本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，具體涉及一種上行信號處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

配電自動化系統(tǒng)是提升配電網(wǎng)生產(chǎn)管理水平和提高供電可靠性的重要技術(shù)手段，也是智能電網(wǎng)建設(shè)的主要內(nèi)容之一。國家電網(wǎng)公司正在全面建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)，以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的堅強智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級調(diào)度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動管理，是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革。

光纖通信是配電自動化系統(tǒng)改造中主要通信方式。但從實際情況看，對于未預(yù)留通信管道區(qū)域，投資成本較大，施工困難；對于已預(yù)留通信管道區(qū)域，由于地面沉降、其他管道施工等原因，20%-30%的管道已經(jīng)不通，導(dǎo)致光纖無法穿過，由此可見，單一使用光線路終端進行組網(wǎng)的成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于降低通信成本，提高通信系統(tǒng)的實用性。

本發(fā)明提供一種上行信號處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：終端設(shè)備，用于接收第一用戶終端發(fā)送的數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為載波信號，發(fā)送所述載波信號；中繼設(shè)備，通過電纜與所述終端設(shè)備連接，用于接收所述載波信號，并對所述載波信號進行增益，發(fā)送增益后的載波信號；頭端設(shè)備，通過電纜與所述中繼設(shè)備連接，用于接收所述增益后的載波信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，發(fā)送所述數(shù)字信號；光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備，通過網(wǎng)線與所述頭端設(shè)備連接，用于接收所述數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為光信號，向光線路終端發(fā)送所述光信號。

優(yōu)選地，所述中繼設(shè)備還用于接收第二用戶終端發(fā)送的數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為載波信號，向所述頭端設(shè)備發(fā)送所述載波信號。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：第一耦合器和第二耦合器，所述頭端設(shè)備通過所述第一耦合器與第一電纜的第一端連接，所述中繼設(shè)備通過所述第二耦合器與所述第一電纜的第二端連接，其中所述第一耦合器用于將所述載波信號耦合到所述第一電纜中，所述第二耦合器用于將第一電纜中的載波信號耦合到所述中繼設(shè)備中。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：第三耦合器和第四耦合器，所述中繼設(shè)備通過所述第三耦合器與第二電纜的第一端連接，所述終端設(shè)備通過所述第四耦合器與所述第二電纜的第二端連接，其中所述第三耦合器用于將所述增益后的載波信號耦合到所述第二電纜中，所述第四耦合器用于將第二電纜中的增益后的載波信號耦合到所述終端設(shè)備中。

優(yōu)選地，所述第一電纜是第一開閉所與第二開閉所間的輸電線纜，所述第一電纜的第一端是所述第一開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第一電纜的第二端是所述第二開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端；

所述第二電纜是所述第二開閉所與第三開閉所間的輸電線纜，所述第二電纜的第一端是所述第二開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第二電纜的第二端是所述第三開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端。

優(yōu)選地，所述頭端設(shè)備、中繼設(shè)備、終端設(shè)備采用OFDM調(diào)制方式處理所述上行信號，并根據(jù)所述上行信號的傳輸質(zhì)量確定自身的工作頻率。

根據(jù)本發(fā)明提供的上行信號處理系統(tǒng)，通過終端設(shè)備接收用戶終端發(fā)送的數(shù)字信號將其轉(zhuǎn)換為可以在電纜中傳輸?shù)妮d波信號，并通過中繼設(shè)備對該載波信號進行增益，以彌補傳輸過程中的損耗，然后通過頭端設(shè)備接受增益后的載波信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最終通過光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備接收所述數(shù)字信號，并將其轉(zhuǎn)換為適合在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柊l(fā)送至光線路終端，實現(xiàn)光纖通信與載波通信的混合組網(wǎng)，由此可以在通信線路上減少光纖的敷設(shè)，進而減少通信線路施工工作，降低通信成本。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中

圖1是本發(fā)明實施例1提供的上行信號處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1提供的上行信號處理系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實施例2提供的上行信號處理方法的流程圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供一種上行信號處理系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括：

終端設(shè)備14，用于接收第一用戶終端15發(fā)送的數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為載波信號，發(fā)送所述載波信號；終端設(shè)備14可以是設(shè)有載波信號處理芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器，其作用是將第一用戶終端15發(fā)送的符合IEEE 802.3標準的數(shù)字信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成適合在電力線路傳輸?shù)哪M電信號，用于表示上行通信數(shù)據(jù)。具體地，即將從設(shè)備端口接收過來的符合IEEE802.3標準的數(shù)字信號經(jīng)過加密、編碼、調(diào)制處理，轉(zhuǎn)換為適合在電力電纜傳輸?shù)妮d波模擬信號。

中繼設(shè)備13，通過電纜與所述終端設(shè)備14連接，用于接收所述載波信號，并對所述載波信號進行增益，發(fā)送增益后的載波信號；由于載波信號本質(zhì)上是一種電磁信號，所以隨著傳輸距離的增加其本身會有所衰減。中繼設(shè)備13可以是設(shè)有增益處理芯片的設(shè)備，例如一種增益設(shè)備，其可以對載波信號進行信號增益，彌補信號在電纜中長距離傳輸?shù)男盘査p、彌補損耗。

頭端設(shè)備12，通過電纜與所述中繼設(shè)備13連接，用于接收所述增益后的載波信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，發(fā)送所述數(shù)字信號；頭端設(shè)備12可以是設(shè)有載波信號處理芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器，其作用是將上述載波信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成適合在網(wǎng)線中傳輸?shù)臄?shù)字信號，用于表示上行通信數(shù)據(jù)。具體地，即對該設(shè)備端口接收過來的載波信號進行解調(diào)、解密處理，轉(zhuǎn)換為符合IEEE802.3標準的數(shù)字信號。

光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備11，通過網(wǎng)線與所述頭端設(shè)備12連接，用于接收所述數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為光信號，向光線路終端發(fā)送所述光信號。光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備11即ONU (Optical Network Unit)，該設(shè)備是光網(wǎng)絡(luò)中的用戶端設(shè)備，放置在用戶側(cè)，與光線路終端配合使用，實現(xiàn)以太網(wǎng)二層、三層功能，為用戶提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。所述光線路終端（OLT，optical line terminal）是光接入網(wǎng)的核心部件，一般放置在局端，提供面向用戶的無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后，光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備11可以向OLT發(fā)出以光為傳輸介質(zhì)的上行通信數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明提供的上行信號處理系統(tǒng)，通過終端設(shè)備接收用戶終端發(fā)送的數(shù)字信號將其轉(zhuǎn)換為可以在電纜中傳輸?shù)妮d波信號，并通過中繼設(shè)備對該載波信號進行增益，以彌補傳輸過程中的損耗，然后通過頭端設(shè)備接受增益后的載波信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最終通過光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備接收所述數(shù)字信號，并將其轉(zhuǎn)換為適合在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柊l(fā)送至光線路終端，實現(xiàn)光纖通信與載波通信的混合組網(wǎng)，由此可以在通信線路上減少光纖的敷設(shè)，進而減少通信線路施工工作，降低通信成本。

本系統(tǒng)特別適用于配電自動化改造過程中未預(yù)留通信管道或者通信管道不通的區(qū)域（由于地面沉降、其他管道施工等原因?qū)е碌墓艿啦煌ǖ龋?，此類區(qū)域雖然無法敷設(shè)光纖，但大多設(shè)有電纜線路。這種情況下可以在光纖到達末端架設(shè)上述光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備和頭端設(shè)備，在局部光纖不通點位置架設(shè)寬帶載波終端/中繼設(shè)備，即可完成光纖不通點至主站平臺的通信網(wǎng)絡(luò)建立，是P2P（點對點方式），也可以是P2MP（點對多點方式）。本方法不需要在通信線路上進行任何施工，只需在現(xiàn)有的通信線路上安裝調(diào)試上述設(shè)備后就可完成配電通信網(wǎng)的建設(shè)。

由于中繼設(shè)備13所在位置也可能有需要發(fā)送上行數(shù)據(jù)的用戶終端，所以本實施例的中繼設(shè)備13還用于接收第二用戶終端16發(fā)送的數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為載波信號，向所述頭端設(shè)備12發(fā)送所述載波信號。即中繼設(shè)備13也可以是設(shè)有載波信號處理芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器，其可以將第二用戶終端16發(fā)送的符合IEEE 802.3標準的數(shù)字信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成適合在電力線路傳輸?shù)哪M電信號，用于表示上行通信數(shù)據(jù)。具體地，即將從設(shè)備端口接收過來的符合IEEE802.3標準的數(shù)字信號經(jīng)過加密、編碼、調(diào)制處理，轉(zhuǎn)換為適合在電力電纜傳輸?shù)妮d波模擬信號。

圖2示出了本系統(tǒng)的具體示意圖，如圖2所示，本實施例的下行信號處理系統(tǒng)還可以包括：第一耦合器21和第二耦合器22，所述頭端設(shè)備12通過所述第一耦合器21與第一電纜25的第一端連接，所述中繼設(shè)備13通過所述第二耦合器22與所述第一電纜25的第二端連接，其中所述第二耦合器22用于將所述增益后的載波信號耦合到所述第一電纜25中，所述第一耦合器21用于將所述第一電纜25中的增益后的載波信號耦合到所述頭端設(shè)備12中。

該系統(tǒng)還可以包括：第三耦合器23和第四耦合器24，所述中繼設(shè)備13通過所述第三耦合器23與第二電纜26的第一端連接，所述終端設(shè)備14通過所述第四耦合器24與所述第二電纜26的第二端連接，其中所述第四耦合器24用于將所述載波信號耦合到所述第二電纜26中，所述第三耦合器23用于將所述第二電纜26中的載波信號耦合到所述中繼設(shè)備13中。

具體地，上述耦合器可以是電感耦合器或電容耦合器，耦合器通常分別安裝在一根電纜的兩端，其作用是信號的耦合和高壓隔離，即通過耦合作用將設(shè)備發(fā)出的載波信號耦合到電纜上進行傳遞，耦合器是在原有的電纜線路上進行安裝，不需要改變線路，也不會破壞線路。

優(yōu)選地，所述第一電纜25是第一開閉所27與第二開閉所28間的輸電線纜，所述第一電纜25的第一端是所述第一開閉所27中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第一電纜25的第二端是所述第二開閉所28中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端；

所述第二電纜26是所述第二開閉所28與第三開閉所29間的輸電線纜，所述第二電纜26的第一端是所述第二開閉所28中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第二電纜26的第二端是所述第三開閉所29中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端。

開閉所是用于接受電力并分配電力的供配電設(shè)施，高壓電網(wǎng)中稱為開關(guān)站。如前文所述，載波信號本質(zhì)上是一種電磁信號，如果載波信號在傳輸過程中直接穿過開閉所，必然會受到一定的干擾而影響到信號的質(zhì)量。為了避免開閉所對信號質(zhì)量的影響，本系統(tǒng)中的耦合器可以按照上述優(yōu)選方案進行設(shè)置，使載波信號跨過傳輸線路上的開閉所，以提高載波信號的質(zhì)量。

載波信號的調(diào)制方式有多種，本實施例中的所述頭端設(shè)備、中繼設(shè)備、終端設(shè)備采用OFDM調(diào)制方式處理所述上行信號，并根據(jù)所述上行信號的傳輸質(zhì)量確定自身的工作頻率，所述工作頻率范圍可以是2-34MHz。

使用OFDM 技術(shù)主要有以下優(yōu)點：1）有效克服碼間干擾，抗干擾能力強；2）頻帶利用率高；3）系統(tǒng)的均衡簡單等。終端設(shè)備14可以根據(jù)實時信號傳輸質(zhì)量的變化選擇使用全部或者部分子載波，并且可以靈活調(diào)整子載波的調(diào)制方式。

實施例2

本實施例提供一種上行信號處理方法，如圖3所示，該方法包括：

S1，終端設(shè)備接收第一用戶終端發(fā)送的數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為載波信號，發(fā)送所述載波信號；終端設(shè)備可以是設(shè)有載波信號處理芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器，其作用是將第一用戶終端發(fā)送的符合IEEE 802.3標準的數(shù)字信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成適合在電力線路傳輸?shù)哪M電信號，用于表示上行通信數(shù)據(jù)。具體地，即將從設(shè)備端口接收過來的符合IEEE802.3標準的數(shù)字信號經(jīng)過加密、編碼、調(diào)制處理，轉(zhuǎn)換為適合在電力電纜傳輸?shù)妮d波模擬信號。

S2，中繼設(shè)備接收所述載波信號，并對所述載波信號進行增益，發(fā)送增益后的載波信號，中繼設(shè)備可以通過電纜與所述終端設(shè)備連接。由于載波信號本質(zhì)上是一種電磁信號，所以隨著傳輸距離的增加其本身會有所衰減。中繼設(shè)備可以是設(shè)有增益處理芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器，其可以對載波信號進行信號增益，彌補信號在電纜中長距離傳輸?shù)男盘査p、彌補損耗。

S3，頭端設(shè)備接收所述增益后的載波信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，發(fā)送所述數(shù)字信號；頭端設(shè)備可以通過電纜與所述中繼設(shè)備連接，頭端設(shè)備可以是設(shè)有載波信號處理芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器，其作用是將上述載波信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成適合在網(wǎng)線中傳輸?shù)臄?shù)字信號，用于表示上行通信數(shù)據(jù)。具體地，即對該設(shè)備端口接收過來的載波信號進行解調(diào)、解密處理，轉(zhuǎn)換為符合IEEE802.3標準的數(shù)字信號。

S4，光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備接收所述數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為光信號，向光線路終端發(fā)送所述光信號，光網(wǎng)絡(luò)單元可以通過網(wǎng)線與所述頭端設(shè)備連接，光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備即ONU (Optical Network Unit)，該設(shè)備是光網(wǎng)絡(luò)中的用戶端設(shè)備，放置在用戶側(cè)，與光線路終端配合使用，實現(xiàn)以太網(wǎng)二層、三層功能，為用戶提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。所述光線路終端（OLT，optical line terminal）是光接入網(wǎng)的核心部件，一般放置在局端，提供面向用戶的無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后，光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備可以向OLT發(fā)送以光為傳輸介質(zhì)的上行通信數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明提供的上行信號處理方法，通過終端設(shè)備接收用戶終端發(fā)送的數(shù)字信號將其轉(zhuǎn)換為可以在電纜中傳輸?shù)妮d波信號，并通過中繼設(shè)備對該載波信號進行增益，以彌補傳輸過程中的損耗，然后通過頭端設(shè)備接受增益后的載波信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最終通過光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備接受所述數(shù)字信號，并將其轉(zhuǎn)換為適合在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柊l(fā)送至光線路終端，實現(xiàn)光纖通信與載波通信的混合組網(wǎng)，由此可以在通信線路上減少光纖的敷設(shè)，進而減少通信線路施工工作，降低通信成本。

本方法特別適用于配電自動化改造過程中未預(yù)留通信管道或者通信管道不通的區(qū)域（由于地面沉降、其他管道施工等原因?qū)е碌墓艿啦煌ǖ龋?，此類區(qū)域雖然無法敷設(shè)光纖，但大多設(shè)有電纜線路。這種情況下可以在光纖到達末端架設(shè)上述光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備和頭端設(shè)備，在局部光纖不通點位置架設(shè)寬帶載波終端/中繼設(shè)備，即可完成光纖不通點至主站平臺的通信網(wǎng)絡(luò)建立，是P2P（點對點方式），也可以是P2MP（點對多點方式）。本方法不需要在通信線路上進行任何施工，只需在現(xiàn)有的通信線路上安裝調(diào)試上述設(shè)備后就可完成配電通信網(wǎng)的建設(shè)。

由于中繼設(shè)備所在位置也可能有需要發(fā)送上行數(shù)據(jù)的用戶終端，所以本實施例所述方法還可以包括：

S5，中繼設(shè)備接收第二用戶終端發(fā)送的數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為載波信號，向所述頭端設(shè)備發(fā)送所述載波信號。中繼設(shè)備也可以是設(shè)有載波信號處理芯片的設(shè)備，例如電力調(diào)制解調(diào)器，其可以將第二用戶終端發(fā)送的符合IEEE 802.3標準的數(shù)字信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成適合在電力線路傳輸?shù)哪M電信號，用于表示上行通信數(shù)據(jù)。具體地，即將從設(shè)備端口接收過來的符合IEEE802.3標準的數(shù)字信號經(jīng)過加密、編碼、調(diào)制處理，轉(zhuǎn)換為適合在電力電纜傳輸?shù)妮d波模擬信號。

本方法可以利用耦合器的耦合作用傳輸上述載波信號，耦合器通常分別安裝在一根電纜的兩端，其作用是信號的耦合和高壓隔離，即通過耦合作用將設(shè)備發(fā)出的載波信號耦合到電纜上進行傳遞，耦合器是在原有的電纜線路上進行安裝，不需要改變線路，也不會破壞線路，上述耦合器可以是電感耦合器或電容耦合器。

優(yōu)選地，所述S2可以包括：

S21，第四耦合器將所述載波信號耦合到第二電纜中；

S22，第三耦合器將所述第二電纜中的載波信號耦合到所述中繼設(shè)備中。

所述S3可以包括：

S31，第二耦合器將所述增益后的載波信號耦合到第一電纜中；

S32，第一耦合器將所述第一電纜中的增益后的載波信號耦合到所述頭端設(shè)備中。

更優(yōu)選地，所述第一電纜是第一開閉所與第二開閉所間的輸電線纜，所述第一電纜的第一端是所述第一開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第一電纜的第二端是所述第二開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端；

所述第二電纜是所述第二開閉所與第三開閉所間的輸電線纜，所述第二電纜的第一端是所述第二開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的出線端，所述第二電纜的第二端是所述第三開閉所中的環(huán)網(wǎng)柜的進線端。

開閉所是用于接受電力并分配電力的供配電設(shè)施，高壓電網(wǎng)中稱為開關(guān)站。如前文所述，載波信號本質(zhì)上是一種電磁信號，如果載波信號在傳輸過程中直接穿過開閉所，必然會受到一定的干擾而影響到信號的質(zhì)量。為了避免開閉所對信號質(zhì)量的影響，上述優(yōu)選的方案可以利用耦合器使載波信號跨過傳輸線路上的開閉所，以提高載波信號的質(zhì)量。

載波信號的調(diào)制方式有多種，本實施例中的所述頭端設(shè)備、中繼設(shè)備、終端設(shè)備采用OFDM調(diào)制方式處理所述上行信號，并根據(jù)所述上行信號的傳輸質(zhì)量確定自身的工作頻率，所述工作頻率范圍可以是2-34MHz。

使用OFDM 技術(shù)主要有以下優(yōu)點：1）有效克服碼間干擾，抗干擾能力強；2）頻帶利用率高；3）系統(tǒng)的均衡簡單等。終端設(shè)備可以根據(jù)實時信號傳輸質(zhì)量的變化選擇使用全部或者部分子載波，并且可以靈活調(diào)整子載波的調(diào)制方式。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。