端电源模块对应一个信号切换开关和一个耦合电路模块；
信号切换开关闭合时，该信号切换开关对应的耦合电路将对应的局端电源模块提供的电源与信号耦合后，通过一组用户线传输至远端受电设备的解耦模块。
所述控制电路控制供电状态异常的局端电源模块对应的信号切换开关断开、控制备份电源模块对应的信号切换开关闭合，使备份电源模块对应的耦合电路将备份电源模块提供的电源与供电状态异常的局端电源模块对应的信号耦合后，通过一组用户线传输至远端受电设备的解耦模块。
所述电源切换单元设置有备份电源切换单元。
通过上述技术方案的描述可知，本发明的局端电源模块通过统一对若干对用户线供电，避免了在一个局端电源模块和一个远端受电设备中针对若干对用户线设置不同的整流升压电路、降压电路的设计过程，降低了局端电源模块和远端受电设备的设计成本；通过设置备份电源模块、电源切换单元，在局端电源模块供电异常时，能够使备份电源模块及时地为远端受电设备供电，确保了为远端受电设备供电的可靠性；通过设置备份电源切换单元，进一步确保了本发明的远程供电系统的供电可靠性；从而通过本发明提供的技术方案实现了降低远程供电系统成本，确保远程供电系统可靠性的目的。
附图说明
图1是远程供电系统的工作原理示意图；
图2是现有技术的用户线备份的远程供电系统的原理示意图；
图3是本发明的1+N备份的远程供电系统的原理示意图一；
图4是本发明的1+N备份的远程供电系统的原理示意图二。
具体实施方式
本发明的远程供电系统的核心是：一个局端电源模块统一为其对应的一组用户线提供电源，且所述远程供电系统设置有备份电源模块和分别与局端电源模块、备份电源模块、远端受电设备连接的电源切换单元，所述电源切换单元监控局端电源模块的供电状态，控制所述备份电源模块与供电状态异常的局端电源模块连接的远端受电设备连接。
下面基于本发明的核心思想、结合附图对本发明提供的远程供电系统做进一步的描述。
图3是本发明的远程供电系统的原理示意图。
在图3中，本发明的远程供电系统主要包括：N+1个局端电源模块、N个远端受电设备、电源切换单元和备份的电源切换单元。N+1个局端电源模块中可以设定其中一个为备份电源模块，根据具体情况可以任意设定N+1个局端电源模块中的一个为备份电源模块。
本发明的局端电源模块不针对每对用户线独立供电，而是统一对若干对用户线供电，即局端电源模块对若干对用户线统一设置整流升压电路，一个整理升压电路对应若干对用户线，这样，一个远端受电设备中也只需要针对若干对用户线统一设置一个降压电路即可，从而降低了局端电源模块和远端受电设备的设计成本。
上述与一个局端电源模块连接的若干对用户线至少为两对用户线。
电源切换单元包括：监控模块、控制电路和N+1个切换开关。其中，N+1个切换开关对应N个局端电源模块和一个备份电源模块，如切换开关1对应局端电源模块1、切换开关2对应局端电源模块2...、切换开关N对应局端电源模块N、切换开关N+1对应局端电源模块N+1。
当与某个局端电源模块对应的切换开关闭合时，该切换开关对应的局端电源模块通过若干对用户线与对应的远端受电设备连接，为该远端受电设备供电。
各切换开关可以为继电器或晶体管或MOS管。
在正常情况下，局端电源模块1在切换开关1闭合时通过若干对用户线给远端受电设备1供电，同理，局端电源模块2...、局端电源模块N分别给远端受电设备2...远端受电设备N供电。这里，虽然是一个局端电源模块通过若干对用户线给一个远端受电设备供电，但是，从图3中可看出，一个局端电源模块通过整流升压电路统一为若干对用户线供电，与现有技术中的局端电源模块单独为各用户线供电有显著的区别。备份电源模块N+1处于开机待供电状态，切换开关N+1处于断开状态。
设定局端电源模块N出现故障，监控模块监测到局端电源模块N出现供电异常状态，将局端电源模块N供电状态异常的信息传输至控制电路，控制电路控制切换开关N处于断开状态，同时，将原来处于断开状态的切换开关N+1闭合，备份电源模块N+1与局端电源模块N对应的若干对用户线连接，此时，备份电源模块N+1替代供电状态异常的局端电源模块N给远端受电设备N供电。
为确保远端受电设备的供电可靠性，本发明的备份电源模块也可以为多个，如2个、3个等。以避免多个局端电源模块同时出现供电状态异常或没有及时更换供电状态异常的
在备份电源模块为1个、且设定在任何一个时间内都只有一个局端电源模块出现故障的情况下，任何一个时间内都只有一个备份电源模块为N个局端电源模块备份，因而，本发明的局端电源模块备份的采用1+N备份方法。由于每一个局端电源模块都只给一个远端受电设备供电，所以对本发明的整个系统而言，也是1+N备份的远程供电系统。
本发明采用1+N备份的远程供电系统，相对于现有技术中的采用用户线备份的远程供电系统来说，为远端受电设备供电的可靠性依然很高，如果远端受电设备的负载功率高，则本发明只需采用较多的用户线，由局端电源模块统一为这些用户线提供电源，从而在确保了可靠性供电的同时，降低了远程供电系统的成本。
为进一步确保对远端受电设备供电的可靠性，本发明的电源切换单元可以采用1+1备份的设计方式。1+1备份的两个电源切换单元之间的工作关系可以为主备方式的工作关系，可以为完全同步的工作关系，也可以为其他方式的工作关系。
本发明的局端电源模块可以设计为插拔式的局端电源模块，备份电源模块同样也可以设计为插拔式的备份电源模块，使局端电源模块、备份电源模块的配置和维护工作非常简单快捷。
图3中的局端电源模块是直接通过用户线为远端受电设备供电的，即将用户线作为专用的电源线为远端受电设备供电。如果局端电源模块采用耦合方式通过用户线为远端受电设备供电，则本发明的远程供电系统中需要相应增加耦合模块，具体如附图4所示。
在图4中，本发明的远程供电系统主要包括：N个局端电源模块、N个远端受电设备、一个备份电源模块、电源切换单元和备份的电源切换单元。
电源切换单元包括：监控模块、控制电路、N+1个切换开关、N+1个耦合模块和N+1个信号切换开关。
每个远端受电设备中相应设置有解耦模块。
在正常情况下，解耦模块1在切换开关1闭合、信号切换开关1时将局端电源模块1的电源耦合于若干对用户线中，远端受电设备1的解耦模块解耦出局端电源模块1的电源，提供给远端受电设备2，同理，局端电源模块2...、局端电源模块N分别给远端受电设备2...远端受电设备N供电。备份电源模块N+1处于开机待供电状态，切换开关N+1、信号切换开关N+1处于断开状态。
设定局端电源模块N出现故障，监控模块监测到局端电源模块N出现供电异常状态，将局端电源模块N供电状态异常的信息传输至控制电路，控制电路控制切换开关N、信号切换开关N分别处于断开状态，同时，将原来处于断开状态的切换开关N+1、信号切换开关N+1闭合，备份电源模块N+1与局端电源模块N对应的若干对用户线连接，解耦模块N+1将备份电源模块N+1提供的电源与供电状态异常的局端电源模块N对应的信号耦合后，通过局端电源模块N对应的一组用户线传输至远端受电设备N的解耦模块，此时，备份电源模块N+1替代供电状态异常的局端电源模块N给远端受电设备N供电。
增加了耦合模块、解耦模块的远程供电系统就电源冗余备份的实现过程来说，与上述对图3的描述基本一致，只是在控制电路增加了对信号控制开关的控制过程及耦合模块将信号、电源耦合，解耦模块将信号、电源解耦的过程，在这里不再详细描述。本发明不限制耦合模块对信号、电源耦合进行耦合的方式。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (9)

1、一种远程供电系统，包括：一组远端受电设备和一组局端电源模块，一个局端电源模块通过一组用户线为一个远端受电设备供电，其特征在于，一个局端电源模块统一为其对应的一组用户线提供电源，且所述远程供电系统设置有备份电源模块和分别与局端电源模块、备份电源模块、远端受电设备连接的电源切换单元；
所述电源切换单元监控局端电源模块的供电状态，控制所述备份电源模块与供电状态异常的局端电源模块连接的远端受电设备连接。
2、如权利要求1所述的一种远程供电系统，其特征在于，所述备份电源模块为：一个或多个。
3、如权利要求1所述的一种远程供电系统，其特征在于，所述备份电源模块统一为一组用户线提供电源，为供电状态异常的局端电源模块连接的远端受电设备供电。
4、如权利要求1所述的一种远程供电系统，其特征在于，所述局端电源模块为可插拔式的局端电源模块，所述备份电源模块为可插拔式的备份电源模块。
5、如权利要求1所述的一种远程供电系统，其特征在于，所述电源切换单元包括：监控模块、控制电路和切换开关；
所述切换开关的数量与局端电源模块的数量和备份电源模块的数量之和对应；
所述监控模块监控局端电源模块的供电状态，将供电状态异常信息传输至所述控制电路，所述控制电路接收所述供电状态异常信息，并控制供电状态异常的局端电源模块对应的切换开关断开、控制备份电源模块对应的切换开关闭合，使备份电源模块与供电异常的局端电源模块连接的远端受电设备连接。
6、如权利要求5所述的一种远程供电系统，其特征在于，所述切换开关为：继电器或晶体管或MOS管。
7、如权利要求5所述的一种远程供电系统，其特征在于，所述电源切换单元还设置有耦合电路模块和信号切换开关，且远端受电设备中还设置有解耦模块；
所述信号切换开关、耦合电路模块的数量分别与局端电源模块的数量和备份电源模块的数量之和对应；
一个局端电源模块对应一个信号切换开关和一个耦合电路模块；
信号切换开关闭合时，该信号切换开关对应的耦合电路将对应的局端电源模块提供的电源与信号耦合后，通过一组用户线传输至远端受电设备的解耦模块。
8、如权利要求7所述的一种远程供电系统，其特征在于：
所述控制电路控制供电状态异常的局端电源模块对应的信号切换开关断开、控制备份电源模块对应的信号切换开关闭合，使备份电源模块对应的耦合电路将备份电源模块提供的电源与供电状态异常的局端电源模块对应的信号耦合后，通过一组用户线传输至远端受电设备的解耦模块。
9、如权利要求1至8中任一权利要求所述的一种远程供电系统，其特征在于，所述电源切换单元设置有备份电源切换单元。
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