專利名稱：遠(yuǎn)程有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)及電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)及電源系統(tǒng)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)入戶及向各節(jié)點(diǎn)供電的方案。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)入戶采用的幾種方式中，ADSL采用電話線傳輸，最高速度為8Mbps, Cable Modem 采用有線電視線路傳送，最高速度為30Mbps,已經(jīng)逐漸跟不上發(fā)展的需求。采用光纖到小區(qū)， 網(wǎng)線到戶的方式是目前較理想的一種方法。因?yàn)楣饫w到戶費(fèi)用高，技術(shù)難度大，不適合大面 積連接，網(wǎng)線到戶費(fèi)用低，技術(shù)難度小，速度可達(dá)100Mbps、 1000Mbps，適合于大面積連接。 但目前面臨的問題是如何建網(wǎng)。第一個(gè)問題是在小區(qū)或鄉(xiāng)村由于權(quán)屬問題，很難就近接到電 源，即使接到電源，中間某一節(jié)點(diǎn)斷電則后繼用戶就不能上網(wǎng)。第二個(gè)問題是在沒有使用光 纖的情況下，已有的用網(wǎng)線連接的方法延伸距離有限，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，不適合在小區(qū)或鄉(xiāng) 村大面積連接。無線局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展得很快，已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)100Mbps和300Mbps這樣速率的fe 速無線覆蓋，但目前只能在一些小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，不能實(shí)現(xiàn)大面積的高速覆蓋
發(fā)明內(nèi)容
及技術(shù)問題
在小區(qū)或農(nóng)村可通過路由與廣域網(wǎng)相聯(lián)接，再通過交換機(jī)由網(wǎng)線逐級連接到用戶。每個(gè)
交換機(jī)與上一交換機(jī)的連接線距是100米，按實(shí)際延伸80米計(jì)算，經(jīng)過25個(gè)交換機(jī)串接就 可延伸2000米的距離，本方案在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)通過，并正常使用了一年，理論上可延伸至5000 米甚至更長，具體方法將在下面介紹。若用同軸電纜，每一交換機(jī)的線間距離是800米，10 個(gè)這樣的交換機(jī)就可延伸8000米的距離，用光纖的話，在小區(qū)或鄉(xiāng)村即使連接幾十千米也完 全可以不用中繼。在大面積連接時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用樹型結(jié)構(gòu)，用網(wǎng)線接交換機(jī)是最經(jīng)濟(jì)、實(shí) 用的方法， 一般單支路延伸2000米就已經(jīng)足夠了。在有線聯(lián)接的基礎(chǔ)上，在網(wǎng)絡(luò)上添加一些 無線路由或無線AP，在人口密集區(qū)實(shí)現(xiàn)高速的近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋(如覆蓋半徑為800 米)，再由遠(yuǎn)距離的無線AP作為補(bǔ)充(如覆蓋半徑為20公里)，實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋。
考慮到在100Mbps的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)線中4股線(8根)有2股(4根)線在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信 中沒有使用，所以可以用這4根線作為電源線，對1000Mbps、同軸電纜、光纖網(wǎng)絡(luò)來說，則 可用單獨(dú)的絞合線或增加連接線纜中的絞合線數(shù)量作為電源線使用，用絞合線可以有效防雷 電、防電磁干擾，在下面將會介紹。電源和網(wǎng)絡(luò)信號采用從^S點(diǎn)一同連接至遠(yuǎn)端各節(jié)點(diǎn)的方 法。由于絞合線的電感、分布電容都較大，無法用交流電送電，必須用直流電送電。在遠(yuǎn)距 離(如2000米)送電的情況下，電阻會變得很大，必需采用較高的電壓(如300V)，所以送 電過程必須解決安全的問題。在高電感高分布電容的線路中，在送電過程中線路中會感生出 強(qiáng)交流振蕩電流，會使電流無法正常送達(dá)，即使兩個(gè)交換機(jī)間的電源接線距離只為80米，在 送電過程中絞合線感生的交流振蕩電流也會嚴(yán)重影響電流的正常通過，而感生的高電壓則會 影響用電器的穩(wěn)定，甚至燒壞用鬼器。所以對電源線路必須采用一定的措施，使電流、電壓 能穩(wěn)定送達(dá)。
為了解決電源及網(wǎng)絡(luò)延伸距離這兩個(gè)問題，本發(fā)明提供了電源及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩個(gè)互相配合 的技術(shù)方案，使電源及數(shù)據(jù)信號可直接從起點(diǎn)連接至遠(yuǎn)端各節(jié)點(diǎn)。 電源方案
從起點(diǎn)由直流電源向遠(yuǎn)點(diǎn)送電，通過逐級整流穩(wěn)壓雙向消振的方法消除電流電壓的波動；由伴行線斷路跳閘電路、支線斷路上傳跳閘電路、過流跳閘電路、漏電跳閘器為供電電路提 供安全保障；分級電壓隔離的方法克服長線路的高電阻問題，分級隔離也使檢修變得容易； 采用過壓扼制及絞合線防雷防電磁干擾保護(hù)措施進(jìn)行供電。 網(wǎng)絡(luò)方案
采用無線寬帶網(wǎng)絡(luò)與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋，有、無線多鏈 路備份，樹型多點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為20公里)與近距離無 線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為800米)互補(bǔ)方案，即在人口密集區(qū)采用近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)， 由遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)作為備用網(wǎng)絡(luò)的高速網(wǎng)絡(luò)覆蓋，邊遠(yuǎn)(低人口密度)地區(qū)則采用低成 本的遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋；采用深度多交換機(jī)串接(多于5個(gè))方案使寬帶網(wǎng)絡(luò)得以穩(wěn)定 遠(yuǎn)距離聯(lián)接。
技術(shù)前景
本技術(shù)方案降低了建網(wǎng)成本，在100Mbps、 1000Mbps的基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)共享上網(wǎng)，IP電
話，網(wǎng)絡(luò)電視，終端無線移動漫游(無線移動蜂窩通信網(wǎng))等業(yè)務(wù)。其技術(shù)前景是
1. 可以改變現(xiàn)有的"電話(電視)接寬帶"的模式，變?yōu)?寬帶接電話(電視)"的模式。 由于是通過交換機(jī)(或路由)由有線聯(lián)接或無線聯(lián)接方式直接到戶，用戶的終端直接與網(wǎng)
絡(luò)聯(lián)接，所以可用IP電話代替現(xiàn)有的程控電話。這樣可省去了昂貴的程控交換機(jī)，采用軟交 換的模式，用一臺服務(wù)器即可進(jìn)行電話交換，電視則可改為IP電視。最終實(shí)現(xiàn)所有終端聯(lián)接 的統(tǒng)一，即所有終端聯(lián)接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化。
2. 使移動通信能很容易地達(dá)到54Mbps、 100Mbps、 300Mbps等的帶寬。
在手機(jī)的通信技術(shù)中，用微蜂窩技術(shù)作為宏蜂窩技術(shù)的補(bǔ)充和延伸是比較有效的方法， 但微蜂窩技術(shù)也同樣有上面提到的電源和網(wǎng)絡(luò)延伸的問題，并且現(xiàn)有的手機(jī)上網(wǎng)技術(shù)能達(dá)到 的速度很低， 一般為幾個(gè)Mbps，若采用無線局域網(wǎng)的技術(shù)，手機(jī)作為上網(wǎng)的一個(gè)終端，其通 話功能由上網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，作為上網(wǎng)功能的一個(gè)部分，則手機(jī)上網(wǎng)很容易達(dá)到54Mbps、 100Mbps、 300Mbps的速率。無線局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在運(yùn)用得比較成熟，若在本發(fā)明方案的基礎(chǔ)上得以大面 積的覆蓋，會使移動通信能很容易地達(dá)到54Mbps、 100Mbps、 300Mbps等的帶寬。
3. 不用大量布線及建大量傳統(tǒng)的無線基站，建設(shè)費(fèi)用低。
原有的電話線路是到戶的每一電話終端到機(jī)房都必需各自用兩條電線連接，本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 采用樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每一節(jié)點(diǎn)間都只有一條線纜連接，如用一條網(wǎng)線連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，只用到 8根導(dǎo)線就能使后面的用戶都能入網(wǎng)，入戶的多種類型線纜都可改為網(wǎng)線連接，如電話線， 有線電視線，監(jiān)控線等都可改為由一光纖到小區(qū)(鄉(xiāng)村)，單一干、支線分配到戶來實(shí)現(xiàn)這些 功能，若采用無線方式聯(lián)接則入戶都不用布線，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可同時(shí)采用有線聯(lián)接和無線聯(lián)接 兩種方式，采用無線聯(lián)接方式的節(jié)點(diǎn)即可作為無線基站使用，可省去大量線纜及傳統(tǒng)的無線 基站，節(jié)約大量費(fèi)用。
4. 配套的硬件、軟件技術(shù)都可采用已有成熟模塊進(jìn)行組合，較易研發(fā)成功。 局域網(wǎng)的無線移動漫游技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展得很快，如果在軟、硬件方面做適當(dāng)改動，適當(dāng)提
高發(fā)射功率即可在本發(fā)明方案實(shí)施后得以應(yīng)用，其它相關(guān)的技術(shù)(如無線移動蜂窩技術(shù))現(xiàn)在 都發(fā)展得比較成熟。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的供電電路原理圖。
電源方案


1. 供電電路。
從起點(diǎn)由直流電源向遠(yuǎn)點(diǎn)送電，通過逐級整流穩(wěn)壓雙向消振的方法消除電流電壓的波動， 達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。本電源方案采用絞合線供電，采用絞合線的原因在"防雷防電磁干 擾"中將作介紹。在圖1中，Dl為交流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源模塊，也可采用如圖1-1所示的橋式 整流電路，輸入端為直流則可將D1改為直流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源模塊。電容C1在輸出端起到穩(wěn) 壓的作用，雙向瞬變二極管TVP4消除在絞合線中感生的超高電壓。LINA1、 LINA2為絞合 供電線，從起點(diǎn)連接至遠(yuǎn)端各級供電點(diǎn)。二極管VD6，電容C2為遠(yuǎn)端第一級用電的穩(wěn)壓整 流電路，對經(jīng)過絞合線送達(dá)的直流電流進(jìn)行二次穩(wěn)壓整流。在送電過程中，絞合線中感生的 電流是一種交流電流，必須采用雙向消除的方法。二極管VD3和瞬變二極管TVP7、電容C2 構(gòu)成正向回路，二極管VD5和瞬變二極管TVP5、電容C1構(gòu)成逆向回路，這樣為絞合線中 感生的電流構(gòu)成雙向回路， 一方面消除在絞合線中感生的超高電壓，另一方面采用雙向消振 的方法減弱絞合線中的電流振蕩。D3為直流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源模塊，為第一級設(shè)備提供電源， 如第一級中的交換機(jī)提供9伏的直流電源。VD7 、 VD8、 C3、 TVP8、 D4構(gòu)成下一級電路， 為下一級設(shè)備提供電源。其中TVP8、電容C3與前一級二極管(第二級中為VD5)構(gòu)成正向 回路，其中VD7與前一級瞬變二極管、電容(第二級中為TVP7、 C2)構(gòu)成逆向回路，為下一 級線路消除感生的高壓和電流。其余各級電路如D4， D6, D7, D8, D9與這兩級的電路相同。
2. 漏電、伴行線斷路跳閘、限流跳閘保護(hù)電路。
由于采用高壓送電的方法，所以必須采取一定的措施保證送電的安全。首先是防觸電， 其次是防短路。防觸電方面， 一方面是防電線皮破損后，裸露的導(dǎo)線帶電觸及人體危及人身 安全， 一方面是防電線因意外斷線后線頭帶電觸及人體危及人身安全。防電線皮破損后，裸 露的導(dǎo)線帶電觸及人體危及人身安全方面，采用如下方案。開關(guān)KA1，KA2為漏電保護(hù)器的開 關(guān)，為整個(gè)電路提供漏電保護(hù)， 一旦出現(xiàn)漏電，則切斷整個(gè)電路的電源，保證用電安全。Dl 如采用交流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源模塊，則必須采用交流端與直流端不隔離形式，使直流端的漏電 能使漏電保護(hù)器產(chǎn)生動作。目前市面上的漏電保護(hù)器大多為交流電路設(shè)計(jì)，在漏電保護(hù)器的 輸入、輸出端都為直流時(shí)，應(yīng)對漏電保護(hù)器作相應(yīng)的改動，只讓對地的漏電經(jīng)過漏電保護(hù)器 的感應(yīng)線圈。為防因意外斷線后線頭帶電，采用了如下電路。由三極管VT1，電阻R1，繼電 器線圈LB1、繼電器開關(guān)KBl,伴行線LINA3構(gòu)成斷路檢測電路。由開關(guān)變壓器D2提供的 低壓直流正電壓電(可取+12V)由D2 +經(jīng)過VD2、 R2、電源負(fù)線LINA2末端流過伴行線 LINA3(經(jīng)過的KD1、 KE1、 KF1開關(guān)在"支線斷路上傳電路"中作介紹)經(jīng)過R1到達(dá)三極管 VT1的基極b，使VT1導(dǎo)通，繼電器線圈LB1、 LB2通電，LB1、 LB2各自控制的繼電器 開關(guān)KB1， KB2吸合，后級電路導(dǎo)通。由漏電保護(hù)器開關(guān)KA1、 KA2,繼電器開關(guān)KB1 (常 閉端)，廷時(shí)繼電器開關(guān)KC1 (常開端)構(gòu)成跳閘電路。當(dāng)開啟電路時(shí)，延時(shí)電路(圖1一2) 產(chǎn)生一段后延時(shí)間，繼電器開關(guān)KC1等約O.l秒后才吸合，繼電器開關(guān)KB1常閉端與接地線 連接通過繼電器開關(guān)KC1與地線暫時(shí)斷開，保證開啟電路時(shí)不會接地漏電產(chǎn)生跳閘動作。當(dāng) 伴行線因意外斷線時(shí)，三極管VT1截止，繼電器線圈LB1、 LB2斷電，LB1、 LB2各自控 制的繼電器開關(guān)KB1， KB2斷開后續(xù)線路，繼電器開關(guān)KB1 (常閉端)通過繼電器開關(guān)KC1 與地線接通，對地導(dǎo)通產(chǎn)生漏電電流，漏電保護(hù)器產(chǎn)生跳閘動作，切斷整個(gè)電路，起到保護(hù) 作用。R2為限流電阻，當(dāng)電流超過規(guī)定值時(shí)，R2燒斷，伴行線路斷路，三極管VT1截止， 啟動跳閘電路，整個(gè)電路斷電。二極管VD4，雙向瞬變二極管TVP6構(gòu)成三極管VT1的保護(hù) 電路，當(dāng)伴行線LINA3與電源負(fù)線LINA2中感生出超高電壓時(shí)，由二極管VD4,雙向瞬變
5二極管TVP6構(gòu)成回路，由于伴行線LINA3和電源負(fù)線LINA2的末端相連接，二極管VD4 的另一個(gè)作用是將電源負(fù)線LINA2末端的電流經(jīng)伴行線LINA3導(dǎo)向電源負(fù)線LINA2的起點(diǎn)， 降低電線的電阻，VD2阻止感生的高壓從VT1的c極進(jìn)入，從而保護(hù)VT1。 VD1為繼電器 線圈LB1感生的高壓提供回路。開關(guān)KD3為斷路跳閘檢測開關(guān)，人工斷開KD3時(shí)電路能跳 閘為電路正常。發(fā)光二極管LED1當(dāng)接地電路正常時(shí)發(fā)光，表示接地電路正常，電阻R5為限 流電阻。
3. 延時(shí)電路(圖l一2)。
由電阻R3，電容C4構(gòu)成延時(shí)電路，延時(shí)時(shí)間約為0.7RC秒，當(dāng)電容C4通過R3充電達(dá) 到飽和時(shí)，三極管VT2， VT3導(dǎo)通，繼電器線圈LC1通電，LC1控制的開關(guān)KC1吸合與地 線接通。R4為限流電阻，VD9為線圈LC1的保護(hù)二極管。
4. 支線斷路上傳電路。
樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有多個(gè)分支，電源也必須向各個(gè)分支供電，所以電源也必須有同樣的分支， 為使各個(gè)分支一旦出現(xiàn)斷路，電路也同樣能切斷整個(gè)電路的供電，設(shè)計(jì)了分支斷路上傳電路。 圖1中由三極管VT4、 VT5所在方框內(nèi)電路及繼電器線圈LD1控制的開關(guān)KD1 (常開)、繼 電器線圈LE1控制的開關(guān)KE1 (常開)、延時(shí)電路開關(guān)KF1 (常閉)所構(gòu)成的電路為支線斷 路上傳電路。VT4、VT5的電路原理與VT1的原理相同，原理參考上面"保護(hù)電路"。由T0A1、 T0A2分別與T0B1、 TOB2對接，向下分出兩個(gè)分支，其中VT4所在電路為第一分支，VT5 所在電路為第二分支，在TOCl、 TOC2處可再接出兩個(gè)分支，TODl、 TOD2處可再接出兩 個(gè)分支。若有更多分支可用相同原理。
下面以VT4作為說明。保護(hù)電路電源從D5引出，當(dāng)VT4以下電路出現(xiàn)斷路時(shí)，VT4截 止，繼電器線圈LD1沒有電流，LD1控制的開關(guān)KD1釋放，從而斷開了三極管VT1基極b 的電流，VT1截止，線圈LB1沒有電流，LB1控制的開關(guān)KB1釋放，常閉端接地，漏電保 護(hù)器產(chǎn)生跳閘動作切斷整個(gè)電路的供電。分別控制繼電器開關(guān)KD2 (常開)、KD3 (常開)的 線圈LD2、 LD3由VT4的e極供電，當(dāng)VT4工作正常時(shí)后級電路才通電，從而保證保護(hù)電 路正常時(shí)后一級電路才會有電流通過。繼電器開關(guān)KF1 (常閉)為延時(shí)開關(guān)，延時(shí)電路原理 與圖1一2相同，繼電器開關(guān)KF1在電路開始通電時(shí)后延一段延時(shí)間才釋放，在KD1、 KE1 還沒有閉合時(shí)使得伴行線處于導(dǎo)通狀態(tài)。VT5及繼電器開關(guān)KE1為相同分支電路，若有更多 分支，可用相同原理分出更多電路分支。
5. 防雷、防電磁干擾電路。
由雙向瞬變二極管TVP2對市電中火線與地線間的高壓進(jìn)行消除，雙向瞬變二極管TVP1、 TVP3消除對地的高壓，由漏電保護(hù)器、絞合線、雙向瞬變二極管構(gòu)成了防高壓體系，可以有 效消除雷電等高壓干擾。由于絞合線的電感較大，對于雷電、電磁干擾這樣的高頻電來說有 較高的阻抗。絞合線間的間距小，感生的電壓小。若產(chǎn)生從一個(gè)地點(diǎn)到另一地點(diǎn)的異地電流， 則由漏電保護(hù)器跳閘切斷整個(gè)電路的供電，起到保護(hù)作用。
6. 電源分級隔離方案。
圖2為電源電壓分級隔離示意圖。
在圖1中任何一個(gè)直流轉(zhuǎn)直流模塊，如D3， D4都與輸入部分的電源隔離(隔離原理見 圖2—1)。
從D3、 D4等后面的輸出都可采用和圖1相同原理的電路向后面線路供電，由于后級與 前級隔離，克服了前級線路的電壓、電阻對后級的影響，后級的故障也不會影響到前一級。電源方案
具體實(shí)施例方式
1. 供電電路的實(shí)施。
在實(shí)際使用中，可采用從機(jī)房用光纖將寬帶連接到各個(gè)小區(qū)或鄉(xiāng)村的分點(diǎn)(下稱分點(diǎn))，
同時(shí)用800V的直流電壓通過圖1所示原理的第一級電源系統(tǒng)也同樣從機(jī)房送到各個(gè)分點(diǎn)， 再利用直流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源模塊將800V直流電壓轉(zhuǎn)為300V直流電壓，同樣通過圖1所示原 理的第二級電源系統(tǒng)從分點(diǎn)用電線送至各個(gè)近用戶的節(jié)點(diǎn)(下稱節(jié)點(diǎn))，再從各個(gè)節(jié)點(diǎn)將300V 的直流電壓轉(zhuǎn)為9V的直流電壓供交換機(jī)使用，將300V的直流電壓轉(zhuǎn)為50V的直流電壓供 電話機(jī)使用等，分點(diǎn)及分點(diǎn)以下的電壓轉(zhuǎn)換模塊采用電壓隔離的模式，由于直流轉(zhuǎn)直流開關(guān) 電源模塊的輸入電壓范圍比較大，如300V轉(zhuǎn)9V模塊，輸入電壓從直流80V至380V都能正 常輸出，線路的壓降可以不去考慮。采用這一送電方法，從起點(diǎn)用1A的電流能送出800W的 功率，從分點(diǎn)用0.5A的電流則能送出150W的功率， 一個(gè)交換機(jī)電源消耗的功率在5W左右， 考慮線路的損耗，分別可接120個(gè)和20個(gè)左右的交換機(jī)，從分點(diǎn)接出每路可滿足一個(gè)2000 至3000人的小區(qū)或鄉(xiāng)村的連接用電需求。在100M的網(wǎng)絡(luò)中，從小區(qū)或鄉(xiāng)村的分點(diǎn)可用路由 或交換機(jī)將從機(jī)房的光纖連接轉(zhuǎn)換為網(wǎng)線連接，再利用網(wǎng)線中的兩股雙絞線(橙、橙白，綠、 綠白)與下一級的交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，利用網(wǎng)線中剩下的一股雙絞線(藍(lán)線為正、藍(lán)白線 為負(fù))作為電源線，最后的一股(棕、棕白)中的一根(棕白)作為伴行線，棕線可與藍(lán)線 合并以減少線路電阻，將300V的直流電從分點(diǎn)送至各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
2. 線纜、元件等設(shè)備的要求。
在通300V或以上的直流電壓時(shí)，線間隔離電阻要求較高， 一般網(wǎng)線的線間隔離電阻在 30M歐/100米以上，符合電阻要求，外線皮要求有阻燃性能，且必須作加厚處理，以增加抗 拉，抗磨性能。對于通300伏及以上電壓的電線，必須采用上述的保護(hù)電路進(jìn)行防護(hù)，這樣 才不會出現(xiàn)短路起火，導(dǎo)線外露、斷落危及人身安全的問題。對于低壓部分，則要求較低， 如單獨(dú)采用短路保護(hù)即可。
圖l、圖l一l、圖l一2中各元件必須根據(jù)實(shí)際使用中的要求配置，下面提供了在300伏 供電線路中對各個(gè)交換機(jī)(少于20個(gè)交換機(jī))供電時(shí)的各個(gè)元件的配置。
Dl為交流轉(zhuǎn)直庫電路，可采用交流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源模塊，與后級不隔離；或采用如圖 1-1所示的橋式整流^路，該電路在220V交流輸入時(shí)輸出300V直流電壓。
電路中各個(gè)三極管可取CS8050，雙向瞬變二極管TVP6、 TVPll、 TVP15可取18V耐壓， 其余有標(biāo)號的瞬變二極管可取400V (雙向)耐壓，二極管可取1N4007,電容C1、 C2、 C3、 C5、 C6、 C7 、 C8、 C9取5 —12u、 400V， Rl、 R7、 R4、 R9取5K， R3、 R5取270K， C4 取lu,R2、 R6、 118取0.5八熔斷管，D2、 D5可取12V直流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源模塊為斷路檢測電 路和支線斷路上傳電路供電，D3、 D4、 D6、 D7、 D8、 D9等取直流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源模塊為各 設(shè)備或下級線路供電，LINB1、 LINB2、 LINB3及LINC1、 LINC2、 LINC3與L脆l(xiāng)、 LINA2、 LINA3相同，分別為電源正線，電源負(fù)線和伴行線。
3. 施工要求。
對通過300V及300V以上電壓的線纜要求埋地或架空，按220V交流市電的布線要求施 工。對50V及以下電壓的電線則可按一般電話線架設(shè)。
與本系統(tǒng)配套的戶外盒、戶外交換機(jī)、《自協(xié)商雙備份移動通信標(biāo)準(zhǔn)》等專利將另行申請。 網(wǎng)絡(luò)方案

圖3為無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋示意圖，大圓A1、 A2、 A3、 A4表示遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為20公里)所覆蓋的范圍，小圓Bl、 B2、 B3、 B4表示近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如 覆蓋半徑為800米)所覆蓋的范圍。Al、 A2、 A3、 A4與B1、 B2、 B3、 B4表示不同的發(fā)射 頻率所覆蓋的區(qū)域。
圖4為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，Rl、 R2、 R3、 R4……為有線聯(lián)接的路由，SA1， SA2，…… SAn(n表示第n個(gè))，SB1、 SB2、……，SBnl、 SBn2、……，SC1、 為各個(gè)串接的交換
機(jī)，Cl、 C2、 C3、……為與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的計(jì)算機(jī)，Hl、 H2……為與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的手機(jī)，Wl為由 發(fā)射塔發(fā)射的無線路由或無線AP ， W2、 W3、……為無線路由或無線AP。
網(wǎng)絡(luò)方案
具體實(shí)施例方式
1.無線寬帶網(wǎng)絡(luò)與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋，有、無線多鏈路 備份，樹型多點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實(shí)施。
在圖4中由路由Rl在到區(qū)(到鄉(xiāng))的分點(diǎn)通過光纖或其它方法與Internet聯(lián)接，由網(wǎng)線連 接至以下各級交換機(jī)SAl, SA2,……SAn(n表示第n個(gè)交換機(jī)，原理將在下面介紹)，電源 也采用上述電源方案一同送出。路由R2通過SAn等交換機(jī)由上級路由Rl和Internet進(jìn)行有 線連接，與R2連接的交換機(jī)SB1有三個(gè)分支， 一個(gè)連接交換機(jī)SB2， 一個(gè)連接無線路由(或 AP)W3， 一個(gè)逐級連接至SBnl等，這樣逐級連接至各個(gè)分支。在各個(gè)支點(diǎn)都可用網(wǎng)線連接 上電腦，如電腦C2通過網(wǎng)線與交換機(jī)SA1連接，電腦C4也是通過網(wǎng)線與交換機(jī)SB2連接。 由無線路由(或AP)W2、 W3與有線網(wǎng)絡(luò)連接后在近距離(如覆蓋半徑為800米)發(fā)送和接收 信號，使電腦C3、 C5、 C7與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，手機(jī)H1通過W2上網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)通話功能，W2， W3 對應(yīng)圖3中的近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)中的無線裝置。無線路由(或AP)由發(fā)射塔Wl發(fā)送和接收 信號，在較遠(yuǎn)的距離(如覆蓋半徑為20公里)與所有無線設(shè)備通信，終端設(shè)備超過近距離無 線路由的覆蓋范圍或一旦與近距離無線路由失去聯(lián)系，則改由與W1通信。如電腦C6，手機(jī) H2在周邊沒有近距離信號時(shí)與Wl通信，Wl對應(yīng)圖3中遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的無線裝置。 路由R4有雙WAN 口， 一 WAN 口通過有線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，一 WAN 口通過無線路由(或AP )由 W4與W1聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)有、無線上網(wǎng)雙備份。路由R2有雙WAN口， 一WAN口通過原網(wǎng)絡(luò) 聯(lián)接，一 WAN 口就近與Internet聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)雙備份。
2. 遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為20公里)與近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為 800米)互補(bǔ)方案的實(shí)施。
即在人口密集區(qū)采用近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，由遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)作為備用寬帶網(wǎng)絡(luò)的 高速寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋，邊遠(yuǎn)(低人口密度)地區(qū)則采用遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
圖3為本方案的示意圖，圓A1、 A2、 A3、 A4和Bl、 B2、 B3、 B4所在的圓內(nèi)(A1、 Bl 等處為圓心)分別為遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(下稱遠(yuǎn)區(qū))和近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(下稱近區(qū))的覆蓋 區(qū)域，遠(yuǎn)區(qū)和近區(qū)采用不同的頻率，由四色覆蓋原理，分別由四種不同的頻率即能不重復(fù)地 覆蓋整個(gè)區(qū)域。由近區(qū)覆蓋人口密集區(qū)，遠(yuǎn)區(qū)作備份，邊遠(yuǎn)地區(qū)則由遠(yuǎn)區(qū)提供覆蓋。由于人 口密集區(qū)的數(shù)據(jù)通信量大，由近距離無線網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)通信，邊遠(yuǎn)地區(qū)通信量小， 由遠(yuǎn)距離無線網(wǎng)絡(luò)作一般的覆蓋。對應(yīng)的移動終端在各個(gè)覆蓋區(qū)應(yīng)能夠自動地調(diào)整接收的頻 率，發(fā)送功率也應(yīng)相應(yīng)作調(diào)整，具體方法將在《自協(xié)商雙備份移動通信標(biāo)準(zhǔn)》的專利申請中 作介紹。
3. 深度多交換機(jī)串接(多于5個(gè))方案的實(shí)施。
在圖4中由路由Rl與Internet聯(lián)接，由交換機(jī)SA1 ，交換機(jī)SA2等連接至交換機(jī)SAn，(n 表示第n個(gè)交換機(jī))。對于存儲轉(zhuǎn)發(fā)式的交換機(jī)，在實(shí)際施工中可串接至數(shù)十個(gè)，這是由于存
8儲轉(zhuǎn)發(fā)式的交換機(jī)是采用存儲后再發(fā)送的方式，不存在與放大中繼式的交換機(jī)同樣的信號失
真的問題，計(jì)算機(jī)在尋找網(wǎng)絡(luò)時(shí)大約有30秒約定的等待時(shí)間，通過實(shí)驗(yàn)，串接至25個(gè)存儲 轉(zhuǎn)發(fā)式的交換機(jī)后，計(jì)算機(jī)尋網(wǎng)的時(shí)間約為l秒，數(shù)據(jù)傳送延時(shí)為幾個(gè)毫秒(由交換機(jī)的類型 確定)，這與路由忙時(shí)幾百個(gè)毫秒的延時(shí)少得多，在可接受的范圍內(nèi)。每個(gè)交換機(jī)的線間距離 為100米，這樣由R1向后實(shí)際可延伸幾千米，若用無線AP進(jìn)行無線連接，無線AP間的距 離如取可視距離800米，則可延伸至幾千米，同軸電纜線距也是800米，同樣也可延伸至幾 千米。若采用定向天線，其距離更長效果更好，如采用光纖，在電源方案上采用高電壓，低 線阻的情況下，可延伸至幾十公里。路由R2從SAn后面串接，由于R2在網(wǎng)絡(luò)開始接通時(shí)通 過交換機(jī)SAn、……、SA2、 SA1與路由Rl取得聯(lián)接，在線路中通過地址學(xué)習(xí)形成一條固定 通信鏈路，為后面的聯(lián)接做好準(zhǔn)備。同理，由路由R3與路由R2形成一條固定通信鏈路，這 樣聯(lián)接至最后一個(gè)路由。在網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備通過上端最近的一個(gè)路由接入網(wǎng)絡(luò)，如計(jì)算機(jī) C4由交換機(jī)SB2、 SB1聯(lián)接至路由R2。若將路由改為可網(wǎng)管交換機(jī)，可與前一級對尋址廣 播不隔離，在用戶數(shù)較少時(shí)適用，由路由R1、 R2、……、Rn之間進(jìn)行尋址廣播隔離，使得 各級之間的影響變得最小，并可增加接入的終端數(shù)量。

圖1是遠(yuǎn)程有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(下稱網(wǎng)絡(luò))的供電電路及附屬電路的電路圖，是網(wǎng)絡(luò) 中對下一級網(wǎng)絡(luò)供電或向各個(gè)網(wǎng)絡(luò)支點(diǎn)用電器供電的電路及附屬電路的電路圖，圖l一l及圖 1—2是圖1的附屬電路圖。供電電路包括各個(gè)電源模塊，各級的整流穩(wěn)壓電路。保護(hù)電路有 漏電、伴行線斷路跳閘、限流跳閘保護(hù)電路，防雷、防電磁干擾電路及配套的支線斷路上傳 電路，延時(shí)電路(圖l一2)。
圖l一l所示的橋式整流電路在輸入端為市電時(shí)可代替圖1中的開關(guān)電源模塊D1，該電 路與后級不能隔離，在輸入端輸入220伏交流電時(shí)，輸出端經(jīng)過整流穩(wěn)壓后輸出的直流電壓 為300伏。
圖2是電源分級隔離示意圖，圖2—1是圖2的附屬電路圖。圖2中的"〃"表示上下級 供電電路之間的"隔離"，即上下級之間通過圖2 — 1所示的電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使上下級供電電 路之間的電流、電壓沒有直接的連接，使得下級供電電路的故障不會影響到上級供電電路。
圖2 — 1所示的電路是開關(guān)電源模塊電路圖的一部分。各個(gè)廠家生產(chǎn)的開關(guān)電源模塊的電 路原理有所不同，但隔離方法都如圖2 — 1所示，在輸入端線圈輸入一個(gè)高頻的電流，通過變 壓器的磁芯在輸出端線圈中感應(yīng)出電流，再通過整流穩(wěn)壓輸出一個(gè)直流電壓，達(dá)到上下級電 路隔離的目的。
圖3是無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋示意圖，大圓A1、 A2、 A3、 A4表示遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如 覆蓋半徑為20公里)所覆蓋的范圍，小圓Bl、 B2、 B3、 B4表示近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如 覆蓋半徑為800米)所覆蓋的范圍。Al、 A2、 A3、 A4與B1、 B2、 B3、 B4表示不同的發(fā)射 頻率或信道所覆蓋的區(qū)域。
圖4是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，Rl、 R2、 R3、 R4……為有線聯(lián)接的路由，SA1， SA2，…… SAn(n表示第n個(gè))，SB1、 SB2、……，SBnl、 SBn2、……，SC1、…"'為各個(gè)串接的交換 機(jī)，Cl、 C2、 C3、……為與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的計(jì)算機(jī)，Hl、 H2……為與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的手機(jī)，Wl為由 發(fā)射塔發(fā)射的遠(yuǎn)程無線路由或無線AP ， W2、 W3、……為近程無線路由或無線AP。
權(quán)利要求
1. 遠(yuǎn)程有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)及電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)從起點(diǎn)由直流電源向遠(yuǎn)點(diǎn)送電，遠(yuǎn)程寬帶網(wǎng)絡(luò)由有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)組成，其特征是通過逐級整流穩(wěn)壓雙向消振的方法消除電流電壓的波動，由伴行線斷路跳閘電路、支線斷路上傳跳閘電路、過流跳閘電路、漏電跳閘器為供電電路提供安全保障，分級電壓隔離的方法克服長線路的高電阻問題，采用過壓扼制及絞合線防雷、防電磁干擾保護(hù)措施進(jìn)行供電，采用無線寬帶網(wǎng)絡(luò)與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋，有、無線多鏈路備份，樹型多點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為20公里)與近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為800米)互補(bǔ)方案，采用深度多交換機(jī)串接(多于5個(gè))方案使寬帶網(wǎng)絡(luò)得以穩(wěn)定遠(yuǎn)距離聯(lián)接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)及電源系統(tǒng)，其特征是(在圖1中)由二極管(VD6)，電容(C2)組成遠(yuǎn)端第一級用電的穩(wěn)壓整流電路，對經(jīng)過絞合線送達(dá)的直流電流進(jìn)行二次穩(wěn)壓整流，由二極管(VD3)和瞬變二極管(TVP7)、電容(C2)構(gòu)成正向回路，另一組由二極管(VD5)和瞬變二極管(TVP5)、電容(C1)構(gòu)成逆向回路，為絞合線中感生的電壓、電流構(gòu)成雙向回路，消除在絞合線中感生的超高電壓，并減弱絞合線中的電流振蕩，其余各級同第一級的特征，伴行線(LINA3)構(gòu)成斷路檢測線，(圖1中)由支線上的伴行線(LINB3、 LINC3)斷路控制上一級伴行線(LINA3)同時(shí)斷路的支線斷路上傳電路，在人口密集區(qū)采用近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，由遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)作為備用的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，邊遠(yuǎn)(低人口密度)地區(qū)則采用遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
全文摘要
遠(yuǎn)程有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)及電源系統(tǒng)。從起點(diǎn)由直流電源向遠(yuǎn)點(diǎn)送電，通過逐級整流穩(wěn)壓雙向消振的方法消除電流電壓的波動，由伴行線斷路跳閘電路、支線斷路上傳電路、過流跳閘電路、漏電跳閘器為供電電路提供安全保障，分級電壓隔離的方法克服長線路的高電阻問題，采用過壓扼制及絞合線防雷電、防電磁干擾保護(hù)措施進(jìn)行供電。采用無線寬帶網(wǎng)絡(luò)與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，有、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋，有、無線多鏈路備份，樹型多點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為20公里)與近距離無線寬帶網(wǎng)絡(luò)(如覆蓋半徑為800米)互補(bǔ)方案，采用深度多交換機(jī)串接(多于5個(gè))方案使寬帶網(wǎng)絡(luò)得以穩(wěn)定遠(yuǎn)距離聯(lián)接。
文檔編號H04L12/66GK101499657SQ200810198748
公開日2009年8月5日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者(請求不公開姓名) 申請人:王曉鵬