CN105491579A - 一种电缆隧道内移动通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆隧道内移动通信系统及方法，所述的电缆隧道内移动通信系统包括天线、直放站和泄露电缆；泄露电缆布置在电缆隧道中；天线、直放站和泄露电缆依次相连；泄露电缆发出的无线信号覆盖电缆隧道，使得位于电缆隧道空间内的移动电话能使用该无线信号与电缆隧道空间内的其他移动电话以及与外界进行无线通信。所述的天线和直放站为3套；所述的电缆隧道内移动通信系统还包括合路器以及3个抗干扰单元；该电缆隧道内移动通信系统及方法易于实施，信号覆盖率高。

Description

一种电缆隧道内移动通信系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电缆隧道内移动通信系统及方法。

背景技术

随着城市电力负荷密度的不断提高、加之城市规划对输电线路走廊的一致性要求越来越严格。电缆隧道作为高压输电线路敷设的最高形式，因其环境友好、断面输送容量及回路数大等特点，已越来越广泛的应用于大中型城市电网建设中。

由于电缆隧道往往布置于地下深层，普遍低于地面10-20米，加之其钢筋混凝土结构使得公网移动无线信号不可能渗透到隧道中，而隧道中电缆回数多维护频繁，没有无线通信信号给运行带来了极大的不便，甚至威胁到人员的人身安全。

现有解决电缆隧道语音通信的方法有两种：一是沿隧道敷设电话电缆，设置普通电话；另外是按一定间距加增益天线，实现局部无线覆盖。

目前两种电缆隧道语音通信的方法存在如下几个严重的问题：

1.两种方法都不能保证运行人员随时能保持与外界联系，需要步行至电话点或增益天线处与外界联络。

2.电缆线路巡视到的故障点往往是分布式的，电缆检修作业位置不固定，停送电都需要反复确认，两种方式难以满足要求。

3.有线电话不能满足多点作业时通信的要求，通信距离也有限制。

4.增益天线在隧道中效果不佳，由于电缆隧道不比公路隧道，其内截面小、坡度大转角多、电磁环境恶劣，无线信号传播距离大打折扣。

因此，有必要设计一种新型的电缆隧道内移动通信系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电缆隧道内移动通信系统及方法，该电缆隧道内移动通信系统及方法易于实施，信号覆盖率高。

发明的技术解决方案如下：

一种电缆隧道内移动通信系统，包括天线、直放站和泄露电缆；泄露电缆布置在电缆隧道中；

天线、直放站和泄露电缆依次相连；泄露电缆发出的无线信号覆盖电缆隧道，使得位于电缆隧道空间内的移动电话能使用该无线信号与电缆隧道空间内的其他移动电话以及与外界进行无线通信。

所述的天线和直放站为3套；所述的电缆隧道内移动通信系统还包括合路器以及3个抗干扰单元；

3个天线、3个直放站和3个抗干扰单元分成3组从而形成3条通信支路，3条通信支路分别与合路器的3个分支端口相连；合路器的合路端口与泄露电缆相连；

每条通信支路包括依次相连的天线、直放站和抗干扰单元，抗干扰单元还与合路器的分支端口相连。

3条通信支路分别用于与中国移动、中国电信和中国联通的基站进行无线通信。

合路器中包括一个合路分路模块、3个接口模块以及3个隔离模块；3个接口模块以及3个隔离模块分为三组，每一组包括一个接口模块和一个隔离模块，接口模块通过隔离模块与合路分路模块相连。

合路器、直放站和抗干扰单元均为通用产品。

合路器上设有光纤拉远接口。

针对长度远大于2.5km的电缆隧道，在2.5km处设置光放站，光放站与合路器上的光纤拉远接口通过光纤连接。

一种电缆隧道内移动通信方法，采用前述的电缆隧道内移动通信系统；采用泄露电缆发出用于覆盖电缆隧道的无线信号，以便电缆隧道内的移动电话能使用无线通信功能；采用分别针对3大运营商的3条通信支路与分路器相连，使得电缆隧道内具有全网络无线信号覆盖。

合路器上设有光纤拉远接口；针对长度远大于2.5km的电缆隧道，在离电缆隧道口2.5km处设置光放站，光放站与合路器上的光纤拉远接口通过光纤连接，以扩展无线信号覆盖范围。

泄露电缆为离散型泄漏同轴电缆。【即沿长度方向分成多段，有开槽的段和没有开槽的段交替设置】

本发明涉及到天线及直放站、抗干扰单元、合路器、泄漏电缆及射频拉远器。

电缆隧道内移动通信系统(又称电缆隧道内移动通信覆盖系统)的组织图如图1，以下对各部分进行介绍：

1.天线、直放站和抗干扰单元布置于隧道出入口或通风井处，天线布置应满足信号强度、角度要求，直放站和抗干扰单元与其他隧道自动化设备布置在一起并共用电源等，完成公网移动信号的接收、发射与调制；隧道内的手机接收信号时，是由直放站和天线系统用于接收运营商信号，该信号转为有线信号在电缆中传输，再由泄露电缆发出无线信号让手机接收；隧道内的手机发出信号的过程为：手机信号通过同轴电缆传输至直放站，直放站再将信号发射至基站。考虑到现阶段3大运行商的工作频段较近，可能会存在一定干扰的问题。根据实验数据和外场天线隔离度测试报告，以及GSM1800和TD-SCDMA系统底噪对比测试报告：两系统间应保证隔离度达到40dB，才能基本消除干扰问题。在电缆隧道工程中，本发明中天线采用扇区布置，同一隧道口所布置的三个扇区天线间的间距要求：水平间距≥2m，如果条件不具备，特殊情况下可以≥1.5m。垂直间距(上层天线下缘与下层天线上缘)≥1.0m，特殊情况下可以≥0.5m。

在保证以上安装距离和角度要求时，经过仿真计算，可初步保证系统隔离度在80dB，满足理论隔离度要求。

2.合路器为多路信源合并器，用于完成几大运营商信号的合并调制，最终实现在泄漏电缆中传输。

本发明采用多频道合路复合装置，合路器前端为接口模块，本发明结合我国移动通信现状配置3个接口模块对应3大运行商，与天线和直放站等载体进行信号交互。

与上述接口模块下端连接的是隔离模块，它的作用是通过对输入信号制造一定的插入损耗，从而实现隔离的目的，保证隔离度。

图2为合路分路模块，下行时将3路信号合并至1路，输出至泄漏电缆系统；上行时将1路泄漏电缆信号分路至3路传输到合并器隔离模块。

3.泄漏电缆布置于电缆隧道顶层电缆支架外沿，完成信号的传输和无线发射，隧道全程敷设单根泄漏电缆，实现隧道无线通信全覆盖。

本发明采用针对专用频段设计的泄漏同轴电缆，在运营商特定的频率即TD-CDMA和WCDMA等2100MHz下传输性能最佳，通常固定频率泄漏电缆的损耗漏泄同轴电缆的衰减常数α为21dB/KM，可进一步根据简易计算：系统损耗为αmax.＝αs+M＝α×L+Lc+M则L＝(αmax.-Lc-M)÷α，以2100Mhz为例，在考虑余量M＝15dB、耦合损耗Lc＝75，设计最大系统损耗αmax.＝135dB的时候，得出L＝(135dB-75dB-15dB)÷21dB/KM＝2.14km；

通过以上理论分析，单体系统的理论有效覆盖距离约为2.14km，考虑到隧道封闭穹顶结构本身对泄漏电缆耦合性能有助增作用，实际传输距离理论值可达2.5km左右，能满足绝大多数城市电缆隧道的要求。

4.针对长度远大于2.5km的特长电缆隧道，可以采用光纤拉远或另设若干天线系统解决隧道内移动通信覆盖问题，其中光纤拉远即在2.5km外合适位置配置光放站(光功率放大装置)，用光纤接入所述的合路器。

有益效果：

本发明的电缆隧道内移动通信系统及方法，最终目的在于使电力运维人员可实时在线保持与外界或互相间联络，集成三大运营商的信号合并功能，通过最经济的单缆方式实现隧道信号全覆盖。

与现有的技术比较，本发明的优点是：

1、以低成本的单泄漏电缆完成隧道内通信全覆盖。

2、结合国情和电缆隧道截面，选用合理的三路合路器，选用经济合理的泄漏电缆泄漏间距，满足了隧道对无线信号的需求；

3、极大的便利了运行维护人员与外界和隧道内通信交流，在隧道恶劣的环境中保障了人员的人身安全。

4、产品可推广至城市综合管廊中。

附图说明

图1为电缆隧道内移动通信系统及方法的总体结构示意图；

图2为分路器的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：

如图1-2，一种电缆隧道内移动通信系统，包括泄露电缆和3个天线、3个直放站和3个抗干扰单元；泄露电缆布置在电缆隧道中；

3个天线、3个直放站和3个抗干扰单元分成3组从而形成3条通信支路，3条通信支路分别与合路器的3个分支端口相连；合路器的合路端口与泄露电缆相连；每条通信支路包括依次相连的天线、直放站和抗干扰单元，抗干扰单元还与合路器的分支端口相连。

3条通信支路分别用于与中国移动、中国电信和中国联通的基站进行无线通信。

泄露电缆发出的无线信号覆盖电缆隧道，使得位于电缆隧道空间内的移动电话能使用该无线信号与电缆隧道空间内的其他移动电话以及与外界进行无线通信。

合路器中包括一个合路分路模块、3个接口模块以及3个隔离模块；3个接口模块以及3个隔离模块分为三组，每一组包括一个接口模块和一个隔离模块，接口模块通过隔离模块与合路分路模块相连。

合路器、直放站和抗干扰单元均为通用产品。

合路器上设有光纤拉远接口。

针对长度远大于2.5km的电缆隧道，在2.5km处设置光放站，光放站与合路器上的光纤拉远接口通过光纤连接。

一种电缆隧道内移动通信方法，采用前述的电缆隧道内移动通信系统；采用泄露电缆发出用于覆盖电缆隧道的无线信号，以便电缆隧道内的移动电话能使用无线通信功能；采用分别针对3大运营商的3条通信支路与分路器相连，使得电缆隧道内具有全网络无线信号覆盖。

合路器上设有光纤拉远接口；针对长度远大于2.5km的电缆隧道，在离电缆隧道口2.5km处设置光放站，光放站与合路器上的光纤拉远接口通过光纤连接，以扩展无线信号覆盖范围。

Claims (8)

1.一种电缆隧道内移动通信系统，其特征在于，包括天线、直放站和泄露电缆；泄露电缆布置在电缆隧道中；

天线、直放站和泄露电缆依次相连；泄露电缆发出的无线信号覆盖电缆隧道，使得位于电缆隧道空间内的移动电话能使用该无线信号与电缆隧道空间内的其他移动电话以及与外界进行无线通信。

2.根据权利要求1所述的电缆隧道内移动通信系统，其特征在于，所述的天线和直放站为3套；所述的电缆隧道内移动通信系统还包括合路器以及3个抗干扰单元；

3个天线、3个直放站和3个抗干扰单元分成3组从而形成3条通信支路，3条通信支路分别与合路器的3个分支端口相连；合路器的合路端口与泄露电缆相连；

每条通信支路包括依次相连的天线、直放站和抗干扰单元，抗干扰单元还与合路器的分支端口相连。

3.根据权利要求2所述的电缆隧道内移动通信系统，其特征在于，3条通信支路分别用于与中国移动、中国电信和中国联通的基站进行无线通信。

4.根据权利要求2所述的电缆隧道内移动通信系统，其特征在于，合路器中包括一个合路分路模块、3个接口模块以及3个隔离模块；3个接口模块以及3个隔离模块分为三组，每一组包括一个接口模块和一个隔离模块，接口模块通过隔离模块与合路分路模块相连。

5.根据权利要求2-4任一项所述的电缆隧道内移动通信系统，其特征在于，合路器上设有光纤拉远接口。

6.根据权利要求5所述的电缆隧道内移动通信系统，其特征在于，针对长度远大于2.5km的电缆隧道，在2.5km处设置光放站，光放站与合路器上的光纤拉远接口通过光纤连接。

7.一种电缆隧道内移动通信方法，其特征在于，采用权利要求2-4任一项所述的电缆隧道内移动通信系统；采用泄露电缆发出用于覆盖电缆隧道的无线信号，以便电缆隧道内的移动电话能使用无线通信功能；采用分别针对3大运营商的3条通信支路与分路器相连，使得电缆隧道内具有全网络无线信号覆盖。

8.根据权利要求7所述的电缆隧道内移动通信方法，其特征在于，合路器上设有光纤拉远接口；针对长度远大于2.5km的电缆隧道，在离电缆隧道口2.5km处设置光放站，光放站与合路器上的光纤拉远接口通过光纤连接，以扩展无线信号覆盖范围。