CN115296727A - 一种可靠远程控制的分支单元 - Google Patents

Abstract

一种可靠远程控制的分支单元，属于海底通信网领域，包括：切换模块、电源模块一、电源模块二、控制模块以及三个供电端A端、B端、C端以及SE端。切换模块由多个继电器组成，用于切换供电路径；电源模块一、电源模块二互为备份，输出控制模块工作电源；控制模块可以接收岸基命令、驱动继电器切换。在缆端发送故障时，通过切换模块选择电源模块一和/或电源模块二为控制模块持续供电，确保了控制模块的稳定性和可靠性，实现分支单元可靠远程控制的目的。

Description

一种可靠远程控制的分支单元

技术领域

本发明主要应用于海底通信网领域，具体涉及一种可靠远程控制的分支单元。

背景技术

海底光纤通信系统可包括在基于陆地的缆线站之间延伸的主干路径以及连接到其他区域的一个或多个分支段。该主干由其中具有多个光纤的海底缆线以及沿主干路径设置用于放大缆线站之间传输的光信号的一个或多个中继器或光放大器来恒定。每个缆线站包括用于沿主干路径传输并且接收这些光信号的终端设备。一个或多个分支段在一端通过分支单元二耦合于主干并且在另一端耦合于分支段缆线站。这些系统称为主干和分支网络。主干缆线站可用于通过网络骨干来运送信息信号而分支段可用于将主干路径之间的业务传输到分支缆线站或接收主干路径之间的业务。在主干与分支缆线站之间传输的光信号典型地是密集波分复用（DWDM）信号，其中多个光信道（每个处于相应波长）一起被复用。

在海底电缆系统中，为了应对网络的网格化并抑制建造成本，构建了由安装在海底的多个海底分支装置和多个陆地站组成的网络。在这种海底电缆系统中使用的海底中继器和海底分支装置通常通过来自安装在陆地站中的供电装置的供电来操作。

但是传统的分支单元仅仅能够支持缆端无故障时的供电路径切换，当缆端发生故障时，分支单元无法接收岸基指令，并根据指令进行供电路径的切换。因此，设计一种能够在任意缆端故障时，都可以受岸端远程控制的分支单元至关重要。

发明内容

针对缆系海底通信网的上述缺陷，本发明提出了一种可靠远程控制的分支单元，该分支单元可以保证在任意缆端故障时，岸基指令可顺利发送至分支单元内部，从而切换供电路径。

本发明的技术方案为：

一种可靠远程控制的分支单元，其特征在于分支单元的内部电路，电路方案包括：切换模块、电源模块一、电源模块二、控制模块以及三个供电端A端、B端、C端以及SE端。

上述方案中，切换模块由多个继电器组成，用于切换供电路径；电源模块一、电源模块二互为备份，输出控制模块工作电源；控制模块可以接收岸基命令、驱动继电器切换。在缆端发生故障时，通过切换模块选择电源模块一和/或电源模块二为控制模块持续供电，电源模块将供电端输送的大电压稳定为控制模块工作的低电压。

作为优选，所述控制模块包括接收岸基发送的光命令并将之转换为电信号的光电转换电路、将电信号解析为驱动电路工作的电平、命令型继电器开关发送状态切换的驱动电路。

作为优选，所述切换模块利用9个继电器之间的连接切换供电路径；其中，命令型继电器开关为4个，分别是S1、S2、S3、S4，电流型继电器开关为5个，分别是S5、S6、S7、S8、S9，S5、S6、S7、S8分别设有两组触点。继电器中，同一组触点中，接通触点与公共端连接表示该继电器接通，断开触点与公共端连接表示该继电器断开。

对于A端，S7的线圈、S1以及S8的第一组触点连接于A端与电源模块一之间，具体的：

S7的线圈、S1的断开触点、S8的断开触点一串联于A端与电源模块一之间。

对于B端，S6的线圈、S9的线圈以及S2连接于B端与电源模块一之间，具体的：

S6的线圈、S9的线圈、S2的断开触点串联于B端与电源模块一之间。

对于C端，S8的线圈、S5的两组触点、S6的两组触点、S7的第一组触点以及S3连接于C端与电源模块一、电源模块二之间，具体的：

S3的断开触点、S6的断开触点一、S5的断开触点一、S8的线圈串联后与电源模块一连接；S3的断开触点、S7的断开触点一、S5的断开触点一、S8的线圈串联后与电源模块一连接；

S3的断开触点、S6/S7的断开触点一、S5的接通触点一串联后与电源模块二连接；S3的断开触点、S7的接通触点一、S6的接通触点二串联后与电源模块二连接；S3的断开触点、S5的接通触点二串联后与电源模块二连接。

对于SE端，S5的线圈、S7的第二组触点、S8的第二组触点、S9以及S4连接于电源模块一、电源模块二与SE端之间，具体的：

电源模块二、S5的线圈、SE端串联；

S7的断开触点二、S8的断开触点二、S4的接通触点串联于电源模块一与SE端之间；S9的断开触点、S8的断开触点二、S4的接通触点串联于电源模块一与SE端；

S8的接通触点一串联A端与SE端；S8的断开触点一、S1的接通触点串联A端与SE端；S2的接通触点串联B端与SE端；S3的接通触点串联C端与SE端。

当任一缆端发生故障时，切换后的供电路径可继续为控制模块供电，岸基指令可送达至分支单元内部；当任二缆端发送故障时，切换后的供电路径可继续为控制模块供电，岸基指令可送达至分支单元内部。

本发明利用9个继电器组合成新的切换模块、在分支单元内部增加了一个电源模块，当原定供电路径发送故障时，切换模块中的电流型继电器开关自动切换，2路电源模块互为冗余，确保控制模块在岸端指令下达前后一直处于工作状态。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的一种可靠远程控制的分支单元能够保证在供电路径发生故障时切换供电路径，并且岸端指令可顺利发送至分支单元内部。

本发明使用双稳态继电器控制供电路径的切换，当分支单元受到电流波动的干扰时，继电器的触点不会引起不必要的切换，奠定了分支单元的稳定性和可靠性的基础；当供电端发生故障时，电源模块能够继续给控制模块供电，使得控制模块继续接收供电端传输来的光信号，进一步确保了控制模块的稳定性和可靠性，实现分支单元可靠远程控制的目的。

附图说明

为了更清楚地介绍本发明的技术方案，参照附图1至附图6进行说明：

图1为实施例1中一种可靠远程控制的分支单元的结构示意图；

图2为实施例1中一种可靠远程控制的分支单元的初始状态示意图；

图3（a）、（b）为实施例2中一种可靠远程控制的分支单元的单端断路故障切换示意图；

图4（a）、（b）为实施例3中一种可靠远程控制的分支单元的单端短路故障切换示意图；

图5（a）、（b）为实施例4中一种可靠远程控制的分支单元的双端故障切换示意图；

图6（a）、（b）为实施例5中一种可靠远程控制的分支单元的双端断路故障切换示意图；

图中：分支单元1、控制模块2、电源模块3、切换模块4、供电端5、接地端6；控制模块201、电源模块一301、电源模块二302、切换模块401、供电端501、接地端601。

具体实施方式

为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明；

实施例1

图1是本发明实施例提供的一种可靠远程控制的分支单元的结构示意图。本实施例提供的系统包括包括：分支单元1、供电端5和接地端6。分支单元1是安装在海底连接海底电缆的装置，分支单元1包括输入端口7、切换模块4、电源模块3（电源模块一301、电源模块二302）和控制模块2。

图2是分支单元1的初始供电路径示意图。电源模块一301中的电流从分支A流到分支B，电源模块二302中的电流从SE端601流到分支C。

图中详细注明了每个继电器的内部连接图，每个继电器都是具有转移触点的继电器，公共端由下方的白色圆点表示，上方黑色圆点（断开触点）与公共端连接的状态为继电器断开，上方白色圆点（接通触点）与公共端连接的状态为继电器接通，S5至S9是由线圈L5至L9控制的电流型继电器开关，当电力没有被馈送至相应继电器的线圈中时，开关会断开。S1至S4是由控制模块201（接收岸基命令）控制的命令型继电器开关，当电力没有被馈送至控制模块201时，开关会断开。

图2中，命令型继电器开关S1、S2、S3保持断开状态、S4为接通状态；电流型继电器的开关S5、S6、S7、S9变为接通状态，S8保持断开状态。S5、S6、S7、S8分别设有两组接通触点、断开触点、公共端。

对于A端：

S7的线圈、S1的断开触点、S8的断开触点一串联于A端与电源模块一之间。

对于B端：

S6的线圈、S9的线圈、S2的断开触点串联于B端与电源模块一之间。

对于C端：

S3的断开触点、S6的断开触点一、S5的断开触点一、S8的线圈串联后与电源模块一连接；S3的断开触点、S7的断开触点一、S5的断开触点一、S8的线圈串联后与电源模块一连接；

S3的断开触点、S6/S7的断开触点一、S5的接通触点一串联后与电源模块二连接；S3的断开触点、S7的接通触点一、S6的接通触点二串联后与电源模块二连接；S3的断开触点、S5的接通触点二串联后与电源模块二连接。

对于SE端：

电源模块二、S5的线圈、SE端串联；

S7的断开触点二、S8的断开触点二、S4的接通触点串联于电源模块一与SE端之间；S9的断开触点、S8的断开触点二、S4的接通触点串联于电源模块一与SE端；

S8的接通触点一串联A端与SE端；S8的断开触点一、S1的接通触点串联A端与SE端；S2的接通触点串联B端与SE端；S3的接通触点串联C端与SE端。

图2中：A端→S8断开触点一→S1断开触点→S7线圈L7→电源模块一301→S6线圈L6→S9线圈L9→S2断开触点→B端，形成电源模块一301的供电回路，为控制模块供电；

SE端601→S5线圈L5→电源模块二→S5接通触点二→S3断开触点→C端，或者，SE端601→S5线圈L5→电源模块二→S6接通触点二→S7接通触点一→S3断开触点→C端，形成电源模块二的供电回路，为控制模块供电。

实施例2

在实施例1基础上，图3（a）、（b）是描述在分支A发生开路故障的切换状态图，“X”表示由于分支A开路故障而使供电路径开路。当分支A发生开路故障时，线圈L7中的电流被切断，开关S7被断开。分支B和接地端5组成电源模块一301的输入端，分支C与接地端5组成电源模块二302的输入端，两组电源为控制模块201提供工作电源。

图3（a）中，SE端601→S4接通触点→S8断开触点二→S7断开触点二→电源模块一301→S6线圈→S9线圈→S2断开触点→B端，形成电源模块一的供电回路；

SE端601→S5线圈→电源模块二302→S5接通触点二→S3断开触点→C端，形成电源模块二的供电回路。

在图3（b）中，控制模块201基于供电端501中的任一命令（岸基指令）来接通开关S1，即分支A与接地端601物理连接，当在分支A的故障位置处工作时，可以避免从供电路径向分支A的故障位置施加意外高电压，提高工作的安全性。通过岸基操作，断开分支C的供电，线圈L5中的电流被切断，开关S5被断开；改变分支C的供电极性后启动分支C的供电，输入电流流入线圈L8，开关S8被接通，构成分支C、分支单元1、分支B的馈电路径（即：C端→S3断开触点→S7断开触点一→S5断开触点一→S8线圈→电源模块一301→S6线圈→S9线圈→S2断开触点→B端，形成电源模块一的供电回路）。

实施例3

在实施例1基础上，图4（a）、（b）是描述在分支A发生接地故障的切换状态图，“X”表示由于短路故障而使供电路径改变，构成SE端、分支单元1、分支C/B的馈电路径。

图4（a）中，SE端601→S8断开触点一→S1断开触点→S7线圈L7→电源模块一301→S6线圈L6→S9线圈L9→S2断开触点→B端，形成电源模块一301的供电回路；

SE端601→S5线圈→电源模块二302→S5接通触点二→S3断开触点→C端，或者，SE端601→S5线圈→电源模块二302→S6接通触点二→S7接通触点一→S3断开触点→C端，形成电源模块二的供电回路。

在4图（b）中，控制模块201基于供电端501中的任一命令来接通开关S1，即分支A与接地端601物理连接。当在分支A的故障位置处工作时，可以避免从供电路径向分支A的故障位置施加意外高电压，提高工作的安全性。线圈L7中的电流被切断，开关S7被断开。通过岸基操作，断开分支C的供电，线圈L5中的电流被切断，开关S5被断开；改变分支C的供电极性后启动分支C的供电，输入电流流入线圈L8，开关S8被接通，构成分支C、分支单元1、分支B的馈电路径，并将分支A的故障部分连接到SE端601（即：C端→S3断开触点→S7断开触点一→S5断开触点一→S8线圈→电源模块一301→S6线圈→S9线圈→S2断开触点→B端，形成电源模块一的供电回路）。

实施例4

在实施例1基础上，图5（a）、（b）是描述当来自分支A和分支B的供电都中断时供电路径切换的状态图，“X”表示由于分支端短路或开路故障而使供电路径改变，构成SE端、分支单元1、分支C的馈电路径。

图5（a）中，SE端601→S4接通触点→S8断开触点二→S7断开触点二/S9断开触点→电源模块一301→S8线圈→S5断开触点一→S6 /S7断开触点一→S3断开触点→C端，形成电源模块一的供电回路。

在图5（b）中，控制模块201基于供电端501中的任一命令来接通开关S1、S2。将分支A和分支B分别与接地端601物理连接，与馈电部分断开。同图5（a）中一样，构成SE端、分支单元1、分支C的馈电路径。

实施例5

图6（a）、（b）是描述当来自分支A和分支C的供电都中断时供电路径切换的状态图，“X”表示由于分支端开路故障而使供电路径改变，构成SE端、分支单元1、分支B的馈电路径。

图6（a）中，SE端601→S4接通触点→S8断开触点二→S7断开触点二→电源模块一301→S6线圈→S9线圈→S2断开触点→B端，形成电源模块一的供电回路。

在图6（b）中，控制模块201基于供电端501中的任一命令来接通开关S1、S3。将分支A和分支C分别与接地端601物理连接，与馈电部分断开。同图6（a）中一样，构成SE端、分支单元1、分支B的馈电路径。

对于其他供电端故障情形，参考如下：

B端开路故障时的操作可参考实施案例2，最终构成分支A、分支单元1、分支C的馈电路径；B端接地故障时的操作可参考实施案例3，最终构成分支A、分支单元1、分支C的馈电路径；

C端开路故障时的操作可参考实施案例2，最终构成分支A、分支单元1、分支B的馈电路径；C端接地故障时的操作可参考实施案例3，最终构成分支A、分支单元1、分支B的馈电路径；

BC端开路故障时的操作可参考实施案例5，最终构成分支A、分支单元1、SE端的馈电路径。以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，包括电源模块一、电源模块二、控制模块以及切换模块，缆端发生故障时，通过切换模块选择电源模块一和/或电源模块二为控制模块持续供电。

2.根据权利要求1所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，所述切换模块包括多个命令型继电器开关、电流型继电器开关。

3.根据权利要求2所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，该分支单元还包括三个供电端A端、B端、C端以及SE端。

4.根据权利要求3所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，所述控制模块设有控制命令型继电器开关状态的驱动电路。

5.根据权利要求3所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，所述命令型继电器开关为4个，分别是S1、S2、S3、S4；所述电流型继电器开关为5个，分别是S5、S6、S7、S8、S9。

6.根据权利要求5所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，所述电流型继电器开关S5、S6、S7、S8分别设有两组触点。

7.根据权利要求6所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，S7的线圈、S1、S8的第一组触点连接于A端与电源模块一之间。

8.根据权利要求7所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，S6的线圈、S9的线圈、S2连接于B端与电源模块一之间。

9.根据权利要求8所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，S8的线圈、S5的两组触点、S6的两组触点、S7的第一组触点以及S3连接于C端与电源模块一、电源模块二之间。

10.根据权利要求9所述的一种可靠远程控制的分支单元，其特征是，S5的线圈、S7的第二组触点、S8的第二组触点、S9以及S4连接于电源模块一、电源模块二与SE端之间。

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