[發明專利]一種具備解調功能的水下光信號放大中繼器及海底監聽系統

在審

• 申請號: 201710949858.6
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107786268A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 劉振文;魏志猛;韓寬寬;李友如;蔣思思;羅宵
• 申請（專利權）人: 長沙湘計海盾科技有限公司;湖南海盾光纖傳感技術工程實驗室有限公司
• 主分類號: H04B10/29
• 分類號: H04B10/29
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 龔燕妮

技術領域

本發明涉及信號傳輸領域，尤其涉及一種具備解調功能的水下光信號放大中繼器及海底監聽系統。

背景技術

有中繼傳輸系統已經成為了遠距離跨洋通信中必不可少的通信手段，水下中繼器是海底通信傳輸系統的重要組成部分，中繼器對安全性和可靠性有著較高的要求，其使用壽命年限要求在二十五年以上。由于海洋環境的特殊性，水下中繼器對于體積、結構、材料、水密性、氣密性和耐腐蝕性等方面有著較高的技術要求。此外，中繼器要擁有較小的功耗，并且長時間在水下運行，所以也要擁有良好的散熱能力。水下中繼器是建立在材料技術、加工技術、集成技術、光電技術等技術基礎上的水下通信設備。

目前現有水下終端設備采集和發送的是模擬信號，而模擬信號在海底光纜中的傳輸距離有限，嚴重影響海底光纜大面積遠距離信號的傳輸。

發明內容

為了解決現有技術所存在的問題，本發明提供了一種具備解調功能的水下光信號放大中繼器及海底監聽系統，用于需要進行大面積遠距離信號傳輸的海底光纜上，通過將水下終端設備發送的模擬信號解調成數字信號，并進行放大后在海底光纜中傳輸，有效解決遠距離通信難題。

本發明提供了一種具備解調功能的水下光信號放大中繼器，包括：承壓筒、端蓋、光電分離模塊和光電處理模塊；

其中，光電處理模塊，用于將接入中繼器的海底光纜中傳輸的下行模擬光信號進行放大傳輸，上行模擬光信號解調為上行數字光信號，并將上行光信號放大傳輸；

端蓋設置在承壓筒兩端，光電分離模塊和光電處理模塊均設置于承壓筒內部。

在本發明中，承壓筒用于抵抗海水壓力，構成中繼器外殼；端蓋用于密封承壓筒兩端，防止海水進入；光電分離模塊用于分離接入中繼器的海底光纜中傳輸的光信號與電信號。

在實際應用中，光電處理模塊所采用的解調方法和放大方法需要根據中繼器上行方向和下行方向的其他設備來確定，即與上行方向和下行方向的其他設備所選用的處理方法相配套即可。

進一步的，所述光電處理模塊包括：

模擬光放大子模塊，用于將前端設備發送到中繼器的下行模擬光信號進行放大并傳輸；

數字光放大子模塊，用于將通過解調子模塊解調處理的上行數字光信號進行放大并傳輸；

解調子模塊，用于將終端發送到中繼器的上行模擬光信號解調為上行數字光信號；

同步子模塊，用于將連接到中繼器上的不同終端的信號進行同步；

電源管理子模塊，用于從海底光纜上獲取高壓電，進行降壓處理后為所述模擬光放大子模塊、數字光放大子模塊、解調子模塊和同步子模塊供電。

其中，模擬光放大子模塊和數字光放大子模塊的工作原理與常規的岸基信號放大設備一樣，但因本發明提供的中繼器工作環境為海底，故本發明采用的模擬光放大子模塊和數字光放大子模塊需要有更高的可靠性及散熱性要求。解調子模塊的工作原理也與常規的岸基解調設備一樣，但是本發明對解調子模塊的尺寸要求更小，可靠性要求更高。

進一步的，用于承壓筒兩端結構密封的金屬密封圈、用于電絕緣密封的陶瓷饋通絕緣密封件和用于光纖密封的光纖饋通密封件均設置在所述端蓋上。

通過金屬密封圈進行結構密封、通過陶瓷饋通絕緣密封件進行電絕緣密封以及通過光纖饋通密封件進行光纖密封，可以在海底光纜受到損傷的情況下，阻止海水進入中繼器內部，保證中繼器具有極佳的密封性，能夠適應更復雜的鋪設環境。

進一步的，包括中空萬向節，用于使承壓筒具有彎曲能力；所述中空萬向節與所述端蓋外部相連接。該中空萬向節采用鈦合金材料制成。

該中空萬向節可以保證中繼器具有一定的彎曲能力，使得中繼器在工程施工過程中能夠更容易地通過布纜設備安全入水。

進一步的，所述承壓筒采用鈦合金材料制成。

進一步的，所述端蓋采用鈦合金材料制成。

其中，承壓筒和端蓋均由鈦合金材料制成，其原材料及加工成品件均須進行100％探傷檢測，以確保質量。

進一步的，所述承壓筒內部的纜線采用螺旋繞包形式。

承壓筒內部的纜線采用螺旋繞包形式，能夠節省出大量空間，解決將光電處理模塊集成入承壓筒內部的裝配難題。

本發明還提供了一種采用上述水下光信號放大中繼器的海底監聽系統，包括：岸基工作站、水下光信號放大中繼器和終端傳感設備；

其中，岸基工作站、水下光信號放大中繼器和終端傳感設備依次通過海底光纜相連接。

進一步的，所述岸基工作站包括：