WO2006122468A1 - Système d’alimentation longue distance - Google Patents

Description

一种远程供电系统

技术领域 本发明涉及通信技术领域的电源系统 , 具体涉及一种通信系统中的 远程供电系统。 背景技术

随着通信服务需求的不断增长， 在利用现有已经铺设的用户线网络 的基础上， 运营商拓展其新的业务到最终的用户， 或者升级原有网絡、 优化用户组合的一种比较通用的做法是： 将宽带、 窄带等设备更加移向 最终的用户侧， 同时， 利用若干对双绞线或者同轴电缆等用户线作为上 行通道。 这样， 在用户侧可以分出更多的用户和业务。

在将宽带、 窄带等设备移向用户侧时， 由于用户侧环境复杂且在多 数情况下不方便提供电源等原因， 使对这些远端受电设备的供电成为不 易解决的实际问题。

通过用户线由局端为远端受电设备提供电源的远程供电方法已成为 运营商扩展用户、 业务的主要技术支撑方案。 在采用远程供电技术后， 远端电源的可靠性和可维护能力得到了很大的提高。 远端供电技术将在 越来越多的网络产品中获得应用。

目前的远程供电系统的工作原理如附图 1所示。

在图 1中， 局端电源模块 PSU ( Power Supply Uni te )提供的电源可以 通过直接占用用户线或者通过将电源耦合于用户线上的方式给远端受电 设备供电。 在电源直接占用用户线的情况下， 远端受电设备直接接受电 源， 并工作； 在将电源耦合于用户线的情况下， 远端受电设备需要增加 电源和信号的解耦电路。

为提高远程供电系统的供电可靠性，远程供电系统一般会采用电源冗 余备份的方法， 现有的采用电源冗余备份的远程供电系统的实现原理如 附图 2所示。

在图 2中， 局端电源模块一般是一个整体设备或者是一个设备中的一 个模块。 局端电源模块对应每对用户线都设置有各自的整流升压电路， 实现电源升压， 升压后的电源直接占用若干对用户线资源， 经过若干对 用户线独立传输； 同样， 远端受电设备的电源内部对应每对用户线都设 置有各自的降压电路， 对每对线上的电源分别进行降压， 降压后的电源 在远端电源内部合路。

由于在该远程供电系统中局端电源模块对每对用户线都独立供电，每 对用户线之间相互备份， 所以， 该系统可以称之为用户线备份的远程供 电系统。

图 2中的变压器、二极管、 M0S管的图示以及由这些图示组成的电路仅 用于说明升压、 降压等电源变换电路， 不表示局端电源模块、 远端受电 设备内部的具体结构和电路特征。

在用户线备份的远程供电系统中， 由于局端电源模块对每对用户线 都独立供电， 在局端电源模块和远端受电设备内部对应每对用户线都设 置有各自的整流升压电路和降压电路， 使远程供电系统的成本高， 当远 端受电设备的数量增加时， 逸程供电系统的成本将会更高。 发明内容

本发明的目的在于，提供一种远程供电系统， 以克服现有技术中存在 的远程供电系统成本高的缺点。

为达到上述目的， 本发明提供的一种远程供电系统， 包括： 远端受电设备和局端电源模块，局端电源模块通过一組用户线为远端 受电设备供电， 局端电源模块集中为其对应的一组用户线提供电源， 且 所述远程供电系统设置有备份电源模块和分别与局端电源模块、 备份电 源模块、 远端受电设备连接的电源切换单元；

所述电源切换单元监控局端电源模块的供电状态，控制所述备份电源 模块与局端电源模块之间的切换。

所述一组远端受电设备包括至少一个远端受电设备，且所述一组局端 电源模块包括至少一个局端电源模块。

所述备份电源模块的数量根据需要配置一个或多个。'

所述备份电源模块通过一组用户线集中为供电状态异常的局端电源 模块连接的远端受电设备供电。 所述局端电源模块、 备份电源模块为可插拔式的电源模块。

所述电源切换单元包括： 监控模块、 控制电路和切换开关； 所述切换开关的数量与局端电源模块的数量、备份电源模块的数量匹 配；

所述监控模块监控局端电源模块的供电状态，将供电状态异常信息传 输至所述控制电路， 以触发控制电路和切换开关将供电状态异常的局端 电源模块切换到相应的备份电源模块， 使备份电源模块与供电异常的局 端电源模块连接的远端受电设备连接。

所述切换开关为： 继电器或晶体管或 M0S管。

所述电源切换单元设置有耦合电路模块和信号控制开关，且远端受电 设备中设置有解耦模块；

所述信号控制开关、耦合电路模块的数量与局端电源模块的数量、备 份电源模块的数量匹配；

一个局端电源模块对应一个信号控制开关和一个耦合电路模块; 信号控制开关闭合时，该信号控制开关对应的耦合电路将对应的局端 电源模块提供的电源与信号耦合后 , 通过一组用户线传输至远端受电设 备的解耦模块。

所述控制电路触发信号控制开关，以将供电状态异常的局端电源模块 切换到备份电源模块， 使相应的耦合电路切换到备份的电源模块， 并将 信号和电源重新耦合， 通过一组用户线传输至远端受电设备的解耦模块 进行供电。

通过上述技术方案的描述可知， 本发明的局端电源模块通过集中对 若干对用户线供电， 避免了在一个局端电源模块和一个远端受电设备中 针对若干对用户线设置不同的整流升压电路、 降压电路的设计过程， 降 低了局端电源模块和远端受电设备的设计成本； 通过设置备份电源模块、 电源切换单元， 在局端电源模块供电异常时， 能够使备份电源模块及时 地为远端受电设备供电， 确保了为远端受电设备供电的可靠性； 通过设 置备份电源切换单元， 进一步确保了本发明的远程供电系统的供电可靠 性； 从而通过本发明提供的技术方案实现了降低远程供电系统成本， 确 保远程供电系统可靠性的目的。 附图说明

图 1是用于说明远程供电系统工作原理的示意图；

图 2是现有技术的用户线备份的远程供电系统示意图；

图 3是根据本发明的远程供电系统示意图；

图 4是本发明的另一远程供电系统示意图。 具体实施方式

本发明的远程供电系统的核心是：一个局端电源模块 PSU集中为其对 应的一组用户线提供电源， 且所述远程供电系统设置有备份电源模块和 分别与局端电源模块、 备份电源模块、 远端受电设备连接的电源切换单 元， 所述电源切换单元监控局端电源模块的供电状态， 控制所述备份电 源模块与供电状态异常的局端电源模块连接的远端受电设备连接。

下面基于本发明的核心思想、结合附图对本发明提供的远程供电系统 做进一步的描述。

图 3是根据本发明的远程供电系统示意图。

在图 3中， 本发明的远程供电系统主要包括： N + 1个局端电源模块 PSUi ( i=l, 2, N+1 ), N个远端受电设备、 电源切换单元和备份的电源 切换单元。 N+1个局端电源模块中可以设定其中一个为备份电源模块， 根 据具体情况可以任意设定 N + 1 个局端电源模块中的一个为备份电源模 块。

本发明的局端电源模块不针对每对用户线独立供电， 而是集中 （集 中）对若干对用户线供电， 即局端电源模块对若干对用户线集中设置整 流升压电路， 一个整理升压电路对应若干对用户线， 这样， 一个远端受 电设备中也只需要针对若干对用户线集中设置一个降压电路即可， 从而 降低了局端电源模块和远端受电设备的设计成本。

上述与一个局端电源模块连接的若干对用户线至少为两对用户线。 电源切换单元包括： 监控模块、 控制电路和 N+1 个切换开关 SWi ( i=l, 2, N+1 X 其中， N + 1个切换开关 SWi对应 N个局端电源模块 和一个备份电源模块， 如切换开关 SW1对应局端电源模块 PSU1、 切换开 关 SW2对应局端电源模块 PSU2...、切换开关 S而对应局端电源模块 PSUN、 切换开关 SWN+1对应局端电源模块 PSUN+1。

当与某个局端电源模块对应的切换开关闭合时， 该切换开关对应的 局端电源模块通过若干对用户线与对应的远端受电设备连接， 为该远端 受电设备供电。

各切换开关可以为继电器或晶体管或 M0S管。

在正常情况下， 局端电源模块 PSU1在切换开关 SW1闭合时通过若干 对用户线给远端受电设备 1供电， 同理， 局端电源模块 PSU2...、 局端电 源模块 N分别给远端受电设备 2...远端受电设备 N供电。 这里， 虽然是一 个局端电源模块通过若干对用户线给一个远端受电设备供电， 但是， 从 图 3 中可看出， 一个局端电源模块通过整流升压电路集中为若干对用户 线供电， 与现有技术中的局端电源模块单独为各用户线供电有显著的区 另， J。 备份电源模块 PSUN+1处于开机待供电状态， 切换开关 SWN+1处于断 开状态。

设定局端电源模块 PSUN 出现故障， 监控模块监测到局端电源模块

PSUN出现供电异常状态，将局端电源模块 PSUN供电状态异常的信息传输 至控制电路， 控制电路控制切换开关 SWN处于断开状态， 同时， 将原来 处于断开状态的切换开关 SWN+1闭合， 备份电源模块 PSUN+1与局端电源 模块 PSUN对应的若干对用户线连接， 此时， 备份电源模块 PSUN+1替代 供电状态异常的局端电源模块 PSUN给远端受电设备 N供电。

为确保远端受电设备的供电可靠性， 本发明的备份电源模块也可以 为多个， 如 2个、 3个等。 以避免多个局端电源模块同时出现供电状态异 常而不能及时切换的情形。

N + 1备份方式： 配置一个备份电源模块为 N个局端电源模块备份， 在任何时间内有局端电源模块出现故障的情况下， 只有一个备份电源模 块用于替换故障电源模块。 因而， 本发明的局端电源模块备份的采用 N + 1备份方式。 由于每一个局端电源模块都只给一个远端受电设备供电， 所以对本发明的整个系统而言， 也是采用 N+1备份方式的远程供电系统。

本发明采用 N+1 备份的远程供电系统， 相对于现有技术中的釆用用 户线备份的远程供电系统来说， 为远端受电设备供电的可靠性依然很高， 如果远端受电设备的负载功率高， 则本发明只需采用较多的用户线， 由 局端电源模块集中为这些用户线提供电源， 从而在确保了供电的可靠性 同时， 降低了远程供电系统的成本。

为进一步确保对远端受电设备供电的可靠性， 本发明的电源切换单 元可以采用 1 + 1备份的设计方式。 1 + 1备份的两个电源切换单元之间的 工作关系可以为主备方式的工作关系， 可以为完全同步的工作关系， 也 可以为其他方式的工作关系。

本发明的局端电源模块可以设计为插拔式的局端电源模块， 备份电 源模块同样也可以设计为插拔式的备份电源模块， 使局端电源模块、 备 份电源模块的配置和维护工作非常简单快捷。

图 3 中的局端电源模块 PSU是直接通过用户线为远端受电设备供电 的， 即将用户线作为专用的电源线为远端受电设备供电。 如果局端电源 模块采用耦合方式通过用户线为远端受电设备供电， 则本发明的远程供 电系统中需要相应增加耦合模块， 具体如附图 4所示。

在图 4中，本发明的远程供电系统主要包括： N个局端电源模块 PSU、 N个远端受电设备、一个备份电源模块、 电源切换单元和备份的电源切换 单元。

电源切换单元包括： 监控模块、控制电路、 N+1个切换开关 SWi、 N+1 个耦合模块和 N+1个信号控制开关 Ki ( i=l, 2，…， N+1 )。

每个远端受电设备中相应设置有解耦模块。

在正常情况下， 解耦模块 1在切换开关 SW1 闭合、 信号控制开关 1 时将局端电源模块 PSU1的电源耦合于若干对用户线中， 远端受电设备 1 的解耦模块解耦出局端电源模块 PSU1的电源， 提供给远端受电设备 2 , 同理，局端电源模块 PSU2...、局端电源模块 PSUN分别给远端受电设备 2... 远端受电设备 N供电。 备份电源模块 PSUN+1处于开机待供电状态， 切换 开关 SWN+1、 信号控制开关 KN+1处于断开状态。

设定局端电源模块 PSUN 出现故障， 监控模块监测到局端电源模块 PSU 出现供电异常状态，将局端电源模块 PSUN供电状态异常的信息传输 至控制电路， 控制电路触发切换开关 S丽、 信号控制开关 KN分别处于断 开状态， 同时， 将原来处于断开状态的切换开关 S而 +1、 信号控制开关 N+1闭合， 备份电源模块 PSUN+1与局端电源模块 PSUN对应的若干对用 户线连接， 解耦模块 N+1将备份电源模块 N+1提供的电源与供电状态异 常的局端电源模块 PSUN对应的信号耦合后， 通过局端电源模块 PS而对 应的一组用户线传输至远端受电设备 N 的解耦模块， 此时， 备份电源模 块 PSUN+1替代供电状态异常的局端电源模块 PSUN给远端受电设备 N供 电。

增加了耦合模块、 解耦模块的远程供电系统就电源冗余备份的实现 过程来说， 与上述对图 3 的描述基本一致， 只是在控制电路增加了对信 号控制开关的控制过程及鵜合模块将信号、 电源耦合， 解耦模块将信号、 电源解耦的过程， 在这里不再详细描述。 本发明不限制耦合模块对信号、 电源耦合进行耦合的方式。

虽然通过上述实施例描绘了本发明， 但本发明不限于此， 可以理解， 本领域普通技术人员在不脱离本发明的实质的前提下进行的各种变更和 修改均包含在本发明范围内。 本发明的保护范围由所附的权利要求书确 定。

Claims

权 利 要 求

1、 一种远程供电系统， 包括： 远端受电设备和局端电源模块， 局端 电源模块通过一组用户线为远端受电设备供电， 其特征在于， 局端电源 模块集中为其对应的一组用户线提供电源， 且所述远程供电系统设置有 备份电源模块和分别与局端电源模块、 备份电源模块、 远端受电设备连 接的电源切换单元；

所述电源切换单元监控局端电源模块的供电状态，控制所述备份电源 模块与局端电源模块之间的切换。

2、 如权利要求 1所述的远程供电系统， 其特征在于， 所述一组远端 受电设备包括至少一个远端受电设备， 且所述一组局端电源模块包括至 少一个局端电源模块。

3、 如权利要求 1所述的远程供电系统， 其特征在于， 所述备份电源 模块的数量根据需要配置一个或多个。

4、 如权利要求 1所述的远程供电系统， 其特征在于， 所述备份电源 模块通过一组用户线集中为供电状态异常的局端电源模块连接的远端受 电设备供电。

5、 如权利要求 1所述的远程供电系统， 其特征在于， 所述局端电源 模块、 备份电源模块为可插拔式的电源模块。

6、 如权利要求 1所述的远程供电系统， 其特征在于， 所述电源切换 单元包括： 监控模块、 控制电路和切换开关；

所述切换开关的数量与局端电源模块的数量、备份电源模块的数量匹 配；

所述监控模块监控局端电源模块的供电状态，将供电状态异常信息传 输至所述控制电路， 以触发控制电路和切换开关将供电状态异常的局端 电源模块切换到相应的备份电源模块， 使备份电源模块与供电异常的局 端电源模块连接的远端受电设备连接。

7、 如权利要求 6所述的远程供电系统， 其特征在于， 所述切换开关 为： 继电器或晶体管或 MOS管。

8、 如权利要求 6所述的远程供电系统， 其特征在于， 所述电源切换 单元设置有耦合电路模块和信号控制开关， 且远端受电设备中设置有解 耦模块；

所述信号控制开关、耦合电路模块的数量与局端电源模块的数量、备 份电源模块的数量匹配；

一个局端电源模块对应一个信号控制开关和一个耦合电路模块； 信号控制开关闭合时，该信号控制开关对应的耦合电路将对应的局端 电源模块提供的电源与信号耦合后， 通过一组用户线传输至远端受电设 备的解耦模块。

9、 如权利要求 8所述的远程供电系统， 其特征在于，

所述控制电路触发信号控制开关，以将供电状态异常的局端电源模块 切换到备份电源模块， 使相应的耦合电路切换到备份的电源模块， 并将 信号和电源重新耦合， 通过一组用户线传输至远端受电设备的解耦模块 进行供电。