一種用於通信系統工作模塊監控單元的配電方法和裝置的製作方法
2024-04-07 04:11:05
專利名稱：一種用於通信系統工作模塊監控單元的配電方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於同步數字傳輸(SDH)系統中工作模塊的配電方法和裝置，具體地涉及對核心工作模塊的監測單元進行配電的方法和裝置。
背景技術：
目前，設備運營商對SDH系統的業務質量，提出非常嚴格的要求。
為使設備穩定工作，專家們提出了多種技術方案，包括採用對核心工作部件進行1+1冗餘備份，即雙業務備份技術。例如，對於SDH設備的核心部件例如時鐘和交叉模塊，主用和備用模塊同時工作，來自線卡的業務同時送入主用、備用兩個模塊，主用、備用模塊將交叉後的數據以及系統時鐘也都同時送回線卡。當主用模塊發生故障時，業務可通過備用模塊正常進行。為判斷核心模塊是否發生故障，較為常用的方法是利用各個模塊上的監控單元採集各種監測信號，當監測信號異常時，監控單元產生告警信號，告警信號送入其它線卡，指導其它線卡選用正常工作的業務模塊。雖然簡單的雙業務備份大大減少了業務中斷，但仍然無法完全杜絕通信系統故障。
根據通信系統故障統計數據，向核心模塊供電的各種隔離或非隔離電源模塊的故障率遠遠高於其它數字集成電路的故障率。通信系統故障多發生在工作電源不正常時，而這時用於控制業務倒換的監控部分也由於電源不正常而不能正常工作，導致不能及時採取倒換保護措施。因此，減少通信系統故障的關鍵在於減少電源的故障，尤其是減少為監控部分供電的電源故障。
按照常規的電源設計方法，出於降低系統噪聲的考慮，各個業務備份模塊主要採用各模塊分散供電，即主用、備用模塊由各自的工作電源供電。這樣，當一個工作模塊的電源出現故障時，整個工作模塊也都同時無法正常工作，影響保護倒換的實施。如果簡單的增加電源模塊的數量，將每個工作模塊的電源模塊都增加一個備份電源，雖然可以解決這類問題，但是成本太高、不實用。因此，需要一種既能夠解決由於工作模塊電源故障影響保護倒換的問題，而又能夠實用、低成本的工作模塊供電方法和裝置。
發明內容
本發明的目的就是要解決現有技術的上述問題，本發明的第一目的提供一種通信系統工作模塊中監控單元的配電方法，本發明的第二目的提供一種通信系統工作模塊中監控單元的配電裝置。
本發明的通信系統工作模塊中監控單元配電方法，包括步驟在同步數字傳輸系統中，工作模塊的主用、備用模塊都採用分散供電，即從系統所輸入的48V直流電源中，分別利用隔離電源處理單元產生主用、備用模塊所需的工作電源；主用、備用模塊上的各電路單元中，除了監控單元外，其它電路單元均採用本模塊的電源處理單元供電，而監控單元由主用模塊的電源處理單元和備用模塊的電源處理單元同時供電，即來自主用模塊上電源處理單元的直流電壓與來自備用模塊上電源處理單元並經過主用模塊上熱插拔保護單元處理的直流電壓通過主用模塊上雙電源保護單元同時給主用模塊上監控單元供電，來自備用模塊上的電源處理單元的直流電壓與來自主用模塊上電源處理單元並經過備用模塊上熱插拔保護單元處理的直流電壓通過備用模塊上雙電源保護單元同時給備用模塊上監控單元供電；當主用模塊上電源處理單元發生故障時，主用模塊上監控單元利用備用模塊電源處理單元送入的電源仍能正常工作，送出正確的工作狀態指示；當備用模塊上電源處理單元發生故障時，主用模塊上監控單元不受其影響，仍能正常工作；反之，當備用模塊上電源處理單元發生故障時，備用模塊上監控單元利用主用模塊上電源處理單元送入的電源仍能正常工作，送出正確的工作狀態指示；當主用模塊上電源處理單元發生故障時，備用模塊上監控單元不受其影響，仍能正常工作。
本發明的通信系統工作模塊中監控單元配電裝置，包括下列結構組成主用模塊，其進一步包括電源處理單元，用於向本模塊上的雙電源保護單元輸出一路直流電壓，並同時向備用模塊上的熱插拔保護單元輸出另一路直流電壓；熱插拔保護單元，用於處理來自備用模塊上電源處理單元的直流電壓，並向本模塊上的雙電源保護單元輸出處理後的直流電壓；雙電源保護單元，用於將來自本模塊上電源處理單元的直流電壓與來自本模塊上熱插拔保護單元的直流電壓同時提供給本模塊上監控單元；備用模塊，其進一步包括電源處理單元，用於向本模塊上的雙電源保護單元輸出一路直流電壓，並同時向主用模塊上的熱插拔保護單元輸出另一路直流電壓；熱插拔保護單元，用於處理來主用模塊上電源處理單元的直流電壓，並向本模塊上的雙電源保護單元輸出處理後的直流電壓；雙電源保護單元，用於將來自本模塊上電源處理單元的直流電壓與來自本模塊上熱插拔保護單元的直流電壓同時提供給本模塊上監控單元。
在本發明的通信系統工作模塊上監控單元配電裝置中，其中的主用模塊和備用模塊可以是時鐘交叉模塊，主用模塊和備用模塊上的監控單元均輸出工作狀態指示信號給線卡，通知線卡與主用、備用模塊中的哪個模塊進行業務交換。
在本發明的通信系統工作模塊上監控單元配電裝置中，其中主用模塊和備用模塊上的雙電源保護單元均為兩個二極體構成，來自本模塊上熱插拔保護單元的直流電壓連接到一個二極體正極，來自本模塊上電源處理單元的直流電壓連接到另一個二極體正極，兩二極體負極並聯後，連接到本模塊上的監控單元作為電壓源。
在本發明的通信系統工作模塊上監控單元配電裝置中，其中主用、備用模塊上的熱插拔保護單元均由熱插拔負壓控制器、電源變換模塊和N溝道場效應管組成，輸入正電壓通過電源變換模塊輸出給監控單元，而在N溝道場效應管串聯在電源變換模塊與接地點之間，熱插拔負壓控制器跨接在正電壓與接地點之間用於防止短路或電流過大，當電流過大時熱插拔負壓控制器跳開，導致地線迴路中N溝道場效應管截止，直至電流恢復正常後，熱插拔負壓控制器復位，重新供電。
在本發明的通信系統工作模塊上監控單元配電裝置中，其中主用、備用模塊上監控單元的工作電壓為3.3伏。
本發明根據故障統計分析，提出主、備模塊電源互送的措施。經過此項改進後，在電路成本基本不增加的基礎上，針對於電源故障導致的監控異常現象大大減少，因此可以解決由於電源失效所引起的1+1主用/備用模塊之間不能正確倒換的問題。
圖1為本發明的裝置用於SDH系統中時鐘交叉模塊的實施例；圖2為本發明裝置中熱插拔保護單元的結構示意圖；圖3為本發明裝置中雙電源保護單元的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合說明書附圖詳細介紹本發明的技術原理和具體實施方法。
本發明主要用於克服系統核心模塊的電源故障，需要考慮幾點技術問題第一，簡化系統設計和不提高成本的基礎上，儘可能完善設計；第二，由於通信設備的特殊要求，各模塊需要帶電插拔，當主、備模塊電源互送後，可能引入插拔模塊，影響另一正常工作模塊問題，必須在設計中考慮熱插拔問題；第三，如何利用簡單可考的低成本方法進行電源備份。為了解決這些技術問題，本發明將從系統配置和具體關鍵技術角度進行說明。
圖1本發明主用、備用模塊為SDH系統中的時鐘交叉模塊的具體實施例。由於SDH系統通常採用機房的48V直流電源供電，而各功能模塊直流工作電壓一般低於5V，因此每個模塊內部需要利用電源處理單元將48V電壓源變換成5V等工作電壓；基於電路噪聲的考慮，各個模塊均採用分散供電的方式。如圖1所示，主用模塊和備用模塊上均有自己的電源處理單元，每個模塊上的大部分數字電路工作電源來自本模塊的電源處理單元。本發明的特點在於監控單元的工作電源可選用來自本模塊的電源處理單元或備份模塊的電源處理單元。這樣，在本模塊電源故障時，利用備份模塊送入的電源，監控單元仍可送出正確的告警信號。另外，本發明的配電裝置中，備份模塊送入本模塊的電源，必須經過熱插拔保護電路處理，以便抑制浪湧電流，防止模塊插拔時影響本模塊監控單元的正常工作。
從圖1可看出，主用時鐘交叉模塊的監控單元由本模塊中的雙電源保護單元供電，而雙電源保護單元電壓源來自本模塊的電源處理單元和備用時鐘交叉模塊的電源處理單元輸出並經過本模塊熱插拔保護單元處理後的電壓源。這樣，主用時鐘交叉模塊上的監控單元的電源實際來自主用模塊上和備用模塊上的兩個電源處理單元。仍然參照圖1，備用時鐘交叉模塊上的監控單元的電源實際也來自備用模塊上和主用模塊上的兩個電源處理單元。
由於圖1中的工作模塊為時鐘交叉模塊，該類模塊對外的信號採用1+1冗餘備份，主要是與線卡的雙向業務交流，因此監控單元要將工作狀態指示信號通知線卡，以便線卡選擇處理來自主用時鐘交叉模塊或備用時鐘交叉模塊的哪個模塊的業務。
圖2為本發明配電裝置中熱插拔保護單元電路結構的示意圖。當模塊插入帶電的機箱背板時，模塊內的電源模塊的旁路電容器在充電時會吸收很大的瞬態電流，這種瞬態電流會造成電子元件的永久性損壞，而且會在系統的電源上引發尖峰幹擾信號。由於兩個主、備模塊的電源互送，所以插拔某一模塊可能影響另一正在工作的模塊，所以本發明設計了熱插拔保護單元電路，保證模塊可從帶電的背板上安全地插入和拔出。熱插拔保護單元主要結構包括熱插拔負壓控制器和N溝道調整管；熱插拔負壓控制器具有防止短路或電流過大的功能，當電流過大時，熱插拔負壓控制器跳開，外接在地線迴路中的N溝道電晶體便截止，使得電源供電中斷；電流恢復正常後，使熱插拔負壓控制器復位後，重新給電路加電。
圖3為本發明配電裝置中雙電源保護單元結構的示意圖，該單元主要由兩個二極體組成。以主用時鐘交叉模塊的雙電源保護單元為例，來自本模塊的電源正極連接到一個二極體正極，來自備用模塊並經過熱插拔保護單元處理後的電源正極連接到另一個二極體正極，兩個電源輸出分別經過二極體負極並聯在一起，同時提供給監控單元作為工作電壓。選用二極體時需要考慮二極體的額定工作電流和額定工作電壓；同時設計中要考慮到，電源經過二極體輸出將產生一定壓降，要採用一些電壓補償措施。另外，為附圖簡化起見，在圖3中僅僅表示了電源正極的連接關係，省略了電源地線的連接描述。
本發明的配電方法和裝置應用於2.488G帶寬的SDH設備中進行試驗，實現主、備時鐘交叉模塊的保護功能。該試驗系統測試獲得的試驗效果為第一，在基本不增加成本的基礎上，大大增加了倒換的可靠性，降低設備的業務故障率；第二，本系統的各項倒換功能及指標完全滿足ITU-T建議標準。
上述附圖和實施例僅僅用於解釋本發明的工作原理，並不對本發明的保護範圍構成限制，本發明的保護範圍由所附帶的權利要求書所限定。
權利要求
1.一種通信系統工作模塊中監控單元配電方法，包括步驟在同步數字傳輸系統中，工作模塊的主用、備用模塊都採用分散供電，即從系統所輸入的48V直流電源中，分別利用隔離電源處理單元產生主用、備用模塊所需的工作電源；主用、備用模塊上的各電路單元中，除了監控單元外，其它電路單元均採用本模塊的電源處理單元供電，而監控單元由主用模塊的電源處理單元和備用模塊的電源處理單元同時供電，即來自主用模塊上電源處理單元的直流電壓與來自備用模塊上電源處理單元並經過主用模塊上熱插拔保護單元處理的直流電壓通過主用模塊上雙電源保護單元同時給主用模塊上監控單元供電，來自備用模塊上的電源處理單元的直流電壓與來自主用模塊上電源處理單元並經過備用模塊上熱插拔保護單元處理的直流電壓通過備用模塊上雙電源保護單元同時給備用模塊上監控單元供電；當主用模塊上電源處理單元發生故障時，主用模塊上監控單元利用備用模塊電源處理單元送入的電源仍能正常工作，送出正確的工作狀態指示；當備用模塊上電源處理單元發生故障時，主用模塊上監控單元不受其影響，仍能正常工作；反之，當備用模塊上電源處理單元發生故障時，備用模塊上監控單元利用主用模塊上電源處理單元送入的電源仍能正常工作，送出正確的工作狀態指示；當主用模塊上電源處理單元發生故障時，備用模塊上監控單元不受其影響，仍能正常工作。
2.一種通信系統工作模塊中監控單元配電裝置，包括結構組成主用模塊，其進一步包括電源處理單元，用於向本模塊上的雙電源保護單元輸出一路直流電壓，並同時向備用模塊上的熱插拔保護單元輸出另一路直流電壓；熱插拔保護單元，用於處理來自備用模塊上電源處理單元的直流電壓，並向本模塊上的雙電源保護單元輸出處理後的直流電壓；雙電源保護單元，用於將來自本模塊上電源處理單元的直流電壓與來自本模塊上熱插拔保護單元的直流電壓同時提供給本模塊上監控單元；備用模塊，其進一步包括電源處理單元，用於向本模塊上的雙電源保護單元輸出一路直流電壓，並同時向主用模塊上的熱插拔保護單元輸出另一路直流電壓；熱插拔保護單元，用於處理來主用模塊上電源處理單元的直流電壓，並向本模塊上的雙電源保護單元輸出處理後的直流電壓；雙電源保護單元，用於將來自本模塊上電源處理單元的直流電壓與來自本模塊上熱插拔保護單元的直流電壓同時提供給本模塊上監控單元。
3.根據權利要求2的通信系統工作模塊上監控單元配電裝置，其特徵在於其中的主用模塊和備用模塊可以是時鐘交叉模塊，主用模塊和備用模塊上的監控單元均輸出工作狀態指示信號給線卡，通知線卡與主用、備用模塊中的哪個模塊進行業務交換。
4.根據權利要求2的通信系統工作模塊上監控單元配電裝置，其特徵在於其中主用模塊和備用模塊上的雙電源保護單元均為兩個二極體構成，來自本模塊上熱插拔保護單元的直流電壓連接到一個二極體正極，來自本模塊上電源處理單元的直流電壓連接到另一個二極體正極，兩二極體負極並聯後，連接到本模塊上的監控單元作為電壓源。
5.根據權利要求2的通信系統工作模塊上監控單元配電裝置，其特徵在於其中主用、備用模塊上的熱插拔保護單元均由熱插拔負壓控制器、電源變換模塊和N溝道場效應管組成，輸入正電壓通過電源變換模塊輸出給監控單元，而在N溝道場效應管串聯在電源變換模塊與接地點之間，熱插拔負壓控制器跨接在正電壓與接地點之間用於防止短路或電流過大，當電流過大時熱插拔負壓控制器跳開，導致地線迴路中N溝道場效應管截止，直至電流恢復正常後，熱插拔負壓控制器復位，重新供電。
6.根據權利要求2的通信系統工作模塊上監控單元配電裝置，其中主用、備用模塊上監控單元的工作電壓為3.3伏。
全文摘要
本發明涉及對同步數字傳輸(SDH)系統中工作模塊的監測單元進行配電的方法和裝置，利用本發明的方法和裝置，主、備模塊上監控單元實現電源互送，在電路成本基本不增加的基礎上，針對於電源故障導致的監控異常現象大大減少，因此可以解決由於電源失效所引起的1+1主用/備用模塊之間不能正確倒換的問題。
文檔編號H04B1/74GK1588831SQ200410070718
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月22日 優先權日2004年7月22日
發明者胡國華, 廖原, 陶雪麗, 吳珊, 陳思思 申請人:烽火通信科技股份有限公司