光纤接入网远端供电方式探讨

  接入网技术的大量运用已成为必然趋势，但在全面推广使用时还存在一些问题，在这些问题中除了Ｖ５协议以及对接入网（ＡＮ）相关设备的测试、维护等方面以外，远端设备的供电问题是困扰接入网向供电情况较差的小区、农村集镇等地区发展的重要因素之一，而这些地区往往正是目前对接入网需求最迫切的地方。为了解决接入网供电问题，笔者通过调查、比较，通过在网上的一些试验，提出关于接入网供电方式的一些探讨方案。

１ 光纤接入网设备供电 方式的比较

１．１ 传统供电方式

    光纤作为一种价廉物美的传输媒体在通信中得到了广泛的应用，在当前接入网的发展中，以光纤为传输媒体的光纤到路边（ＦＴＴＣ）、光纤到大楼（ＦＴＴＢ）、光纤到家（ＦＴＴＨ）等的供电方式通常如图１所示，局端交换机侧采用－４８Ｖ供电，远端设备采用２２０Ｖ市电作主电源，经过开关电源转换成－４８Ｖ，为了保证在２２０Ｖ市电断电的情况下正常工作，还应该安排一组电池浮充在－４８Ｖ上，这组电池的容量必须能满足当地最长的断电时间。这是参照设置交换点解决供电方式的办法来解决接入网供电的一种比较传统的思路方式。按照上述配置，接入网远端在实际组网时存在以下问题：

   （１）接入网远端电池配置多少安时的问题：如果配置较足，则开关电源部分的安培数，设备的资金投入，设备占的体积均要增加，特别是一些停电最长时间不确定的农村地区，所设计的电池容量难以确定。这往往造成接入网用户端设备绝大部分是电源等配套设备，接入网设备只占一小部分的情形。如果电池容量配置的较小，则会影响接入网远端设备安全运行。

   （２）运行环境问题：通常接入网远端设备已经充分考虑到运行环境的一些不利因素，给出了比较宽松的环境要求，当然这只是针对标准机房的环境要求。有些接入网在用户端为了保证设备有一个良好的工作环境，还要在接入设备上配置改善工作环境的设备，这将需要功率更大一点的电源系统来支撑。否则，环境的温度、湿度将难以保证。

１．２ 远端供电方式

    为了解决接入网远端设备供电存在的上述问题，经过技术、经济等方面的比较，通过采用在光缆中增加专用电源线，由局端向接入网设备提供可靠的工作或备份电源的远端供电方式值得探讨。

   远供光纤可采用的结构及型号：目前国内接入网使用的光缆绝大部分是ＧＹＴＡ型光缆。采用聚酯松套管保护二次被覆光纤，在管内填充特种油膏，松套管双向绞合在中间加强芯上，光缆内空间填充防水油膏，内护层和复合皱纹钢外包聚乙烯外护套。这种光缆内有６～１２根束管，每个束管可以放置１２根光纤。通常在光缆总芯数小于１４４芯时，为了保证各束管能在光缆内整齐排列，不能减少光缆内束管的数量，必须将光缆内空闲的束管位置放置填充绳。若接入网设备采用通过光纤远供电源的方式，只需将填充绳换成供电导线即可。

     在局端，稳定可靠性最好的电源电压是－４８Ｖ。为保证交换机等局端设备正常工作，市电中断不久，柴油发电机组将会自动启动工作，代替市电提供交流２２０Ｖ电源。按照目前交换机的服务半径及接入网远端耗电功率综合考虑，如果以远端供电光缆为５ｋｍ，光缆内的铜线线径为４ｍｍ２计算，供电的直流电阻是：

Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓ＝１．７×１０－８×２×５０００／４×１０－６＝４２Ω

其中，ρ为铜线电阻率，Ｒ为电阻，Ｓ为铜线截面积，Ｌ为铜线长度。

    这时假设传输１Ａ电流，将会带来４２Ｖ压降。由此可见，采用低电压（例如局端的－４８Ｖ）、远距离传输显然是不可行的。那么采用什么电压比较适宜呢？

（１）当远供距离小于１．５ｋｍ，容量小于１２８线时，可以直接以－４８Ｖ传输。局端的供电电压在－５３Ｖ左右，因电流较小，经过１．５ｋｍ传输后仍还有－４８Ｖ的电压，可以直接供电，通常在支线、配线末梢采用（见图３）。这种方式组网灵活，可以快速简捷地实施工程。

（２）当远供距离小于５ｋｍ，容量小于５１２线时，可以用交流２２０Ｖ电源。一方面，如传输１Ａ电流可以向远端提供２２０－４２＝

１７８Ｖ电源，即传输损耗相对较小；另一方面，重新投入的设备较少，局端几乎不需要安装设备，远端设备大大减少（如蓄电池容量可以较小），设备的容量、体积也大大降低。在电气绝缘性能上，光缆护套火花试验的标准电压是交流８ｋＶ、直流１２ｋＶ，也就是说交流２２０Ｖ在标准的充油光缆内传输，绝缘性能是不存在问题的。在安全性方面，可以接入触电保护器，当零线收到的电流与火线电流不等时，触电保护开始动作（见图４），加上光缆上印有高电压警示字样，起到保护作用。

（３）当远供距离大于５ｋｍ，容量小于１０２４线时，近端可以用－４８Ｖ直流电源逆变成交流５００～１０００Ｖ电源传输，远端再整流、稳压成－４８Ｖ直流电源。与（２）一样，当电压提高后，传输损耗将会相对变小，可以传输的有效距离将会增加，但这样需要另外增加一些电源转换设备（３００Ｗ的电源转换设备市场价格在１０００元／套以下）。

１．３ 远端供电方式的意义

采用光缆中增加铜线来实现接入网远端设备电源远供是比较经济的方案。如果接入设备之间的间距较短，通过光缆供电的距离不长，那么供电线路衰耗较小，可传输的额定电流和功率随之增大，在短距离、大容量、多节点的城市接入具有特别广泛的意义。

２ 实际应用的可能性

     文中提出的通过光缆远端供电的方式在国外已有使用，国内铁路部门也试用过这种方式供电，但是真正应用在电信接入网上，一些光缆厂家还没有成熟的产品。文中光缆采用江苏中天光缆有限公司试生产的３０ｋｍ光缆，在普通光缆内增加一对４ｍｍ２的远供铜线（光缆外护套上印有注意光缆内有高压电的警示字样）。经核算，每公里光缆需要３５００～５０００元。如果另外架设专用供电线路也是可行的方案之一，但是其安全性、可靠性、经济性不如通过光缆远供优越。

    由于远端设备减少了电池容量，同时也大大降低了远端设备的重量和体积，使得这些设备在解决安全性、运行环境等方面大大改善，特别是农村实际应用时，可以选择室内壁挂安装或承重要求不高的二楼民宅作为机房，节约一些机房改造和运营费用。这将使光缆到村、光缆到小区的宽带化接入成为可能。

    目前，在解决接入网远端供电探讨中，一些资料提出了由于接入网的光网络单元的服务半径较小，可以将用户线的供电电压和电流降低，从而降低设备功耗的设计思想。如果可以实现，将会扩大通过光缆实现远供的供电方式的使用范围。

３ 结束语

    目前，各地的接入网试验、应用工作，在电总的领导下正在如火如荼地展开，结合网路优化，各局的接入网建设即将全面启动。为经济、先进、高效、合理地完成接入网的组网建设工作，必须解放思想，摒弃一些束缚发展的传统组网方式，探讨一些适合的新技术来发展接入网，向电信网宽带化的最后一公里迈进。□

（收稿日期：１９９８－０１－０６）

[摘要] 本文针对接入网实施方案中存在的接入网远端设备供电问题展开讨论，分析了传统供电方式的弊病，提出了远端供电方案，并且作了技术、经济及安全方面的分析。

[关键词] 远端供电 光纤接入 开关电源 浮充

[Abstract] Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｆｏｒ ａｃ-ｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｔ ｒｅ-ｍｏｔｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｒａｗｂａｃｋｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｆｅｅｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｔｏ ｐｏｗｅｒ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｂｙ ｒｅｍｏｔｅ ｆｅｅｄｉｎｇ，ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒｌｙ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌ-ｙｓｅｓ ｉｎ ｒｅｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｅ-ｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ．

[Keywords] Ｒｅｍｏｔｅ ｆｅｅｄｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ａｃｃｅｓｓ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ Ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃｈａｒｇｅ