CN107911175A - 一种海底接驳盒远距离通信系统结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底接驳盒远距离通信系统结构，包括岸基站、接驳盒系统和分组传输交换机系统，所述接驳盒系统包括多个相互级联连接的接驳盒，所述分组传输交换机系统包括多个相互级联连接的分组传输交换机，所述的岸基站与接驳盒之间通过光电复合缆连接，各接驳盒之间通过分组传输交换机进行远距离通讯，所述的岸基站为水下网络提供电能并与水下接驳盒设备进行通信。本发明通过分组传输交换机（PTN）建立了多节点级联的超长距离海洋环境监控系统，保证了长距离的光传输，在网络性能方面，无丢包，时延仅为几十毫秒，可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种海底接驳盒远距离通信系统结构。
背景技术
水下接驳盒是深海海底观测网络的核心水下监控节点，其主要功能是实现电能和信息的中继、分配及控制。它将从海岸基站监控中心传输来的DC 10 kV 高压直流电能转换为各种低压直流电能，再分配给不同的海底观测传感器使用，同时将基站监控中心下发的控制指令发送给连接在其上的各个海底观测传感器，并将各观测传感器采集到的原始数据信息(海水温度、压力等)，通过骨干光纤网传送到陆地基站监控中心。
接驳盒是一个中转站，将各种数据进行处理分离后再通过光电复合缆上传到岸基站。
长距离光纤传输中，存在一些问题。第一点，G.652光纤1550nm窗口平均衰减系数为0.20dB/km，在经过100kM以后，损耗为20dB，即功率减少至百分之一。也就是说，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因而会导致接收错误，特别是长距离传输时尤为明显。第二点，光纤色散也是影响传输性能的主要因素。标准单模光纤的色散系数为17ps/(nm•km)，如果考虑常见的10Gbit/s信号，则最大传输距离不超过100kM。
目前一般采用的解决方式是加中继器或光纤放大器，虽然极大地延长了数据传输的距离，但是成本高昂、布设困难。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种海底接驳盒远距离通信系统结构，通过分组传输交换机（PTN）建立了多节点级联的超长距离海洋环境监控系统，保证了长距离的光传输，在网络性能方面，无丢包，时延仅为几十毫秒，可靠性高。
技术方案：本发明所述的一种海底接驳盒远距离通信系统结构，包括岸基站、接驳盒系统和分组传输交换机系统，所述接驳盒系统包括多个相互级联连接的接驳盒，所述分组传输交换机系统包括多个相互级联连接的分组传输交换机，所述的岸基站与接驳盒之间通过光电复合缆连接，各接驳盒之间通过分组传输交换机进行远距离通讯，所述的岸基站为水下网络提供电能并与水下接驳盒设备进行通信。
进一步的，所述岸基站包括数据库、传输终端以及岸基电源。
进一步的，所述接驳盒系统包括至少两个相互级联连接的接驳盒，所述分组传输交换机系统包括至少两个相互级联连接的分组传输交换机。
进一步的，所述分组传输交换机带有光放大功能的光模块。
进一步的，所述分组传输交换机封装于接驳盒内，且与接驳盒一一对应设置。
进一步的，相邻两分组传输交换机之间通过千兆光纤连接，同一个分组传输交换机的板卡3上的网口通过千兆网线连接至板卡2上的任一网口。
进一步的，相邻两分组传输交换机之间的距离至少为120kM。
有益效果：本发明的有益效果如下：
1、建设了多节点级联的超长距离海洋环境监控系统；
2、系统中共设立N个通信节点，每个节点均可承载业务，节点顺次级联，保证了120×（N-1）kM长距离光传输，同时，每个节点的网口与其他节点的任一网口均能正常通讯；
3、在网络性能方面，无丢包，时延仅为几十毫秒，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的通信系统整体结构示意图；
图2为本发明的分组传输交换机连接示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1和图2所示的一种海底接驳盒远距离通信系统结构，包括岸基站、接驳盒系统和分组传输交换机系统，所述接驳盒系统包括N个相互级联连接的接驳盒，所述分组传输交换机系统包括五个相互级联连接的分组传输交换机，所述的岸基站与接驳盒之间通过光电复合缆连接，各接驳盒之间通过分组传输交换机进行远距离通讯。
岸基系统为水下网络提供电能并与水下设备通信，光电复合缆是系统能量及信号的传输路径，接驳盒对整个系统起着能量及信号中继、分配的作用。带光放大功能的分组传输交换机设备（PTN）封装于接驳盒内，一个接驳盒对应安装一个分组传输交换机设备，实现了基于水下接驳盒的海底通信中继节点设计。
每个中继节点采用PTN放大的架构，接收来自通信链路上一节点的信号，将信号放大校准后传送至下一节点。每2个节点间距离至少为120kM，目前测试用到5个节点，已经实现了480kM的可靠传输。业务正常，且时延仅在十几到几十毫秒级别。
对于超过光纤通信距离极限的结构，通过增加分组传输交换机（PTN），同时配备120kM传输距离的光模块（补偿了光纤损耗及色散问题），每120kM进行一次光放大和色散补偿处理。这样通过点对点级联的方式来提高通信距离，从而实现海底观测网全范围的高带宽、超长距离通信。
通信系统的总带宽为1Gbps，相邻节点间的通信距离约为120km，利用节点级联，实现超长传输距离。同时通信系统还兼容IEEE1588V2协议，能够为设备提供精确时钟。PTN为外部设备提供的接口全部是以太网接口，而PTN与PTN之间是通过光纤进行通讯。如图2所示，相邻两分组传输交换机之间通过千兆光纤连接，同一个分组传输交换机的板卡3上的网口通过千兆网线连接至板卡2上的任一网口，且一端的PTN设备通过视频服务器还连接有摄像头，另一端部的PTN设备连接有监控设备。
本发明通过将带有光放大功能的设备融入到接驳盒内，扩展接驳盒的功能，实现接驳盒功能的升级设计；既能沿用接驳盒原有的功能，又能延展通信距离，集成化程度更高且成本降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种海底接驳盒远距离通信系统结构，其特征在于：包括岸基站、接驳盒系统和分组传输交换机系统，所述接驳盒系统包括多个相互级联连接的接驳盒，所述分组传输交换机系统包括多个相互级联连接的分组传输交换机，所述的岸基站与接驳盒之间通过光电复合缆连接，各接驳盒之间通过分组传输交换机进行远距离通讯，所述的岸基站为水下网络提供电能并与水下接驳盒设备进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种海底接驳盒远距离通信系统结构，其特征在于：所述岸基站包括数据库、传输终端以及岸基电源。
3.根据权利要求1所述的一种海底接驳盒远距离通信系统结构，其特征在于：所述接驳盒系统包括至少两个相互级联连接的接驳盒，所述分组传输交换机系统包括至少两个相互级联连接的分组传输交换机。
4.根据权利要求1所述的一种海底接驳盒远距离通信系统结构，其特征在于：所述分组传输交换机带有光放大功能的光模块。
5.根据权利要求1所述的一种海底接驳盒远距离通信系统结构，其特征在于：所述分组传输交换机封装于接驳盒内，且与接驳盒一一对应设置。
6.根据权利要求1所述的一种海底接驳盒远距离通信系统结构，其特征在于：相邻两分组传输交换机之间通过千兆光纤连接，同一个分组传输交换机的板卡3上的网口通过千兆网线连接至板卡2上的任一网口。
7.根据权利要求1所述的一种海底接驳盒远距离通信系统结构，其特征在于：相邻两分组传输交换机之间的距离至少为120kM。
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