一種洩漏電纜通信系統的製作方法
2023-10-21 05:51:47
專利名稱：一種洩漏電纜通信系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信傳輸，尤其涉及一種洩漏電纜通信系統。
背景技術：
當前，各大城市都在興建地鐵工程、大型地下隧道工程以及各種礦產的開採工程等，在施工過程中，這些環境都屬於密閉危險空間，能在這些密閉危險空間安全施工及施工後的臨時或永久多系統通信工程的集成應用突顯重要。基於這些密閉危險環境網絡建設的複雜性，對網絡信號覆蓋的施工、通信設備的集中監控及供電等基礎設施建設帶來非常的不便。
發明內容
針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種洩漏電纜通信系統，在密閉危險環境中利用一根洩露電纜實現信號傳輸、設備監控和告警控制。為了實現上述目的，本發明的技術方案為:一種洩漏電纜通信系統，它包括第一系統信源、第二系統信源、饋電器和洩露電纜，所述第一系統信源和第二系統信源連接至一集中監控裝置，該集中監控 裝置通過射頻電纜和電源傳輸線將混合射頻信號和電源分別饋入饋電器的射頻輸入端和電源輸入端，饋電器的輸出端通過洩露電纜串接多臺隔爆多頻雙向放大器沿地下環境或隧道延伸進行信號覆蓋，末級的隔爆多頻雙向放大器接重發天線。優選地,所述第一系統信源為Tetra380M的直放站和天線組成的Tetra380M系統信源，所述第二系統信源為Tetra400M的直放站和天線組成的Tetra400M系統信源。優選地，所述該集中監控裝置設置在地下環境或隧道入口處。優選地，所述集中監控裝置包括報警接口單元、入口檢測板單元、入口監控單元、集中監控單元、合路單元、四信道基站合路器單元、第一 MOTOTRBO基站、第二 MOTOTRBO基站、第三MOTOTRBO基站、第四MOTOTRBO基站、交流-直流電源單元、UPS單元、蓄電池，其中，第一 MOTOTRBO基站、第二 MOTOTRBO基站、第三MOTOTRBO基站、第四MOTOTRBO基站與四信道基站合路器單元連接，所述第二 MOTOTRBO基站與第四MOTOTRBO基站分別是第一 MOTOTRBO基站和第三MOTOTRBO基站的備份，四信道基站合路器單元分別與與交流-直流電源單元、入口監控單元、合路單元連接，合路單元分別連接Tetra380M直放站的信號、Tetra400M直放站、饋電器、入口監控單元，入口監控單元分別與UPS單元、集中監控單元、入口檢測板單元連接，入口檢測板單元顯示整個系統的直放站與放大器工作狀態，集中監控單元連接UPS單元，報警接口單元連接集中監控單元。優選地，所述四信道基站合路器單元包括電橋、兩個雙工器、兩個低噪放、開關模塊、四個隔離器、第一電源、第二電源、電源切換開關、MCU控制模塊，其中，電橋的輸出端作為整個單元的合路輸出，電橋的兩個輸入端分別連接兩個雙工器的輸出端，兩個雙工器的發送端連接至開關模塊，開關模塊與兩個雙工器接收端之間分別連接兩個低噪放，所述開關模塊包括四個射頻開關和兩個電源開關，四個射頻開關分別對應連接兩個雙工器的四條鏈路，兩條接收鏈路和兩條發送鏈路，連接發送鏈路的射頻開關分別連接隔離器至輸出，兩個電源開關的輸入分別連接整個單元的電源輸入，經過兩個電源開關將電源控制並成四路輸出，所述第一電源和第二電源組成主模塊和備份模塊的雙電源備份模式，主模塊和備份模塊的切換由電源切換開關控制，電源切換開關由MCU控制模塊控制，所述MCU控制模塊分別與開關模塊、兩個低噪放模塊、電源切換開關連接。優選地，所述合路單元包括三頻合路器和六個耦合器，三頻合路器的輸出埠分別串接第一耦合器、第二耦合器；第一耦合器、第二耦合器合為主幹道耦合器，主幹道耦合器的兩個耦合埠分別連串接第三耦合器、第二耦合器和第四耦合器、第六耦合器。優選地，在所述饋電器中，射頻信號和電源合成一路傳輸。與現有技術相比，本發明將包括電源供給、Tetra380M通信系統、Tetra400M通信系統、MOTOTRBO通信系統、FSK調製監控信令等整合集中在一根洩露電纜上實現信號傳輸、設備監控、告警控制等，解決了多臺設備覆蓋時，無需另外附加額外的電力網絡設施，不僅節約了大量的成本，還給工程人員施工帶來了極大的方便；實現多網合一及多網合一後的網管監控，節省了大量的成本和社會資源；全模塊化設計，有源模塊部分(包括調製-解調部分)全熱備份組態設計，具有系統中出現點故障的感知和自動控制切換保證系統工作等優點。
下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。圖1是本發明的的系統框圖。圖2是本發明的集中監控裝置框圖。
具體實施例方式M0T0RB0是摩託羅拉的首款數字常規通訊系統。除適用於公共安全領域主流應用外，它還特別適用於需要無線頻譜執照和可定製關鍵業務通信解決方案的組織/行業。MOTOTRBO是一套全面的雙向無線通信系統，包含手持無線對講機、車載臺、中繼臺、配件和強大的數據應用，如文本消息傳送服務和定位服務。TETRA (Trans European TrunkedRadio -泛歐集群無線電,現在已改為Terrestrial Trunked Radio -陸上集群無線電)數字集群通信系統是基於數字時分多址技術的專業移動通信系統，該系統是ETSI (歐洲通信標準協會)為了滿足歐洲各國的專業部門對移動通信的需要而設計、制訂統一標準的開放性系統。FSK (Frequency-shift keying)-頻移鍵控是利用載波的頻率變化來傳遞數字信息。它是利用基帶數位訊號離散取值特點去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數字調製技術。請參閱圖1，本發明實施例包括Tetra380M的直放站和天線組成的Tetra380M第二系統信源、Tetra400M的直放站和天線組成的Tetra400M第一系統信源、地下環境或隧道入口的集中監控裝置、將射頻信號和電源合成一路傳輸的饋電器、防水洩露電纜、模塊全熱備份的隔爆多頻雙向放大器以及重發天線。Tetra380M的天線、直放站他們依次連接,將外部的Tetra380M信號接收、並放大將其做為整個系統Tetra380M部分的信源；同理，Tetra400M的天線、直放站他們依次連接，將外部的Tetra400M信號接收、並放大將其做為整個系統Tetra400M部分的信源，將Tetra380M信號和Tetra400M信號連接至集中監控裝置；集中監控裝置通過射頻電纜和電源傳輸線將混合射頻信號和電源分別饋入饋電器的射頻輸入端和電源輸入端，饋電器的輸出端通過防水洩露電纜串接多臺隔爆多頻雙向放大器沿著地下環境或隧道延伸進行信號覆蓋，末級的隔爆多頻雙向放大器接重發天線。由於洩露電纜內部具有多個縫隙的特性，部分射頻電信號在傳輸過程會通過這些縫隙向外輻射射頻電信號。另外，地下環境或隧道內的移動終端發射出來的電信號，也通過洩露電纜的縫隙轉換成洩露電纜內部的電信號，並傳輸給遠程的集中監控裝置，實現系統的雙向信號傳輸覆蓋。請參閱圖2，所述的集中監控裝置包括報警接口單元、入口檢測板單元、入口監控單元、集中監控單元、合路單元、四信道基站合路器單元、MOTOTRBO基站1、MOTOTRBO基站2、MOTOTRBO基站3、M0T0TRB0基站4、交流-直流電源單元、UPS單元、蓄電池。其中，MOTOTRBO基站1、MOTOTRBO基站2、MOTOTRBO基站3、MOTOTRBO基站4的接收RX分別與四信道基站合路器單元的信道1-RXl輸出、信道1-RX2輸出、信道2-RX1輸出、信道2-RX2輸出連接；發射TX分別與信道1-TXl輸入、信道1-TX2輸入、信道2-TX1輸入、信道2-TX2輸入連接；告警輸出分別與四信道基站合路器單元基站I告警、基站2告警、基站3告警、基站4告警連接；電源輸入分別與四信道 基站合路器單元的電源1、電源2、電源3、電源4埠連接。其中，MOTOTRBO基站2與MOTOTRBO基站4分別是MOTOTRBO基站I和MOTOTRBO基站3的備份模塊，四信道基站合路器單元分別監控這四個基站的告警信息，並進行對主模塊和備份模塊切換控制，包括電源切換控制，實現整個系統MOTOTRBO兩信道全備份的功能。四信道基站合路器單元的電源輸入與交流-直流電源單元的電源輸出連接，提供四信道基站合路器單元所需的電源。四信道基站合路器單元的本地RS485埠與入口監控單元的電源開關狀態埠連接，實現入口單元對四信道基站合路器單元的實時監控。四信道基站合路器單元的合路輸出埠與合路單元的輸入I埠連接，將MOTOTRBO兩信道的信號傳至個合路單元。合路單元的輸入2、輸入3分別連接Tetra380M直放站的信號、Tetra400M直放站的信號，合路單元的輸出連接至饋電器，FSK埠 3與FSK埠 4分別連接外部Tetra380M直放站收發耦合口，FSK埠 5與FSK埠 6分別連接外部Tetra400M直放站收發耦合口，FSK埠 I與FSK埠 2分別連接至入口監控單元的FSK埠 I和FSK埠 2，實現將MOTOTRBO信號、Tetra380M信號、Tetra400M信號FSK監控信令的提取，並將其送至入口監控單元進行監控信令的解析。入口監控單元的電源輸入端、電源告警輸入端分別與UPS單元電源輸出2端、告警輸出端連接，提供整個單元的供電需求，及對UPS單元的故障監控；入口監控單元的FSK數據A、FSK數據B和RS232埠分別連接至集中監控單元，即入口監控單元對接收到的FSK監控信令進行解析，並將數據指令發送至集中監控單元，實現集中監控單元對外部直放站信源設備與地下環境或隧道內部設備的集中監控。入口監控單元的監控面板埠與入口檢測板單元連接，入口檢測板單元則通過LED燈直觀的顯示整個系統的直放站與放大器工作狀態。集中監控單元的電源端、報警接口單元的電源輸入端連接至UPS單元的電源輸出2端，UPS單元單元提供給集中監控單元和報警接口單元所需的電源。報警接口單元的RS485端連接至集中監控單元，實現集中監控單元對報警接口單元的實時監控。四信道基站合路器單元包括電橋、兩個雙工器、兩個低噪放、開關模塊、四個隔離器、電源A、電源B、電源切換開關、MCU控制模塊。其中，電橋的輸出端作為整個單元的合路輸出，兩個輸入端分別連接兩個雙工器的輸出端，實現將兩個信道的發送和接收合路至整個單元的輸出端。兩個雙工器的發送端連接至開關模塊，開關模塊與兩個雙工器接收端之間分別連接兩個低噪放，用於提高整個鏈路的接收靈敏度，以及對接收鏈路的增益補償。所述的開關模塊包括四個射頻開關和兩個電源開關，四個射頻開關分別對應連接兩個雙工的四條鏈路，其中，兩條接收鏈路和兩條發送鏈路，連接發送鏈路的射頻開關分別連接隔離器至輸出。隔離器用於提高發送鏈路的隔離度，以及提高對輸入埠回波損耗，保證系統的穩定性。兩個電源開關的輸入分別連接整個單元的電源輸入，經過兩個電源開關將電源控制並成四路輸出.所述電源A和電源B組成主模塊和備份模塊的雙電源備份模式，提供給整個單元所需的供電，主模塊和備份模塊的切換由電源切換開關控制，電源切換開關由MCU控制模塊控制.所述MCU控制模塊分別與開關模塊、兩個低噪放模塊、電源切換開關、四個告警輸入端及本地RS485連接.通過實時對這些模塊的故障告警監控，控制相應的切換開關進行主模塊與備份模塊之間的切換，使整個單元得以保持正常運行，提高整個系統的高可靠性，並提供本地RS485埠，與外部的主機或監控終端進行通信，實現對整個單元的可靠性監控.
合路單元有輸入1、輸入2和輸入3三個射頻輸入口，合路輸出口，FSK埠 1，FSK埠 2，FSK埠 3、FSK埠 4、FSK埠 5和FSK埠 6 ;其內部包括三頻合路器和六個耦合器，三頻合路器的三個 輸入端分別連接整個單元的輸入1、輸入2和輸入3埠，輸出埠分別串接耦合器1、耦合器2連接至輸出；耦合器1、耦合器2稱為主幹道耦合器，主幹道耦合器的兩個耦合埠分別連串接耦合器3、耦合器5和耦合器4、耦合器6至FSK埠 3和FSK埠 5、FSK埠 4和FSK埠 6，耦合器輸出埠分別連接至FSK埠 I和FSK埠 2。三頻合路器實現對外部三個系統信號輸入的合路輸出，主幹道的耦合器實現對通過主幹道的FSK信號收發耦合，實現對FSK監控信令的提取。耦合埠的四個耦合器實現將FSK埠 3、FSK埠 5的信號耦合至FSK埠 I，將FSK埠 4、FSK埠 6的信號耦合至FSK埠 2，實現整個單元的FSK監控信令的收發都經過FSK埠 I和FSK埠 2。入口監控單元包括監控MCU、兩個RS232四路集線器、FSKl模塊、FSK2模塊、幹接點I模塊、幹接點2模塊、電源A、電源B、電源開關。監控MCU分別連接本地RS232、監控面板接口、電源開關狀態、RS232等埠，分別給這些埠分配可用的I/O 口。監控MCU與電源告警輸入端、電源狀態端之間連接幹接點I模塊；監控MCU與紅外線埠、繼電器開關端之間連接幹接點2模塊；監控MCU通過幹接點模塊對這些監控參量進行處理，上報至集中監控單元。兩個RS232四路集線器分別連接FSKl模塊、FSK2模塊與監控MCU，FSKl模塊、FSK2模塊將接收到的FSK信號解調還原成監控指令，通過RS232四路集線器傳給監控MCU，監控MCU對監控指令進行解析處理，將數據通過RS232四路集線器發送至集中監控單元，同理，執行逆操作過程，可實現集中監控單元對設備的查詢與設置。電源A和電源B組成主模塊和備份模塊的雙電源備份模式，提供給整個單元所需的供電，主模塊和備份模塊的切換由電源切換開關控制，電源切換開關由MCU控制模塊控制。入口檢測板包括與監控設備相對應的LED燈，優選地，本實例支持八臺監控設備，當設備出現故障時與之對應的LED燈滅，在地下環境或隧道入口可直觀的對設備進行故障判別。報警接口單元包括MCU模塊、幹接點模塊、電源A、電源B、電源開關。MCU模塊分別連接本地RS232、RS485和幹接點模塊。電源A和電源B組成主模塊和備份模塊的雙電源備份模式，提供給整個單元所需的供電，主模塊和備份模塊的切換由電源切換開關控制，電源切換開關由MCU控制模塊控制.MCU模塊通過RS485埠與集中監控單元連接，將集中監控裝置的監控信息，通過幹接點模塊傳輸至其他軟體平臺上或者遠程的監控中心。交流-直流電源單元的電源輸入端與UPS單元的電源輸出I連接，交流-直流電源單元提供給四信道合路單元所需的電壓。UPS單元的電源輸入端連接市電220V或者連接其他能滿足驅動UPS單元電壓的供電設備，外接電池埠正負極分別連接外部電池，UPS單元提供整個系統的供電，同時對市電進行監聽及電池的充電，當掉市電時，UPS單元則自動切換成電池供電，保證整個系統通信得以暢通。本發明實例提供了集Tetra 380M系統、Tetra 400M系統和MOTOTRBO系統合路傳輸的通信裝置。MOTOTRBO系統兩信道合路後的信號由帶切換的四信道基站合路單元來控制，提交主從信息，連接到入口監控單元，這三個系統的信號經過合路器單元輸出至饋電器，入口監控單元通過門磁開關和紅外傳感器收集外部信息(地下環境或隧道內設備工作狀態)，並監控設備狀態給入口檢測板單元以LED指示燈顯示出來；另外，將採集到的信息數據上報到集中監控單元伺服器上，提供用戶無需進入地下環境或隧道而在入口就可以掌握設備狀態的便利，可通 過安裝在隧道入口集中監控單元本地監控口連接可攜式電腦，從監控軟體界面上現場查詢設備狀態，還可通過告警接口單元提供數據參量給到其他軟體平臺，提供用戶遠程監測設備的功能。該系統集包括電源供給、Tetra380通信系統、Tetra400通信系統、Mototrbo通信系統等整合集中在一根洩露電纜上實現信號覆蓋傳輸、設備實時遠程監控等功能；解決了多臺設備覆蓋時，無需另外附加額外的電力網絡設施，不僅節約了大量的成本，還給工程人員施工帶來了極大的方便；實現多網合一及多網合一後的網管監控，節省了大量的成本和社會資源；全模塊化設計，有源模塊部分(包括調製-解調部分)全熱備份組態設計，實現全備份系統中出現點故障的感知和自動控制切換保證系統工作的難題。
權利要求
1.一種洩漏電纜通信系統，它包括第一系統信源、第二系統信源、饋電器和洩露電纜，其特徵在於，所述第一系統信源和第二系統信源連接至一集中監控裝置，該集中監控裝置通過射頻電纜和電源傳輸線將混合射頻信號和電源分別饋入饋電器的射頻輸入端和電源輸入端，饋電器的輸出端通過洩露電纜串接多臺隔爆多頻雙向放大器沿地下環境或隧道延伸進行信號覆蓋，末級的隔爆多頻雙向放大器接重發天線。
2.根據權利要求1所述的洩漏電纜通信系統，其特徵在於，所述第一系統信源與第二系統信源分別由相應的直放站和天線組成。
3.根據權利要求2所述的洩漏電纜通信系統，其特徵在於，所述第一系統信源為Tetra380M的直放站和天線組成的Tetra380M系統信源，所述第二系統信源為Tetra400M的直放站和天線組成的Tetra400M系統信源。
4.根據權利要求1所述的洩漏電纜通信系統，其特徵在於，所述該集中監控裝置設置在地下環境或隧道入口處。
5.根據權利要求1所述的洩漏電纜通信系統，其特徵在於，所述集中監控裝置包括報警接口單元、入口檢測板單元、入口監控單元、集中監控單元、合路單元、四信道基站合路器單元、第一 MOTOTRBO基站、第二 MOTOTRBO基站、第三MOTOTRBO基站、第四MOTOTRBO基站、交流-直流電源單元、UPS單元、蓄電池，其中，第一 MOTOTRBO基站、第二 MOTOTRBO基站、第三MOTOTRBO基站、第四MOTOTRBO基站與四信道基站合路器單元連接，所述第二 MOTOTRBO基站與第四MOTOTRBO基站分別是第一 MOTOTRBO基站和第三MOTOTRBO基站的備份，四信道基站合路器單元分別與與交流-直流電源單元、入口監控單元、合路單元連接，合路單元分別連接Tetra380M直放站的信號、Tetra400M直放站、饋電器、入口監控單元，入口監控單元分別與UPS單元、集中監控單元、入口檢測板單元連接,入口檢測板單元顯示整個系統的直放站與放大器工作狀態，集中監控單元連接UPS單元，報警接口單元連接集中監控單元。
6.根據權利要求 5所述的洩漏電纜通信系統，其特徵在於，所述四信道基站合路器單元包括電橋、兩個雙工器、兩個低噪放、開關模塊、四個隔離器、第一電源、第二電源、電源切換開關、MCU控制模塊,其中，電橋的輸出端作為整個單兀的合路輸出，電橋的兩個輸入端分別連接兩個雙工器的輸出端，兩個雙工器的發送端連接至開關模塊，開關模塊與兩個雙工器接收端之間分別連接兩個低噪放，所述開關模塊包括四個射頻開關和兩個電源開關，四個射頻開關分別對應連接兩個雙工器的四條鏈路，兩條接收鏈路和兩條發送鏈路，連接發送鏈路的射頻開關分別連接隔離器至輸出，兩個電源開關的輸入分別連接整個單元的電源輸入，經過兩個電源開關將電源控制並成四路輸出，所述第一電源和第二電源組成主模塊和備份模塊的雙電源備份模式，主模塊和備份模塊的切換由電源切換開關控制，電源切換開關由MCU控制模塊控制，所述MCU控制模塊分別與開關模塊、兩個低噪放模塊、電源切換開關連接。
7.根據權利要求5所述的洩漏電纜通信系統，其特徵在於，所述合路單元包括三頻合路器和六個耦合器，三頻合路器的輸出埠分別串接第一耦合器、第二耦合器；第一耦合器、第二耦合器合為主幹道耦合器，主幹道耦合器的兩個耦合埠分別連串接第三耦合器、第二耦合器和第四耦合器、第六耦合器。
8.根據權利要求1所述的洩漏電纜通信系統，其特徵在於，在所述饋電器中，射頻信號和電源合成一路傳輸。
全文摘要
本發明公開了一種洩漏電纜通信系統，它包括第一系統信源、第二系統信源、饋電器和洩露電纜，所述第一系統信源和第二系統信源連接至一集中監控裝置，該集中監控裝置通過射頻電纜和電源傳輸線將混合射頻信號和電源分別饋入饋電器的射頻輸入端和電源輸入端，饋電器的輸出端通過洩露電纜串接多臺隔爆多頻雙向放大器沿地下環境或隧道延伸進行信號覆蓋，末級的隔爆多頻雙向放大器接重發天線。
文檔編號H04B5/00GK103227666SQ201310110068
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者關淇, 陳志聰, 潘建民, 李輝瓊, 陳亮光, 劉星 申請人:廣州埃信電信設備有限公司, 廣州埃信科技有限公司