BTM18050海床基观测系统

系统通讯方案

系统海底接驳方案在海底观测系统中，通信技术至关重要。水下通信和陆地上通信的环境和条件存在着很大的差异，因此在陆地上普遍可以使用的通信技术在水下往往不能使用。当前适用于深海海底通信方式可以分为有线和无线两种方式，有线方式包括光纤通信、电缆RS-232、RS-485等通信方式；无线方式主要包括水声通信、电磁感应式无线通信ICL、光学无线通信LED等方式。光纤通信作为世界上最先进的通信手段之一，海底光纤通信具有速率高、容量大、质量高、抗干扰能力强、保密性能好等优势。虽然对比于其他的通讯方式，此种通讯方式存在系统复杂、建设难度大、造价成本高等不利因素，但是考虑到此项目的数据传输量和保密性等要求，有线光纤通信是我方选择的主要的通讯手段。

海底观测网电能需从陆地基站通过骨干网以直流高压电流形式输送到海底布置的观测系统，由于各个观测仪器设备所需电能情况不同，不能直接统一使用光缆传来的电能，还需要进行电能变压处理。同时，由于海底布置着许多观测仪器，每时每刻都有大量的观测数据要出输送到陆地上的基站，基站也会发送各种控制指令给各个观测仪器设备，基站系统不可能与各个观测仪器设备直接进行通信，中间也需要有一个过渡环节对信号的传输和通信进行处理和调度。综上所述，基站和终端的检查设备中间必须得有一个转换和分配的环境，作为一个电能和数据信号进行集中处理和管理，这个中间设备就是海底接驳盒。

我方在海底观测网系统中引入海底接驳盒技术。在海底观测系统中采用海底接驳盒技术，为整个海底观测系统的设计、安装、运行和维护，都提供极大的便利。有以下三个方面的优势：一是为能量和信号的处理和管理在海底提供了一个集中的站点；二是为海底观测系统的安装和布置提供了一个机械和电子连接的简单界面和接口，在海底各种海底观测仪器设备，可以借助于水下机器人ROV在海底接驳盒上直接进行热插拔，使各种仪器的安装操作简单便利，从而大大降低了海底观测仪器设备的连接成本；三是为海底观测系统的后续维护和升级提供了便利，某些观测仪器设备的失效和替换，只需要简单地将他们从海底接驳盒上拆下后进行检修和更换，而不会影响到海底观测系统中其他观测系统的正常工作。

海底接驳盒投放成功的关键中，对专业技术人员要求高，涉及到几个关键技术包括注意防水密封技术，水下热插拔接口技术，电能的转换分配技术，光缆骨干网与接驳盒之间以及接驳盒与观测仪器子网间的的通信技术，接驳盒备用、扩展接口技术，密封舱体中电子芯片散热技术、小型化设计技术等。

系统供电方案

电能是海底观测网络的血液，每一个仪器运行都离不开电能。给海底观测网络提供电能的方式多种多样，如以下4种供电方式：

1）通过高压电缆把海岸上的电能传输到海底；

2）在海底安装蓄电池给海底设备供电；

3）在海底直接安装水下柴油发电机，为海底设备供电；

4）直接利用海洋中蕴藏的能量来发电，如潮汐发电、海流发电、波浪能发电、海水温差发电、浓度差发电等。

现在海底观测系统主要采用前两种形式：高压电缆供电和海底蓄电池供电。海底蓄电池供电一般应用于输电量小，且工作时间较短的观测系统。此项目是长期观测的海底观测网络，需要的电能量较大，要求长期安全的供给电能，再考虑到系统需要考虑到实时在线数据的传输需要，我方选择高压电缆进行系统的电能输送。

总体的输电方案为：在海岸基站中，先把陆地供给的三相交流电转变为适合电缆输送的高压直流电，而后通过水下铠装电缆把电能输送到海底。输送过程中，系统通过控制电缆分叉点的开关装置来确定输送的路径，把电能输送到所需的观测仪器设备中。其中，高压直流电到观测仪器设备能够使用的电能的转换工作，由海底接驳盒的能量变换模块来实现。