CN113824082B - 一种支持电切换功能的海底光缆分支器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及海底通信技术领域，提供一种支持电切换功能的海底光缆分支器，包括BU本体以及设置在BU本体两端的高压切换单元；BU本体包括第一半圆柱底座和第二半圆柱底座；第一半圆柱底座的一侧可旋转的连接有光模块，且底部贴合设置有单板；高压切换单元包括继电器、安装底座、弹性绝缘垫和保护盖；继电器设置在安装底座上，并通过高压线与BU本体内部的单板连接，弹性绝缘垫设置在继电器与保护盖之间。在实际应用过程中，两组高压切换单元分别位于BU本体的两端，一方面保证了足够的高压绝缘爬电距离，另一方面节省BU本体内部单元空间，通过高压切换单元内部的继电器来执行BU本体内的高压电切换功能。

Description

一种支持电切换功能的海底光缆分支器

技术领域

本申请涉及海底通信技术领域，尤其涉及一种支持电切换功能的海底光缆分支器。

背景技术

海底光缆作为跨洋通信的重要手段，承担了大量的跨洋通信业务，在海底光缆系统中,海底分支器承担着将光信号实现分路传输的重要作用，在海缆传输的分支线或干线的中途，为了实现光信号在主干线直接的传输，通常需要设置海底光缆分支器设备——BU(Branching Unit)，从而避免重复铺设多条海缆线路，节省海底光缆系统的成本。

当前海底光缆系统中的分支器（BU），主要为无源BU，即无电器件或电路单元，无需供电，仅含简单的无源光器件，来实现光路信号的分路功能，但是这种无源BU仅能实现光路信号的分路功能，不能将信号放大，增强传输；同时，当海缆系统发生故障时，光信号传输的主干路及各支路均不能正常工作，对各业务使用区域的信息传输造成较大的影响。

基于当前无源BU设备的现状，需开发一种新型的支持电信号放大功能，同时能减小线路故障影响，便于维修的BU。但此多功能的BU设备势必会引入诸多的光、电模块，会增大分支器体积，增加施工难度；同时，光、电模块会在分支器内部产生强电压、高热量，对新型的BU内部单元的结构布局提出了挑战。

综上所示，开发结构紧凑小型、耐高压绝缘、散热性能良好的BU内部单元，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了开发一种结构紧凑小型、耐高压绝缘、散热性能良好的BU内部单元，以便于支持带有电信号放大功能和带有能减小线路故障影响功能的BU设备维修，本申请提供一种支持电切换功能的海底光缆分支器。

一种支持电切换功能的海底光缆分支器，包括BU本体以及设置在所述BU本体两端的高压切换单元；

所述BU本体包括第一半圆柱底座和第二半圆柱底座；所述第一半圆柱底座与第二半圆柱底座一侧铰接，另一侧之间设置有涨紧弹簧；

所述第一半圆柱底座的一侧可旋转的连接有光模块，且底部贴合设置有单板，所述光模块贴合所述单板，且通过柔性电路板连接所述单板；

所述高压切换单元包括继电器、安装底座、弹性绝缘垫和保护盖；所述继电器设置在安装底座上，并通过高压线与BU本体内部的单板连接，所述弹性绝缘垫设置在所述继电器与所述保护盖之间。

这样，光电模块在两个半圆柱底座中上下分层布局，并排布局的多个电模块独立安装于绝缘盒体中，通过绝缘盒体进行相互隔离绝缘，同时，所述电模块产生的热量传递至第二半圆柱底座，实现良好的散热效果，两组高压切换单元分别位于BU本体的两端，一方面保证了足够的高压绝缘爬电距离，另一方面节省BU本体内部单元空间，通过高压切换单元内部的继电器来执行BU本体内的高压电切换功能，继电器通过高压线与安装在BU本体的单板相连，单板对继电器下发命令以实现电切换。

一种实现方式中，所述第二半圆柱底座上依次并排设置有第一盒体、第二盒体、第三盒体和第四盒体，以分别设置电模块；

所述第一盒体和第四盒体外侧均设置有高压走线槽，以使设置在第一盒体和第四盒体中的电模块连接相邻侧高压切换单元的继电器；

所述第二盒体和第四盒体对称设置在所述第三盒体的两侧，所述第三盒体两侧壁上设置有多个相互隔离的高压走线槽，以隔离不同电气属性的高压线。

这样，所述第一盒体和第四盒体外侧均设置有高压走线槽，以使设置在第一盒体和第四盒体中的电模块能够连接相邻侧高压切换单元中的继电器，以使第二半圆柱底座内的走线距离最短且顺畅，且第三盒体的两侧壁的高压走线槽之间存在一定的距离，以将不同电气属性的高压线隔离，避免被高压击穿，同时走线槽可起到固定高压线的作用。

一种实现方式中，所述第一盒体、第二盒体、第三盒体和第四盒体的材料均为绝缘材料。

这样，采用绝缘材料的盒体，可以有效隔离并排设置的多个电模块，实现多个电模块之间良好的绝缘。

一种实现方式中，所述电模块包括壳体、电模块本体和绝缘保护支架；所述壳体贴合设置在对应盒体的底座上，电模块本体设置在所述壳体内，所述绝缘保护支架连接所述壳体，并贴合所述电模块本体的外壁。

这样，将所述壳体设计为倒凸型结构，内部的空间容纳电模块本体和绝缘保护支架；外部贴合绝缘盒体的圆弧型内壁，且每个绝缘盒体均与所述第二半圆柱底座12上金属外壳充分接触，以到达充分占用BU本体1内部的安装空间以及接触散热的目的。

一种实现方式中，所述壳体和绝缘保护支架一体成型。

一种实现方式中，所述壳体上设置有独立走线槽和独立线槽板，以及卡接所述独立线槽板的线槽盖板。

这样，所述壳体上设置有独立走线槽和独立线槽板，以及卡接所述独立线槽板的线槽盖板，将电模块本体的线缆引出所述壳体。在独立线槽板上安装线槽盖板，以高压线束缚于独立线槽板的走线槽中，防止脱出槽位。

一种实现方式中，所述单板与所述第一半圆柱底座之间设置有弹性绝缘导热垫。

这样，在所述单板与所述第一半圆柱底座之间设置有弹性绝缘导热垫，或者在单板上大功率发热器件接触第一半圆柱底座的位置设置弹性绝缘导热垫，从而填充单板和第一半圆柱底座之间的空气间隙，起到良好散热并缓冲振动应力保护单板的作用。

一种实现方式中，所述安装底座上设置有用于连接所述BU本体的销钉。

一种实现方式中，所述继电器的外壳为陶瓷材料。

由以上技术方案可知，本申请提供一种支持电切换功能的海底光缆分支器，包括BU本体以及设置在所述BU本体两端的高压切换单元；所述BU本体包括第一半圆柱底座和第二半圆柱底座；所述第一半圆柱底座与第二半圆柱底座一侧铰接，另一侧之间设置有涨紧弹簧；所述第一半圆柱底座的一侧可旋转的连接有光模块，且底部贴合设置有单板，所述光模块贴合所述单板，且通过柔性电路板连接所述单板；所述高压切换单元包括继电器、安装底座、弹性绝缘垫和保护盖；所述继电器设置在安装底座上，并通过高压线与BU本体内部的单板连接，所述弹性绝缘垫设置在所述继电器与所述保护盖之间。

在实际应用过程中，BU本体为两半式圆筒形结构，包括第一半圆柱底座和第二半圆柱底座，在两个半圆柱底座内部安装光电模块。光电模块在两个半圆柱底座中上下分层布局，并排布局的多个电模块独立安装于绝缘盒体中，通过绝缘盒体进行相互隔离绝缘，同时，所述电模块产生的热量传递至第二半圆柱底座，实现良好散热，两组高压切换单元，分别位于BU本体的两端，一方面保证了足够的高压绝缘爬电距离，另一方面节省BU本体内部单元空间，通过高压切换单元内部的继电器来执行BU本体内的高压电切换功能，继电器通过高压线与安装在BU本体的单板相连，单板对继电器下发命令以实现电切换。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的支持电切换功能的海底光缆分支器的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一半圆底座相对第二半圆底座打开状态的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第一半圆底座中的光模块向外翻转的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的高压切换单元的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电模块的结构示意图。

图示说明：

1-BU本体，11-第一半圆柱底座，111-单板，112-光模块，12-第二半圆柱底座，121-第一盒体，122-第二盒体，123-第三盒体，124-第四盒体，13-涨紧弹簧，14-电模块，141-壳体，142-电模块本体，143-绝缘保护支架,144-独立走线槽，145-独立线槽板，146-线槽盖板，2-高压切换单元，21-继电器，22-安装底座，221-销钉，23-弹性绝缘垫，24-保护盖，3-销轴铰链。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了开发一种结构紧凑小型、耐高压绝缘、散热性能良好的BU内部单元，以便于支持带有电信号放大功能和带有能减小线路故障影响功能的BU设备维修，参见图1，为本申请实施例提供的支持电切换功能的海底光缆分支器的整体结构示意图；本申请实施例提供一种支持电切换功能的海底光缆分支器，包括BU本体1以及设置在所述BU本体1两端的高压切换单元2；所述BU本体1包括第一半圆柱底座11和第二半圆柱底座12；所述第一半圆柱底座11与第二半圆柱底座12的一侧铰接，另一侧之间设置有涨紧弹簧13。

具体的，所述第一半圆柱底座11和所述第二半圆柱底座12为分体式结构，参见图2所示，本申请实施例提供的第一半圆底座相对第二半圆底座打开状态的结构示意图，两个半圆柱底座（第一半圆柱底座11和第二半圆柱底座12）相接触的一侧通过销轴铰链3活动连接，使得第一半圆柱底座11可相对第二半圆柱底座12开合；两个半圆柱底座相接触的另一侧设置涨紧弹簧13，通过涨紧弹簧13使两个半圆柱底座与外部的承压筒体涨紧以实现良好接触，保证BU本体1的内部单元充分散热。

两组高压切换单元2分别位于所述BU本体1的两端，一方面保证了足够的高压绝缘爬电距离，另一方面节省BU本体1的内部单元空间，使内部单元整体结构布局安全且紧凑。

参见图3，为本申请实施例提供的第一半圆底座中的光模块向外翻转的结构示意图，所述第一半圆柱底座11的一侧可旋转的连接有光模块112，且底部贴合设置有单板111，所述光模块112贴合所述单板111，且通过柔性电路板连接所述单板111。具体的，所述单板111和所述光模块112分层安装于所述BU本体1的第一半圆柱底座11，所述单板111两侧设计有螺钉孔，通过螺钉紧固安装于所述第一半圆柱底座11的下层。在实际应用过程中，在所述单板111与所述第一半圆柱底座11之间设置有弹性绝缘导热垫，或者在单板111上大功率发热器件与第一半圆柱底座11接触的位置设置弹性绝缘导热垫，从而填充单板111和第一半圆柱底座11之间的空气间隙，起到良好散热并缓冲振动应力保护单板111的作用。

需要说明的是，单板111上设置有包括数字信号处理器（DSP）在内的控制模块，以及必要的控制电路结构，以实现对光模块112以及高压切换单元2的控制。

所述光模块112安装于第一半圆柱底座11的上层，所述光模块112的一侧与第一半圆柱底座11采用活动转轴连接，可实现翻转开合，向BU本体1外侧翻转为打开状态时，便于下层单板111的调试或维修，向BU本体1内侧翻转闭合后，则被完全收纳于第一半圆柱底座11之中，充分占满第一半圆柱底座11的整个空间，实现紧凑布局。同时，为实现光模块112的翻转功能，光模块112和单板111之间通过柔性电路板连接，单板111为光模块112中的光器件起到供电和命令控制作用。

本申请实施例提供的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，当海缆系统发生故障时，海缆端站系统（陆上设备）会以光信号形式向BU设备发送命令切换信息，BU设备接收到光命令后，通过其光模块112进行命令读取分析，并将光信号转换成电信号发送至单板111。单板111上的数字信号处理器（DSP）识别电信号中带有的命令为继电器切换命令后，则会通过单板111内部逻辑来控制继电器进行电切换。

其中，光模块112和单板111通过柔性电路板连接，采用柔性电路板连接的方式，在保证光模块112和单板111电连接的同时，便于单板111的机械翻转。

其中，两组高压切换单元2实际实现的效果为两组电导通开关，一组为供电端开关，另一组则为接地端开关。BU设备为3端口（包括一个入口和两个分支，称之为A端，B端和C端）的设备，分别与两组高压切换单元2中的三个继电器21相连。正常工作时，BU设备中的两端口为供电端，另外一端口为接地端，通过高压切换单元2中的继电器21的闭合或断开，来控制端口作为供电端还是作为接地端。例如，正常工作时BU设备的A端口和B端口为供电端，C端口为接地端，则A端口和B端口所连的供电端的继电器21闭合，接地端的继电器21断开；C端口所连的供电端的继电器21断开，接地端的继电器21闭合。当海缆A端口发生故障时，需将A端口接地进行维修，并将B端口和C端口切换为供电端。则此时A端口所连的供电端的继电器21断开，接地端的继电器21闭合；B端口和C端口所连的供电端的继电器21闭合，接地端的继电器21断开，从而实现B端口和C端口的传输业务正常进行，A端口可靠接地后进行维修。

参见图4，为本申请实施例提供的高压切换单元的结构示意图；所述高压切换单元2包括继电器21、安装底座22、弹性绝缘垫23和保护盖24；所述继电器21设置在安装底座22上，并通过高压线与BU本体1内部的单板111连接，所述弹性绝缘垫23设置在所述继电器21与所述保护盖24之间。

所述高压切换单元2靠其内部的继电器21执行BU本体1内的高压电切换功能，继电器21通过高压线与安装在BU本体1中的单板111连接，所述单板111对继电器21下发命令以实现电切换，电切换前后的具体变化是继电器21内部触点的变化，从而实现电模块14内的电切换。如图4所示，一组高压切换单元2包括继电器21、安装底座22、弹性绝缘垫23和保护盖24，高压切换单元2通过安装底座22设置的销钉221，安装在所述BU本体1的两端，所述安装底座22上设置安装平面和安装孔，所述继电器21通过螺钉安装于安装底座22的安装平面上，在继电器21的陶瓷本体外侧，依次安装有弹性绝缘垫23和保护盖24，以对所述继电器21起绝缘作用和振动缓冲保护作用。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种支持电切换功能的海底光缆分支器， BU本体1为两半式圆筒形结构，包括第一半圆柱底座11和第二半圆柱底座12，在两个半圆柱底座内部安装光电模块（光模块112和电模块14）。光电模块在半圆底座中上下分层布局，并排布局的多个电模块14独立安装于绝缘盒体中，通过绝缘盒体进行相互隔离绝缘，同时，所述电模块14产生的热量传递至第二半圆柱底座12，实现良好散热，两组高压切换单元2，分别位于BU本体1的两端，一方面保证了足够的高压绝缘爬电距离，另一方面节省BU本体1内部单元空间，通过高压切换单元2内部的继电器21来执行BU本体1内的高压电切换功能，继电器21通过高压线与安装在BU本体1的单板111相连，单板111对继电器下发命令以实现电切换。

由于所述第二半圆柱底座12安装有多个电模块14，多个电模块14之间存在高电压，为实现多个电模块14之间良好的绝缘，如图2所示，所述第二半圆柱底座12上依次并排设置有第一盒体121、第二盒体122、第三盒体123和第四盒体124，以分别设置电模块14；所述第一盒体121、第二盒体122、第三盒体123和第四盒体124的材料均为绝缘材料。

所述第一盒体121和第四盒体124外侧均设置有高压走线槽，以使设置在第一盒体121和第四盒体124中的电模块14能够连接相邻侧高压切换单元2的继电器21；使第二半圆柱底座12内的走线距离最短且顺畅。

所述第二盒体122和第四盒体124对称设置在所述第三盒体123的两侧，所述第三盒体123两侧壁上设置有多个相互隔离的高压走线槽，以隔离不同电气属性的高压线，设置在第三盒体123的电模块14需要与设置在所述第二盒体122和第四盒体124的电模块14实现电器连接，故将所述第二盒体122和第四盒体124对称设置在所述第三盒体123的两侧，且第三盒体123的两侧壁的高压走线槽之间存在一定的距离，将不同电气属性的高压线隔离，避免被高压击穿，同时走线槽可起到固定高压线的作用。

需要说明的是，以上的绝缘盒体（第一盒体121、第二盒体122、第三盒体123和第四盒体124）布局方式，只是本申请公开的一种实施例，并不表示以上方式是唯一布局方式，在实际应用工程中，也可根据实际需要或者涉及的侧重点不同，按照本申请实施例公开的设计思路，采用其他类似的布局方式。

在实际应用过程中，所述第一盒体121、第二盒体122、第三盒体123和第四盒体124形状尺寸可依据其内部所安装的电模块14的结构进行设计，具体的，参见图5，为本申请实施例提供的电模块的结构示意图，所述所述电模块14包括壳体141、电模块本体142和绝缘保护支架143；所述壳体141贴合设置在对应盒体的底座上，电模块本体142设置在所述壳体141内，所述绝缘保护支架143连接所述壳体141，并贴合所述电模块本体142的外壁。

所述绝缘保护支架143贴合设置在所述电模块本体142的外侧，起绝缘和保护作用，具体的，可根据实际设计需求，将所述绝缘保护支架143和电模块本体142设计为一体成型的一体式结构或分体式结构，并在所述绝缘保护支架143上开设有走线槽，用于隔离和容纳电模块本体142引出的线缆。所述壳体141上设置有独立走线槽144和独立线槽板145，以及卡接所述独立线槽板145的线槽盖板146，将电模块本体142的线缆引出所述壳体141。在独立线槽板145上安装线槽盖板146，以高压线束缚于独立线槽板145的走线槽中，防止脱离槽位。具体的，所述壳体141设计为倒凸型结构，内部的空间容纳电模块本体142和绝缘保护支架143；外部贴合绝缘盒体的圆弧型内壁，且每个绝缘盒体均与所述第二半圆柱底座12上金属外壳充分接触，以到达充分占用BU本体1内部的安装空间以及接触散热的目的。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种支持电切换功能的海底光缆分支器，包括BU本体1以及设置在所述BU本体1两端的高压切换单元2；所述BU本体1包括第一半圆柱底座11和第二半圆柱底座12；所述第一半圆柱底座11与第二半圆柱底座12一侧铰接，另一侧之间设置有涨紧弹簧13；所述第一半圆柱底座11的一侧可旋转的连接有光模块112，且底部贴合设置有单板111，所述光模块112贴合所述单板111，且通过柔性电路板连接所述单板111；所述高压切换单元2包括继电器21、安装底座22、弹性绝缘垫23和保护盖24；所述继电器21设置在安装底座22上，并通过高压线与BU本体1内部的单板111连接，所述弹性绝缘垫23设置在所述继电器21与所述保护盖24之间。

在实际应用过程中，BU本体1为两半式圆筒形结构，包括第一半圆柱底座11和第二半圆柱底座12，在两个半圆柱底座内部安装光电模块。光电模块在半圆底座中上下分层布局，并排布局的多个电模块14独立安装于绝缘盒体中，通过绝缘盒体进行相互隔离绝缘，同时，所述电模块14产生的热量传递至第二半圆柱底座12，实现良好散热，两组高压切换单元2，分别位于BU本体1的两端，一方面保证了足够的高压绝缘爬电距离，另一方面节省BU本体1内部单元空间，通过高压切换单元2内部的继电器21来执行BU本体1内的高压电切换功能，继电器21通过高压线与安装在BU本体1的单板111相连，单板111对继电器下发命令以实现电切换。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，包括BU本体（1）以及设置在所述BU本体（1）两端的高压切换单元（2）；

所述BU本体（1）包括第一半圆柱底座（11）和第二半圆柱底座（12）；所述第一半圆柱底座（11）与第二半圆柱底座（12）一侧铰接，另一侧之间设置有涨紧弹簧（13）；

所述第一半圆柱底座（11）的一侧可旋转的连接有光模块（112），且底部贴合设置有单板（111），所述光模块（112）贴合所述单板（111），且通过柔性电路板连接所述单板（111）；

所述高压切换单元（2）包括继电器（21）、安装底座（22）、弹性绝缘垫（23）和保护盖（24）；所述继电器（21）设置在安装底座（22）上，并通过高压线与BU本体（1）内部的单板（111）连接，所述弹性绝缘垫（23）设置在所述继电器（21）与所述保护盖（24）之间。

2.根据权利要求1所述的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，所述第二半圆柱底座（12）上依次并排设置有第一盒体（121）、第二盒体（122）、第三盒体（123）和第四盒体（124），以分别设置电模块（14）；

所述第一盒体（121）和第四盒体（124）外侧均设置有高压走线槽，以使设置在第一盒体（121）和第四盒体（124）中的电模块（14）连接相邻侧高压切换单元（2）中的继电器（21）；

所述第二盒体（122）和第四盒体（124）对称设置在所述第三盒体（123）的两侧，所述第三盒体（123）两侧壁上设置有多个相互隔离的高压走线槽，以隔离不同电气属性的高压线。

3.根据权利要求2所述的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，所述第一盒体（121）、第二盒体（122）、第三盒体（123）和第四盒体（124）的材料均为绝缘材料。

4.根据权利要求2所述的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，所述电模块（14）包括壳体（141）、电模块本体（142）和绝缘保护支架（143）；

所述壳体（141）贴合设置在对应盒体的底座上，电模块本体（142）设置在所述壳体（141）内，所述绝缘保护支架（143）连接所述壳体（141），并贴合所述电模块本体（142）的外壁。

5.根据权利要求4所述的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，所述壳体（141）和绝缘保护支架（143）一体成型。

6.根据权利要求4所述的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，所述壳体（141）上设置有独立走线槽（144）和独立线槽板（145），以及卡接所述独立线槽板（145）的线槽盖板（146）。

7.根据权利要求1所述的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，所述单板（111）与所述第一半圆柱底座（11）之间设置有弹性绝缘导热垫。

8.根据权利要求1所述的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，所述安装底座（22）上设置有用于连接所述BU本体（1）的销钉（221）。

9.根据权利要求1所述的一种支持电切换功能的海底光缆分支器，其特征在于，所述继电器（21）的外壳为陶瓷材料。

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