CN107819510A - 基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，包括至少一组岸基设备以及多组水下分支与接驳设备，每一组所述水下分支与接驳设备包括水下分支器、主接驳盒以及多个次接驳盒，其中所述水下分支器通过主干海底光缆与所述主接驳盒连接，所述主接驳盒通过分支海底光缆分别与多个所述次接驳盒连接，每一所述次接驳盒通过电缆连接多个水下科学观测设备，每一组所述岸基设备通过主干海底光缆连接至少两个所述水下分支器，每一所述水下分支器通过主干海底光缆连接至少两个另外的所述水下分支器，所有的所述水下分支器连接成蜂窝状网络结构。本发明采用蜂窝形组网结构，自愈功能良好，可靠性高，抗毁能力较强，扩展性好。

Description

基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统

技术领域

本发明涉及一种海底科学观测网络，属于通信技术领域，尤其涉及一种基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统。

背景技术

为认识海洋和开发海洋，进行多科学领域的研究，需建设海底科学观测网，提供长期充足的、大量的实时的海洋观测数据支撑，海底科学观测网需要将敷设在海底的各种科学观测仪器和设备接入海底光缆，同时向各种海底观测仪器和设备提供电源，并利用海底光缆系统将各科学节点获取的水下观测信息及时可靠地传输到岸基。

国内现有海底光缆的建设主要是用于岛屿间、或者远距离的跨海/跨洋大陆间的连接与通信。现有的海底光缆系统，在水下是一个无分支、无接驳、无组网能力的系统，海底光缆仅是陆缆在水下的延伸，没有在水下形成网络，光缆也不能向水下节点供电，所以也不具备将水下多科学节点信息接入并进行传输的功能。仅有的东海科学观测实现网络也为简单的线性结构，仅能向单一的科学节点供电并进行传输，节点间串行连接，系统可靠性差，连接科学节点数目也有限。一旦海底光缆被渔船或船锚钩断，整个系统的供电和信息的传输都将中断。

设计一种可靠性高、能接入各种科学节点的水下光缆传输网络是进行长期有效的海底科学观测的重难点技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，旨在用于解决现有的海底科学观测网络为简单的线性结构，仅能向单一的科学节点供电并进行传输，节点间串行连接，系统可靠性差，连接科学节点数目也有限的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，包括至少一组岸基设备以及多组水下分支与接驳设备，每一组所述水下分支与接驳设备包括水下分支器、主接驳盒以及多个次接驳盒，其中所述水下分支器通过主干海底光缆与所述主接驳盒连接，所述主接驳盒通过分支海底光缆分别与多个所述次接驳盒连接，每一所述次接驳盒通过电缆连接多个水下科学观测设备，每一组所述岸基设备通过主干海底光缆连接至少两个所述水下分支器，每一所述水下分支器通过主干海底光缆连接至少两个另外的所述水下分支器，所有的所述水下分支器连接成蜂窝状网络结构。

进一步地，所述岸基设备包括岸基远程供电设备，所述水下分支器包括分支器电源转换模块，所述主接驳盒包括主接驳盒电源转换与分配模块，所述次接驳盒包括次接驳盒电源转换模块，所述岸基远程供电设备用于完成从市电到恒流输出的转换；所述分支器电源转换模块用于完成恒压恒流转换，并负责向主接驳盒分配电能，同时负责为分支器本身的用电设备供电；所述主接驳盒电源转换与分配模块用于完成恒流到恒压的转化，并负责向次接驳盒输送电能，同时负责向主接驳盒内的用电设备供电；所述次接驳盒电源转换模块用于完成电流/电压的转换和电能的分配，并负责向水下科学观测设备供电，同时负责向次接驳盒内的用电设备供电。

进一步地，所述岸基远程供电设备采用双端双备直流恒流供电方式。

进一步地，所述岸基远程供电设备的接地方式包括海洋地、站点地和机柜地，所述海洋地与所述站点地具有压差检测回路，可以自动地完成切换。

进一步地，所述岸基设备包括岸基传输设备，所述水下分支器包括分支器复用及传输模块，所述主接驳盒包括主接驳盒数据传输模块，所述次接驳盒包括用户接入设备，所述岸基传输设备用于完成水下上传数据的分类处理以及岸上对水下节点的信息发送；所述分支器复用及传输模块用于完成从主干缆帧结构中分离支路码流，把当前支路码流复用到主干缆帧结构并发送出去；所述用户接入设备用于完成大量的低速用户的接入与汇聚或拆解，并进行光/电转换。

进一步地，所述主接驳盒内具有光保护单元。

进一步地，所述岸基设备包括岸基远程监视与管理设备，所述水下分支器包括分支器水下监测模块，所述主接驳盒包括主接驳盒水下监测模块，所述次接驳盒包括次接驳盒水下监测模块，所述岸基远程监视与管理设备负责全网配置、故障管理、安全管理、功能报表的功能，同时用于对线路、主接驳盒、次接驳盒及水下科学观测设备进行自动监测，所述分支器水下监测模块、所述主接驳盒水下监测模块以及所述次接驳盒水下监测模块均包括环境监测模块和电能监测模块，所述次接驳盒水下监测模块还包括终端设备监测模块，所述电能监测模块用于监测所在节点内电源转换器提供的电流和电压；所述环境监测模块用于监测所在节点内环境指标；所述终端设备监测模块监测水下科学观测设备是否正常工作。

进一步地，所述蜂窝状网络结构包括光传输无中继距离段内的第一级蜂窝网络以及与第一级蜂窝网络连接的第二级蜂窝网络，所述第一级蜂窝网络与所述第二级蜂窝网络之间连接有水下中继器。

进一步地，所述主干海底光缆采用层绞式缆芯，所述分支海底光缆采用中心管双内铠缆芯。

进一步地，所述次接驳盒具有用于挂接各种水下科学观测设备的统一规范的信息接口。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，采用新的蜂窝形组网结构，较一般常用的线性结构、环形结构，甚至棋盘结构的网络，都具有较高的可靠性和抗毁能力，即使某一段海底光缆发生故障，被渔船或船锚钩断，网络的供电和信息传输都完全可以不受影响，系统可自动重组，通过其他路径迂回至岸基，自愈功能良好，可靠性高，抗毁能力较强，良好地解决了水下网络无人值守可靠性差差的问题。海底科学观测网络通过海底光缆向水下科学节点及传输设备供电，通过统一规范的信息接口挂接各种水下科学节点，将水下分散的地震、海洋环境、生物化学等各种观测节点在水下连接成网络，实现各类信息的接入、汇聚、综合传输和交换，提供水下高速可靠的双向信息传输能力，为进行多科学领域的研究提供长期充足、大量实时的海洋观测数据支撑。扩展性较好，可以根据需要扩充挂接水下各种科学观测装备，形成海底综合信息传输网络。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统组成示意图；

图2为本发明实施例提供的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络拓补结构示意图；

图3为本发明实施例提供的水下供电示意图；

图4为本发明实施例提供的SA型号主干海底光缆截面示意图；

图5为本发明实施例提供的DA型号主干海底光缆截面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的LMP型号分支海底光缆截面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的SA型号分支海底光缆截面结构示意图；

图8为本发明实施例提供的DA型号分支海底光缆截面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，包括位于岸基站的至少一组岸基设备以及位于水下的多组水下分支与接驳设备，岸基设备是整个系统的监视控制中心、电能输送中心和数据处理中心，水下部分依托专用海底光缆将多个水下分支与接驳设备、中继器连接组成水下网络，实现水下与陆地间信息和电能的中继、分配与控制。每一组所述水下分支与接驳设备包括水下分支器、主接驳盒以及多个次接驳盒，其中所述水下分支器通过主干海底光缆与所述主接驳盒连接，所述主接驳盒通过分支海底光缆分别与多个所述次接驳盒连接，水下分支器主要完成主干海底光缆中光纤的分离和接入，与光信号和供电信号的水下分离及电能量的分配；主接驳盒负责向各类水下传感器提供电能和信息传输通道；次级接驳盒是介于主接驳盒与水下传感器之间的设备，包含光电转换功能，向下实现各类水下节点的接入，为各类传感器提供标准的电能（5V、36V和48V等）接口，所述次接驳盒还具有用于挂接各种水下科学观测设备的统一规范的信息接口（如RS232、RS485等），实现水下信息接入，向上为主接驳盒提供标准转换后光信息，实现与主接驳盒设备之间的数据传输。每一所述次接驳盒通过电缆连接多个水下科学观测设备。每一组所述岸基设备通过主干海底光缆连接至少两个所述水下分支器，每一所述水下分支器通过主干海底光缆连接至少两个另外的所述水下分支器，所有的所述水下分支器连接成蜂窝状网络结构。

网络的拓扑结构一般有线性结构、环形结构、棋盘结构。线性结构简单，水下节点间串行连接，但其功能单一，可靠性最差，一旦某一段海底光缆被渔船或船锚钩断，整个系统的供电和信息的传输都将中断。环形结构改为由双岸基登陆站连接水下节点，较线形结构有改进，并且多个岸基登陆站互联可进一步拓展为棋盘结构，“田”字格形状。棋盘结构拓扑从每个岸基站分别引出一条主干光缆，在光无中继传输区的距离上作为第一级网络，其余在分支节点将光缆分支，组成了田字格形状，形成四个自愈环。棋盘阵结构、环形结构较线形结构提高了一定的可靠性，但主干光缆上水下节点间还是串行连接，抗毁能力弱。

与一般的线形、环形或棋盘阵结构不同，本系统采用的是蜂窝状拓扑结构，其拓朴结构如图2所示。每个岸基登陆站点都引出2-3条主干海底光缆，2-3条主干海底光缆分别通过2-3个水下节点分支器进行分支，每条主干光缆分支出二条海底光缆，连接用以连结水下科学观测设备的其他分支接驳节点，水下每个分支接驳节点间都通过海底光缆连接，形成蜂窝状网络结构，在光传输无中继距离段组成第一级蜂窝网络。末端分支接驳节点分别通过主干海底光缆连接水下中继器，在离岸400公里左右，进行光中继放大，再如前述一样进行光缆分支，用以连结水下科学观测设备的水下分支接驳节点连接成蜂窝状，形成第二级蜂窝网络。每隔80-120公里在主干海底光缆上连接一个水下中继器，进行中继放大，水下中继器用来补偿光信号长距离传输后的衰减，实现光信号的功率放大，提高光信号的输出光功率。该蜂窝阵拓朴网络结构因每个水下节点均连接有多条支路，节点间并联连接，主干海底光缆也有三条并联线路互为备份，当某一段海缆发生故障后，系统可自动重组，通过其他分支节点和海缆段路径迂回传输连接至岸基，系统自愈功能良好，可靠性高，抗毁能力较强，扩展性好。

进一步地，与常规海光缆通信系统并不相同，该系统还具有远程供电设备，用于完成岸站向所有水下用电设备的远程供电，供电设备分为岸上部分和水下部分，具体地，所述岸基设备包括岸基远程供电设备，所述水下分支器包括分支器电源转换模块，所述主接驳盒包括主接驳盒电源转换与分配模块，所述次接驳盒包括次接驳盒电源转换模块，所述岸基远程供电设备用于完成从市电到恒流输出的转换；所述分支器电源转换模块用于完成恒压恒流转换，并负责向主接驳盒分配电能，同时负责为分支器本身的用电设备供电；所述主接驳盒电源转换与分配模块用于完成恒流到恒压的转化，并负责向次接驳盒输送电能，同时负责向主接驳盒内的用电设备供电；所述次接驳盒电源转换模块用于完成电流/电压的转换和电能的分配，并负责向水下科学观测设备供电，同时负责向次接驳盒内的用电设备供电。

进一步地，由于水下设备均为无人值守设备，为提高可靠性，系统采用双端双备直流恒流供电方式，供电方式如图3所示，系统可以提供单端供电和双端供电两种供电模式，当任意一端站的远程供电设备因故障而失效时，另一端站的远程供电设备能够自动调整并独自承担整条链路的供电任务。而每一端站设备又采用双机热备份方式。正常情况下，系统工作在双端供电模式，岸基两个站点的远供设备同时供电。正常时，两端主设备同时工作，各承担一半的供电能量；当其中一端主设备故障时，同端备用设备自动切换至线路。若同端主备用设备同时故障时，在此情况下，供电模式可以自动从双端供电切换到单端供电，全部电能由另一端设备供给，实现单端供电。这样可为供电系统提供冗余保护功能，大大增加了供电的可靠性，水下单元一律采用双热备份供电。

系统利用海底光缆内的导体与大地组成的回路，向海底设备提供电力。供电回路采用一线一地方式，远程供电设备的电极，与海洋地和海水形成了供电电路的电流回路，并通过海底光缆内的导体向海底设备提供电能，保证水下设备正常运行。

进一步地，所述岸基远程供电设备的接地方式由三种，包括包括海洋地、站点地和机柜地，所述海洋地与所述站点地具有压差检测回路，可以自动地完成切换。当海洋地发生故障时，对海洋地与端站地内部检测电压差超出200V后，进行海洋地和站点地之间的地倒换，倒换采用先闭合后断开的方式，不影响远程供电设备的正常工作，不会造成业务中断，地倒换也可以降低地电位的不平衡，维持系统稳定运行。机柜地为保护地。在海底光缆发生接地故障的情况下，远供电源设备可自动调整输出工作电压，实现新的供电平衡。

所述岸基远程供电设备上，能获得输出电压、输出电流、站地电流、海洋接地系统数据以及端站地与海洋接地的电压差数据，并可在网管系统中查看相应的数据。综合监测与管理设备通过以太网与岸基远程供电设备接口，可以查询远程供电设备的输出电压，输出电流，地电流，地电压差等数据。

进一步地，该系统具有水下信息传输与接入设备，用于将各类水下传感器、监控器进行数据接入、汇聚与复用，并逐步汇入主干传输码流，通过主干海底光缆传输到岸基接入站，并可把来自岸上的信息送到相应水下节台发送出去。具体地，所述岸基设备包括岸基传输设备，所述水下分支器包括分支器复用及传输模块，所述主接驳盒包括主接驳盒数据传输模块，所述次接驳盒包括用户接入设备，所述岸基传输设备用于完成水下上传数据的分类处理以及岸上对水下节点的信息发送；所述分支器复用及传输模块用于完成从主干缆帧结构中分离支路码流，把当前支路码流复用到主干缆帧结构并发送出去；所述用户接入设备用于完成大量的低速用户的接入与汇聚或拆解，并进行光/电转换。进一步优选地，所述主接驳盒内具有光保护单元。

水下信息的传输与接入可以有多种方案选择，一种是SDH时分复用传输方案；第二种采用模拟制波分复用技术WDM体制、第三种可选用SDH+WDM体制，可以选用基于OTN的传输技术体制，较前集中传输方案有较高的系统容量，可扩展性较好，适用于在蜂窝拓扑结构中实现信息传输。设备可选用烽火公司的FONST 1000 产品。

次接驳盒内的光电转换单元完成大量的低速用户的接入与汇聚或拆解，并进行光/电转换。并完成在水下工作环境中的传感器连接电缆与次接驳盒的自锁式水密连接及湿插拨。

主接驳盒内的光转发单元负责将来自若干路的低速光信号汇聚为1路信号，而后将其调制为标准中的DWDM规定的波长信号，以便在DWDM系统上传送，同时实现上述转换的逆过程。可以选用FON ST 1000的MST2单盘。有R1～R8共8个接口可接入水下光信号，经O/E转换、GFP包封、VC映射、OTN封装、E/O转换后从波分侧的TX接口输出。

分支器内的光分插复用单元OAD负责将来自主接驳盒的满足DWDM标准中规定的若干路波长信号汇聚为1路高速的光传送模块信号OTM-n.m，以便合波信号在光纤信道上传送，同时实现上述转换的逆过程。可选用FONST 1000 的MDU8 单盘。

光保护单元用以实现网元业务在系统中的1+1 保护。可采用FONST1000OCP。可将光信号并发至波分侧工作和保护线路，并选择接收波分侧传来的工作和保护。

上行传输流程如下：

多个水下科学观测设备上传的低速电信号经过次接驳盒内的光电转换单元实现信号的接入，并转换为光信号，多个次接驳盒的信号经分支光缆传输至主接驳盒的光转发单元MST2的各个端口，主接驳盒的光转发单元将来自的次接驳盒若干路低速光信号时分复用为一路10Gbit/s信号，并被调制到一路DWDM系统规定的光载波上。该光载波从光转发单元的TX端口输出，可接入主接驳盒的光保护单元输入IN1端口，由分光器分为“工作”、“保护”两路。主接驳盒的两路光纤分通过主干海光缆连接至分支器的两个光分插复用单元MDU8盘。分支器的光分插复用单元，将满足DWDM标准中规定的若干路波长信号汇聚为1路高速的光传送模块信号OTM-n.m，实现合波，分支器的两块光分插复用单元MDU8盘的输出端口分别连接到海底主干光缆内纤和外纤的去业务的工作和保护方向，合波信号通过海底光缆在光纤信道上传送。

下行光路解复用传输流程同理反之。

系统可实现16个波长复用，每个波长（节点）平均可实现10Gbit/s带宽，主干缆纤芯对中的高速信号速率可达160Gbit/s，相比时分复用方案，系统扩容256 倍；相比WDM+SDH方式的波分复用方案，仅可实现4波复用，每个节点均可实现622Mbit/s带宽，主干缆纤芯对中的高速信号速率可达622*4 Mbit/s，即系统容量为2.5Gbit/s，系统扩容64倍。

进一步地，该系统还具有综合监测与管理设备，用于完成对传输系统、供电系统、海缆缆线及与其连接的各种接驳盒和终端设备工作状态的监测和管理，实现对水下各种无人职守设备的供电、传输以及光缆运行情况的远程监视与管理。所述岸基设备包括岸基远程监视与管理设备，所述水下分支器包括分支器水下监测模块，所述主接驳盒包括主接驳盒水下监测模块，所述次接驳盒包括次接驳盒水下监测模块，所述岸基远程监视与管理设备负责全网配置、故障管理、安全管理、功能报表的功能，同时用于对线路、主接驳盒、次接驳盒及水下科学观测设备进行自动监测，所述分支器水下监测模块、所述主接驳盒水下监测模块以及所述次接驳盒水下监测模块均包括环境监测模块和电能监测模块，所述次接驳盒水下监测模块还包括终端设备监测模块，所述电能监测模块用于监测所在节点内电源转换器提供的电流和电压；所述环境监测模块用于监测所在节点内环境指标；所述终端设备监测模块监测水下科学观测设备是否正常工作。

进一步地，本系统的所有海底光缆采用专用海底光缆，专用海底光缆与常规海光缆相比，特点是光纤芯数大、馈电电流大。主干光缆分单铠（SA）和双铠（DA）两个型号，因光纤芯数要求较大（96芯），故本发明的主干海底光缆采用层绞式缆芯技术。图4和图5是它们的横截面结构示意图。两个型号使用相同的缆芯，它们具有较小的直流电阻，可馈送较大的电流。

主干光缆96芯有中继双铠海光缆技术条件如下：

光单元层：4根Ф2.5mm不锈钢管(每管含24根光纤)+1根Ф2.5mm铜线

馈电导体层：16根Ф1.5mm铜线

断裂拉伸负荷（kN）：600

短暂拉伸负荷（kN）：360

工作拉伸负荷（kN）：240

耐冲击（N.m）：400

缆外径（mm）：42

绝缘电阻（MΩ·km）：≥20 000

直流耐压（kV）≥15

直流电阻(Ω/km) ≤0.6。

支线光缆分轻型保护（LWP）、单铠（SA）和双铠（DA）三个型号，因光纤芯数较小，本发明的分支海底光缆采用中心管双内铠缆芯技术。图6至图8是它们的横截面结构示意图。三个型号使用相同的缆芯，考虑到系统故障时的载流可与主干缆接近或相同，故直流电阻与主干缆相同；DA缆的第一层外径与SA缆外铠相同，在需要时可直接铠装过渡。

24芯单铠缆支线光缆技术条件如下：

光单元：Ф3.0mm不锈钢管(内含24根光纤)

馈电导体层：13根Ф1.5mm铜线

断裂拉伸负荷(kN) ：260

短暂拉伸负荷（kN）：150

工作拉伸负荷（kN）：100

耐冲击（N.m）：400

缆外径（mm）：34

绝缘电阻（MΩ·km）：≥20 000

直流耐压（kV）≥15

直流电阻(Ω/km) ≤0.6。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：包括至少一组岸基设备以及多组水下分支与接驳设备，每一组所述水下分支与接驳设备包括水下分支器、主接驳盒以及多个次接驳盒，其中所述水下分支器通过主干海底光缆与所述主接驳盒连接，所述主接驳盒通过分支海底光缆分别与多个所述次接驳盒连接，每一所述次接驳盒通过电缆连接多个水下科学观测设备，每一组所述岸基设备通过主干海底光缆连接至少两个所述水下分支器，每一所述水下分支器通过主干海底光缆连接至少两个另外的所述水下分支器，所有的所述水下分支器连接成蜂窝状网络结构。

2.如权利要求1所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述岸基设备包括岸基远程供电设备，所述水下分支器包括分支器电源转换模块，所述主接驳盒包括主接驳盒电源转换与分配模块，所述次接驳盒包括次接驳盒电源转换模块，所述岸基远程供电设备用于完成从市电到恒流输出的转换；所述分支器电源转换模块用于完成恒压恒流转换，并负责向主接驳盒分配电能，同时负责为分支器本身的用电设备供电；所述主接驳盒电源转换与分配模块用于完成恒流到恒压的转化，并负责向次接驳盒输送电能，同时负责向主接驳盒内的用电设备供电；所述次接驳盒电源转换模块用于完成电流/电压的转换和电能的分配，并负责向水下科学观测设备供电，同时负责向次接驳盒内的用电设备供电。

3.如权利要求2所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述岸基远程供电设备采用双端双备直流恒流供电方式。

4.如权利要求2所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述岸基远程供电设备的接地方式包括海洋地、站点地和机柜地，所述海洋地与所述站点地具有压差检测回路，可以自动地完成切换。

5.如权利要求1所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述岸基设备包括岸基传输设备，所述水下分支器包括分支器复用及传输模块，所述主接驳盒包括主接驳盒数据传输模块，所述次接驳盒包括用户接入设备，所述岸基传输设备用于完成水下上传数据的分类处理以及岸上对水下节点的信息发送；所述分支器复用及传输模块用于完成从主干缆帧结构中分离支路码流，把当前支路码流复用到主干缆帧结构并发送出去；所述用户接入设备用于完成大量的低速用户的接入与汇聚或拆解，并进行光/电转换。

6.如权利要求5所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述主接驳盒内具有光保护单元。

7.如权利要求1所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述岸基设备包括岸基远程监视与管理设备，所述水下分支器包括分支器水下监测模块，所述主接驳盒包括主接驳盒水下监测模块，所述次接驳盒包括次接驳盒水下监测模块，所述岸基远程监视与管理设备负责全网配置、故障管理、安全管理、功能报表的功能，同时用于对线路、主接驳盒、次接驳盒及水下科学观测设备进行自动监测，所述分支器水下监测模块、所述主接驳盒水下监测模块以及所述次接驳盒水下监测模块均包括环境监测模块和电能监测模块，所述次接驳盒水下监测模块还包括终端设备监测模块，所述电能监测模块用于监测所在节点内电源转换器提供的电流和电压；所述环境监测模块用于监测所在节点内环境指标；所述终端设备监测模块监测水下科学观测设备是否正常工作。

8.如权利要求1所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述蜂窝状网络结构包括光传输无中继距离段内的第一级蜂窝网络以及与第一级蜂窝网络连接的第二级蜂窝网络，所述第一级蜂窝网络与所述第二级蜂窝网络之间连接有水下中继器。

9.如权利要求1所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述主干海底光缆采用层绞式缆芯，所述分支海底光缆采用中心管双内铠缆芯。

10.如权利要求1所述的基于蜂窝组网技术的海底科学观测网络系统，其特征在于：所述次接驳盒具有用于挂接各种水下科学观测设备的统一规范的信息接口。