CN103227666A - 一种泄漏电缆通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泄漏电缆通信系统，它包括第一系统信源、第二系统信源、馈电器和泄露电缆，所述第一系统信源和第二系统信源连接至一集中监控装置，该集中监控装置通过射频电缆和电源传输线将混合射频信号和电源分别馈入馈电器的射频输入端和电源输入端，馈电器的输出端通过泄露电缆串接多台隔爆多频双向放大器沿地下环境或隧道延伸进行信号覆盖，末级的隔爆多频双向放大器接重发天线。

Description

一种泄漏电缆通信系统

技术领域

本发明涉及通信传输，尤其涉及一种泄漏电缆通信系统。

背景技术

当前，各大城市都在兴建地铁工程、大型地下隧道工程以及各种矿产的开采工程等，在施工过程中，这些环境都属于密闭危险空间，能在这些密闭危险空间安全施工及施工后的临时或永久多系统通信工程的集成应用突显重要。基于这些密闭危险环境网络建设的复杂性，对网络信号覆盖的施工、通信设备的集中监控及供电等基础设施建设带来非常的不便。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种泄漏电缆通信系统，在密闭危险环境中利用一根泄露电缆实现信号传输、设备监控和告警控制。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种泄漏电缆通信系统，它包括第一系统信源、第二系统信源、馈电器和泄露电缆，所述第一系统信源和第二系统信源连接至一集中监控装置，该集中监控装置通过射频电缆和电源传输线将混合射频信号和电源分别馈入馈电器的射频输入端和电源输入端，馈电器的输出端通过泄露电缆串接多台隔爆多频双向放大器沿地下环境或隧道延伸进行信号覆盖，末级的隔爆多频双向放大器接重发天线。

优选地，所述第一系统信源为Tetra380M的直放站和天线组成的Tetra380M系统信源，所述第二系统信源为Tetra400M的直放站和天线组成的Tetra400M系统信源。

优选地，所述该集中监控装置设置在地下环境或隧道入口处。

优选地，所述集中监控装置包括报警接口单元、入口检测板单元、入口监控单元、集中监控单元、合路单元、四信道基站合路器单元、第一MOTOTRBO基站、第二MOTOTRBO基站、第三MOTOTRBO基站、第四MOTOTRBO基站、交流-直流电源单元、UPS单元、蓄电池，其中，第一MOTOTRBO基站、第二MOTOTRBO基站、第三MOTOTRBO基站、第四MOTOTRBO基站与四信道基站合路器单元连接，所述第二MOTOTRBO基站与第四MOTOTRBO基站分别是第一MOTOTRBO基站和第三MOTOTRBO基站的备份，四信道基站合路器单元分别与与交流-直流电源单元、入口监控单元、合路单元连接，合路单元分别连接Tetra380M直放站的信号、Tetra400M直放站、馈电器、入口监控单元，入口监控单元分别与UPS单元、集中监控单元、入口检测板单元连接，入口检测板单元显示整个系统的直放站与放大器工作状态，集中监控单元连接UPS单元，报警接口单元连接集中监控单元。

优选地，所述四信道基站合路器单元包括电桥、两个双工器、两个低噪放、开关模块、四个隔离器、第一电源、第二电源、电源切换开关、MCU控制模块，其中，电桥的输出端作为整个单元的合路输出，电桥的两个输入端分别连接两个双工器的输出端，两个双工器的发送端连接至开关模块，开关模块与两个双工器接收端之间分别连接两个低噪放，所述开关模块包括四个射频开关和两个电源开关，四个射频开关分别对应连接两个双工器的四条链路，两条接收链路和两条发送链路，连接发送链路的射频开关分别连接隔离器至输出，两个电源开关的输入分别连接整个单元的电源输入,经过两个电源开关将电源控制并成四路输出，所述第一电源和第二电源组成主模块和备份模块的双电源备份模式,主模块和备份模块的切换由电源切换开关控制,电源切换开关由MCU控制模块控制，所述MCU控制模块分别与开关模块、两个低噪放模块、电源切换开关连接。

优选地，所述合路单元包括三频合路器和六个耦合器，三频合路器的输出端口分别串接第一耦合器、第二耦合器；第一耦合器、第二耦合器合为主干道耦合器，主干道耦合器的两个耦合端口分别连串接第三耦合器、第二耦合器和第四耦合器、第六耦合器。

优选地，在所述馈电器中，射频信号和电源合成一路传输。

与现有技术相比，本发明将包括电源供给、Tetra380M通信系统、Tetra400M通信系统、MOTOTRBO通信系统、FSK调制监控信令等整合集中在一根泄露电缆上实现信号传输、设备监控、告警控制等，解决了多台设备覆盖时,无需另外附加额外的电力网络设施,不仅节约了大量的成本,还给工程人员施工带来了极大的方便；实现多网合一及多网合一后的网管监控，节省了大量的成本和社会资源；全模块化设计，有源模块部分（包括调制-解调部分）全热备份组态设计，具有系统中出现点故障的感知和自动控制切换保证系统工作等优点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的的系统框图。

图2是本发明的集中监控装置框图。

具体实施方式

MOTORBO是摩托罗拉的首款数字常规通讯系统。除适用于公共安全领域主流应用外，它还特别适用于需要无线频谱执照和可定制关键业务通信解决方案的组织/行业。MOTOTRBO是一套全面的双向无线通信系统，包含手持无线对讲机、车载台、中继台、配件和强大的数据应用，如文本消息传送服务和定位服务。TETRA（Trans European Trunked Radio–泛欧集群无线电，现在已改为Terrestrial Trunked Radio–陆上集群无线电）数字集群通信系统是基于数字时分多址技术的专业移动通信系统，该系统是ETSI（欧洲通信标准协会）为了满足欧洲各国的专业部门对移动通信的需要而设计、制订统一标准的开放性系统。FSK（Frequency-shift keying）-频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。

请参阅图1，本发明实施例包括Tetra380M的直放站和天线组成的Tetra380M第二系统信源、Tetra400M的直放站和天线组成的Tetra400M第一系统信源、地下环境或隧道入口的集中监控装置、将射频信号和电源合成一路传输的馈电器、防水泄露电缆、模块全热备份的隔爆多频双向放大器以及重发天线。Tetra380M的天线、直放站他们依次连接，将外部的Tetra380M信号接收、并放大将其做为整个系统Tetra380M部分的信源；同理，Tetra400M的天线、直放站他们依次连接，将外部的Tetra400M信号接收、并放大将其做为整个系统Tetra400M部分的信源，将Tetra380M信号和Tetra400M信号连接至集中监控装置;集中监控装置通过射频电缆和电源传输线将混合射频信号和电源分别馈入馈电器的射频输入端和电源输入端，馈电器的输出端通过防水泄露电缆串接多台隔爆多频双向放大器沿着地下环境或隧道延伸进行信号覆盖，末级的隔爆多频双向放大器接重发天线。由于泄露电缆内部具有多个缝隙的特性，部分射频电信号在传输过程会通过这些缝隙向外辐射射频电信号。另外，地下环境或隧道内的移动终端发射出来的电信号，也通过泄露电缆的缝隙转换成泄露电缆内部的电信号，并传输给远程的集中监控装置，实现系统的双向信号传输覆盖。

请参阅图2，所述的集中监控装置包括报警接口单元、入口检测板单元、入口监控单元、集中监控单元、合路单元、四信道基站合路器单元、MOTOTRBO基站1、MOTOTRBO基站2、MOTOTRBO基站3、MOTOTRBO基站4、交流-直流电源单元、UPS单元、蓄电池。其中，MOTOTRBO基站1、MOTOTRBO基站2、MOTOTRBO基站3、MOTOTRBO基站4的接收RX分别与四信道基站合路器单元的信道1-RX1输出、信道1-RX2输出、信道2-RX1输出、信道2-RX2输出连接；发射TX分别与信道1-TX1输入、信道1-TX2输入、信道2-TX1输入、信道2-TX2输入连接；告警输出分别与四信道基站合路器单元基站1告警、基站2告警、基站3告警、基站4告警连接；电源输入分别与四信道基站合路器单元的电源1、电源2、电源3、电源4端口连接。其中，MOTOTRBO基站2与MOTOTRBO基站4分别是MOTOTRBO基站1和MOTOTRBO基站3的备份模块，四信道基站合路器单元分别监控这四个基站的告警信息，并进行对主模块和备份模块切换控制，包括电源切换控制，实现整个系统MOTOTRBO两信道全备份的功能。四信道基站合路器单元的电源输入与交流-直流电源单元的电源输出连接，提供四信道基站合路器单元所需的电源。四信道基站合路器单元的本地RS485端口与入口监控单元的电源开关状态端口连接，实现入口单元对四信道基站合路器单元的实时监控。四信道基站合路器单元的合路输出端口与合路单元的输入1端口连接，将MOTOTRBO两信道的信号传至个合路单元。合路单元的输入2、输入3分别连接Tetra380M直放站的信号、Tetra400M直放站的信号，合路单元的输出连接至馈电器，FSK端口3与FSK端口4分别连接外部Tetra380M直放站收发耦合口，FSK端口5与FSK端口6分别连接外部Tetra400M直放站收发耦合口，FSK端口1与FSK端口2分别连接至入口监控单元的FSK端口1和FSK端口2，实现将MOTOTRBO信号、Tetra380M信号、Tetra400M信号FSK监控信令的提取，并将其送至入口监控单元进行监控信令的解析。入口监控单元的电源输入端、电源告警输入端分别与UPS单元电源输出2端、告警输出端连接，提供整个单元的供电需求，及对UPS单元的故障监控；入口监控单元的FSK数据A、FSK数据B和RS232端口分别连接至集中监控单元，即入口监控单元对接收到的FSK监控信令进行解析，并将数据指令发送至集中监控单元，实现集中监控单元对外部直放站信源设备与地下环境或隧道内部设备的集中监控。入口监控单元的监控面板端口与入口检测板单元连接，入口检测板单元则通过LED灯直观的显示整个系统的直放站与放大器工作状态。集中监控单元的电源端、报警接口单元的电源输入端连接至UPS单元的电源输出2端，UPS单元单元提供给集中监控单元和报警接口单元所需的电源。报警接口单元的RS485端连接至集中监控单元，实现集中监控单元对报警接口单元的实时监控。

四信道基站合路器单元包括电桥、两个双工器、两个低噪放、开关模块、四个隔离器、电源A、电源B、电源切换开关、MCU控制模块。其中，电桥的输出端作为整个单元的合路输出，两个输入端分别连接两个双工器的输出端，实现将两个信道的发送和接收合路至整个单元的输出端。两个双工器的发送端连接至开关模块，开关模块与两个双工器接收端之间分别连接两个低噪放，用于提高整个链路的接收灵敏度,以及对接收链路的增益补偿。所述的开关模块包括四个射频开关和两个电源开关，四个射频开关分别对应连接两个双工的四条链路，其中，两条接收链路和两条发送链路，连接发送链路的射频开关分别连接隔离器至输出。隔离器用于提高发送链路的隔离度，以及提高对输入端口回波损耗，保证系统的稳定性。两个电源开关的输入分别连接整个单元的电源输入,经过两个电源开关将电源控制并成四路输出.所述电源A和电源B组成主模块和备份模块的双电源备份模式,提供给整个单元所需的供电,主模块和备份模块的切换由电源切换开关控制,电源切换开关由MCU控制模块控制.所述MCU控制模块分别与开关模块、两个低噪放模块、电源切换开关、四个告警输入端及本地RS485连接.通过实时对这些模块的故障告警监控,控制相应的切换开关进行主模块与备份模块之间的切换,使整个单元得以保持正常运行,提高整个系统的高可靠性,并提供本地RS485端口,与外部的主机或监控终端进行通信,实现对整个单元的可靠性监控.

合路单元有输入1、输入2和输入3三个射频输入口，合路输出口，FSK端口1，FSK端口2，FSK端口3、FSK端口4、FSK端口5和FSK端口6；其内部包括三频合路器和六个耦合器，三频合路器的三个输入端分别连接整个单元的输入1、输入2和输入3端口，输出端口分别串接耦合器1、耦合器2连接至输出；耦合器1、耦合器2称为主干道耦合器，主干道耦合器的两个耦合端口分别连串接耦合器3、耦合器5和耦合器4、耦合器6至FSK端口3和FSK端口5、FSK端口4和FSK端口6，耦合器输出端口分别连接至FSK端口1和FSK端口2。三频合路器实现对外部三个系统信号输入的合路输出，主干道的耦合器实现对通过主干道的FSK信号收发耦合，实现对FSK监控信令的提取。耦合端口的四个耦合器实现将FSK端口3、FSK端口5的信号耦合至FSK端口1，将FSK端口4、FSK端口6的信号耦合至FSK端口2，实现整个单元的FSK监控信令的收发都经过FSK端口1和FSK端口2。

入口监控单元包括监控MCU、两个RS232四路集线器、FSK1模块、FSK2模块、干接点1模块、干接点2模块、电源A、电源B、电源开关。监控MCU分别连接本地RS232、监控面板接口、电源开关状态、RS232等端口，分别给这些端口分配可用的I/O口。监控MCU与电源告警输入端、电源状态端之间连接干接点1模块；监控MCU与红外线端口、继电器开关端之间连接干接点2模块；监控MCU通过干接点模块对这些监控参量进行处理，上报至集中监控单元。两个RS232四路集线器分别连接FSK1模块、FSK2模块与监控MCU，FSK1模块、FSK2模块将接收到的FSK信号解调还原成监控指令，通过RS232四路集线器传给监控MCU，监控MCU对监控指令进行解析处理，将数据通过RS232四路集线器发送至集中监控单元，同理，执行逆操作过程，可实现集中监控单元对设备的查询与设置。电源A和电源B组成主模块和备份模块的双电源备份模式,提供给整个单元所需的供电,主模块和备份模块的切换由电源切换开关控制,电源切换开关由MCU控制模块控制。

入口检测板包括与监控设备相对应的LED灯，优选地，本实例支持八台监控设备，当设备出现故障时与之对应的LED灯灭，在地下环境或隧道入口可直观的对设备进行故障判别。

报警接口单元包括MCU模块、干接点模块、电源A、电源B、电源开关。MCU模块分别连接本地RS232、RS485和干接点模块。电源A和电源B组成主模块和备份模块的双电源备份模式,提供给整个单元所需的供电,主模块和备份模块的切换由电源切换开关控制,电源切换开关由MCU控制模块控制.MCU模块通过RS485端口与集中监控单元连接，将集中监控装置的监控信息，通过干接点模块传输至其他软件平台上或者远程的监控中心。

交流-直流电源单元的电源输入端与UPS单元的电源输出1连接，交流-直流电源单元提供给四信道合路单元所需的电压。

UPS单元的电源输入端连接市电220V或者连接其他能满足驱动UPS单元电压的供电设备，外接电池端口正负极分别连接外部电池，UPS单元提供整个系统的供电，同时对市电进行监听及电池的充电，当掉市电时，UPS单元则自动切换成电池供电，保证整个系统通信得以畅通。

本发明实例提供了集Tetra 380M系统、Tetra 400M系统和MOTOTRBO系统合路传输的通信装置。MOTOTRBO系统两信道合路后的信号由带切换的四信道基站合路单元来控制，提交主从信息，连接到入口监控单元，这三个系统的信号经过合路器单元输出至馈电器，入口监控单元通过门磁开关和红外传感器收集外部信息(地下环境或隧道内设备工作状态)，并监控设备状态给入口检测板单元以LED指示灯显示出来；另外，将采集到的信息数据上报到集中监控单元服务器上，提供用户无需进入地下环境或隧道而在入口就可以掌握设备状态的便利，可通过安装在隧道入口集中监控单元本地监控口连接便携式电脑，从监控软件界面上现场查询设备状态，还可通过告警接口单元提供数据参量给到其他软件平台，提供用户远程监测设备的功能。该系统集包括电源供给、Tetra380通信系统、Tetra400通信系统、Mototrbo通信系统等整合集中在一根泄露电缆上实现信号覆盖传输、设备实时远程监控等功能；解决了多台设备覆盖时,无需另外附加额外的电力网络设施,不仅节约了大量的成本,还给工程人员施工带来了极大的方便；实现多网合一及多网合一后的网管监控，节省了大量的成本和社会资源；全模块化设计，有源模块部分（包括调制-解调部分）全热备份组态设计，实现全备份系统中出现点故障的感知和自动控制切换保证系统工作的难题。

Claims (8)

1.一种泄漏电缆通信系统，它包括第一系统信源、第二系统信源、馈电器和泄露电缆，其特征在于，所述第一系统信源和第二系统信源连接至一集中监控装置，该集中监控装置通过射频电缆和电源传输线将混合射频信号和电源分别馈入馈电器的射频输入端和电源输入端，馈电器的输出端通过泄露电缆串接多台隔爆多频双向放大器沿地下环境或隧道延伸进行信号覆盖，末级的隔爆多频双向放大器接重发天线。 

2.根据权利要求1所述的泄漏电缆通信系统，其特征在于，所述第一系统信源与第二系统信源分别由相应的直放站和天线组成。 

3.根据权利要求2所述的泄漏电缆通信系统，其特征在于，所述第一系统信源为Tetra380M的直放站和天线组成的Tetra380M系统信源，所述第二系统信源为Tetra400M的直放站和天线组成的Tetra400M系统信源。 

4.根据权利要求1所述的泄漏电缆通信系统，其特征在于,所述该集中监控装置设置在地下环境或隧道入口处。 

5.根据权利要求1所述的泄漏电缆通信系统，其特征在于,所述集中监控装置包括报警接口单元、入口检测板单元、入口监控单元、集中监控单元、合路单元、四信道基站合路器单元、第一MOTOTRBO基站、第二MOTOTRBO基站、第三MOTOTRBO基站、第四MOTOTRBO基站、交流-直流电源单元、UPS单元、蓄电池，其中，第一MOTOTRBO基站、第二MOTOTRBO基站、第三MOTOTRBO基站、第四MOTOTRBO基站与四信道基站合路器单元连接，所述第二MOTOTRBO基站与第四MOTOTRBO基站分别是第一MOTOTRBO基站和第三MOTOTRBO基站的备份，四 信道基站合路器单元分别与与交流-直流电源单元、入口监控单元、合路单元连接，合路单元分别连接Tetra380M直放站的信号、Tetra400M直放站、馈电器、入口监控单元，入口监控单元分别与UPS单元、集中监控单元、入口检测板单元连接，入口检测板单元显示整个系统的直放站与放大器工作状态，集中监控单元连接UPS单元，报警接口单元连接集中监控单元。 

6.根据权利要求5所述的泄漏电缆通信系统，其特征在于,所述四信道基站合路器单元包括电桥、两个双工器、两个低噪放、开关模块、四个隔离器、第一电源、第二电源、电源切换开关、MCU控制模块，其中，电桥的输出端作为整个单元的合路输出，电桥的两个输入端分别连接两个双工器的输出端，两个双工器的发送端连接至开关模块，开关模块与两个双工器接收端之间分别连接两个低噪放，所述开关模块包括四个射频开关和两个电源开关，四个射频开关分别对应连接两个双工器的四条链路，两条接收链路和两条发送链路，连接发送链路的射频开关分别连接隔离器至输出，两个电源开关的输入分别连接整个单元的电源输入,经过两个电源开关将电源控制并成四路输出，所述第一电源和第二电源组成主模块和备份模块的双电源备份模式,主模块和备份模块的切换由电源切换开关控制,电源切换开关由MCU控制模块控制，所述MCU控制模块分别与开关模块、两个低噪放模块、电源切换开关连接。 

7.根据权利要求5所述的泄漏电缆通信系统，其特征在于,所述合路单元包括三频合路器和六个耦合器，三频合路器的输出端口分别串接第一耦合器、第二耦合器；第一耦合器、第二耦合器合为主干道耦合器，主干道耦合器的两个耦合端口分别连串接第三耦合器、第二耦合器和第四耦合器、第六耦合器。 

8.根据权利要求1所述的泄漏电缆通信系统，其特征在于,在所述馈电器中，射频信号和电源合成一路传输。 

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