接入網(wǎng)設(shè)備知識手冊
接入網(wǎng)設(shè)備有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里我們主要介紹接入網(wǎng)設(shè)備供電面臨的問題，包括介紹備用電池技術(shù)的新進展、以及接入網(wǎng)設(shè)備的饋電接口等方面，希望對大家了解這些設(shè)備有所幫助。
1 引言
在過去的三年中，經(jīng)過中國電信總局和各地方電信部門的大力推動，我國的接入網(wǎng)建設(shè)得到極大發(fā)展，僅1998年就有數(shù)百萬線帶有公共開放業(yè)務(wù)節(jié)點接口的接入網(wǎng)設(shè)備在我國通信網(wǎng)中投入使用。這些接入設(shè)備主要包括：IDLC（綜合數(shù)字環(huán)路載波）設(shè)備、HDSL（高比特率數(shù)字用戶線）、ADSL（不對稱數(shù)字用戶線）、FWA（固定無線接入）、PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）等接入設(shè)備。在接入數(shù)字段，大量使用了PDH、SDH等傳輸設(shè)備。隨著接入網(wǎng)建設(shè)的進一步加快，將有越來越多的設(shè)備工作在機房外，供電將是影響這些設(shè)備能否穩(wěn)定可靠運行的一個重要因素。另外據(jù)統(tǒng)計，供電設(shè)施投資占整個通信網(wǎng)初期投資的10％～20％，網(wǎng)絡(luò)建成后，對供電設(shè)施的維護費用占全部維護費用的比例比這個數(shù)字還高。可見，接入網(wǎng)設(shè)備供電技術(shù)的發(fā)展將直接影響整個通信網(wǎng)的建設(shè)和運行維護成本。
2 接入網(wǎng)設(shè)備供電面臨的問題
在一個完整的接入網(wǎng)系統(tǒng)中，我們往往根據(jù)設(shè)備安放位置或?qū)崿F(xiàn)功能的不同，將其分為局端設(shè)備和遠端設(shè)備或近端設(shè)備和遠端設(shè)備。隨著SDH、PDH傳輸系統(tǒng)越來越多地用在接入網(wǎng)數(shù)字段，原來意義上的局端設(shè)備或近端設(shè)備可能不再位于機房內(nèi)，而是位于無人看守的機房外。因此僅從考慮供電問題這個角度來看，將接入網(wǎng)設(shè)備分為機房內(nèi)設(shè)備和機房外設(shè)備更恰當(dāng)些。如果某個接入網(wǎng)設(shè)備在機房內(nèi)，則意味著有可靠的供電系統(tǒng)來對其饋電，供電的可靠性不是問題；如果該設(shè)備在機房外，供電問題就比較難解決。
我們對電信網(wǎng)的可靠性要求是大于99．99％，也就是說，每年由于通信網(wǎng)的原因致使用戶不可用的時間累計不能超過53 min。目前筆者尚未見到我國商業(yè)電網(wǎng)可靠性統(tǒng)計資料的報道，但顯而易見，就是我國發(fā)達地區(qū)商業(yè)電網(wǎng)的可靠性也很難達到這個標(biāo)準(zhǔn)。在欠發(fā)達地區(qū)，離這個標(biāo)準(zhǔn)就差得更遠了。即使在歐美等發(fā)達國家，商業(yè)電網(wǎng)的可靠性也遠比電信網(wǎng)差，機房外設(shè)備供電系統(tǒng)的可靠性也是這些國家電信運營商面臨的一個頭疼問題?？梢娫谀壳斑@種狀況下，接入網(wǎng)機房外設(shè)備的供電不能只依靠商業(yè)電網(wǎng)。
3 目前的供電解決方案
目前我國在接入網(wǎng)設(shè)備建設(shè)中，對機房外設(shè)備的供電一般采取本地供電加備用電池這種方式。在歐美等發(fā)達國家，本地供電和遠供電兩種供電方式都存在。以上兩種供電解決方案各有利弊。本地供電解決方案的優(yōu)點是：技術(shù)成熟、價格相對合理、已有大規(guī)模應(yīng)用。缺點之一是維護費用高，更換新電池、處理舊電池所需費用可觀，安裝維護電池需要花費大量勞動力，電池發(fā)生泄漏時還可能損壞設(shè)備器件；二是電池使用壽命對環(huán)境氣候的依賴性較大，如VRLA電池最佳使用溫度為11℃以下，氣溫每升高10℃，電池壽命就減半；三是我國目前還是一個電力相對緊張的國家，在很多城市拉閘限電的情況經(jīng)常存在，為保證通信網(wǎng)不中斷，實際安裝的備用電池數(shù)量非常可觀。
遠供電解決方案的優(yōu)點是：可靠性高，維護費用低；使通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點變小，更容易找到安放的地方；在節(jié)點處不需要電池或發(fā)電機。缺點是：一次性投入成本過高。另外，當(dāng)饋電電纜與通信光纜燉電纜鋪設(shè)在一起時，為安全起見，需要對技術(shù)人員進行專門培訓(xùn)，這也增加了電信局的運營成本。
4 備用電池技術(shù)的新進展
目前接入網(wǎng)機房外設(shè)備的備用電池一般采用VRLA（Value-regulated Lead Acid）電池。這是因為VRLA電池具有高能量密度、低維護成本的特點。但VRLA電池也有其劣勢。首先是其使用壽命一般較短（5年左右），且受環(huán)境影響大，在高溫干燥地區(qū)其使用壽命可能短至18個月。其次VRLA電池在高溫環(huán)境下或發(fā)生短路時可能發(fā)生爆炸，給操作維護人員和設(shè)備帶來威脅。最后是VRLA電池發(fā)生泄漏時，化學(xué)液體將嚴(yán)重?fù)p壞通信設(shè)備。基于以上原因，電池生產(chǎn)商已開發(fā)出多種VRLA電池的替代產(chǎn)品。表1列出了這些替代產(chǎn)品名稱，并對它們的性能進行了比較。
5 降低設(shè)備耗電
降低機房外設(shè)備的功耗不僅可節(jié)省設(shè)備耗電的費用，還可以減少備用電池的數(shù)量，降低對供電設(shè)施的維護費用。我國的電信網(wǎng)已成為世界第二大電信網(wǎng)，其耗電量每降低1％，由此帶來的效益數(shù)以千萬元計。因此，研究如何降低電信設(shè)備的功耗是非常有意義的。
隨著半導(dǎo)體設(shè)計技術(shù)和加工工藝的發(fā)展，電信設(shè)備的功耗越來越低。據(jù)統(tǒng)計，相同性能和容量的電信設(shè)備功耗比10年前下降60％～80％。但是由于采用的技術(shù)不一樣，來自不同廠家同樣容量和處理能力的設(shè)備的功耗有時可能相差2到3倍。
目前我國絕大部分電信用戶為普通電話用戶。因此，降低Z接口用戶環(huán)路功耗也是降低接入網(wǎng)遠端設(shè)備功耗的一個行之有效的辦法。中國電信的相關(guān)主管部門早就意識到這個問題，目前已組織制定出中國電信企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《接入網(wǎng)遠端設(shè)備Z接口指標(biāo)要求》。制定該標(biāo)準(zhǔn)的目的之一就是降低接入網(wǎng)遠端設(shè)備的功耗。
考慮到我們所建設(shè)的接入網(wǎng)用戶線長度與傳統(tǒng)的銅線接入相比已大大縮短，一般從遠端設(shè)備到用戶終端的用戶線長度基本上不超過1 km（在這里不討論極端情況），用戶線直流電阻小于200 Ω，如果遠端設(shè)備此時還像傳統(tǒng)的交換機那樣給用戶環(huán)路饋電，顯然是一種浪費。因此在保證饋電電流的情況下，遠端設(shè)備的饋電電壓可以降低。在中國電信《接入網(wǎng)遠端設(shè)備Z接口指標(biāo)要求》中，將對用戶環(huán)路的饋電電壓從－48 V降為－24 V，這樣整個用戶環(huán)路的功耗將降低50％～75％。
6 接入網(wǎng)設(shè)備的饋電接口
接入網(wǎng)設(shè)備的饋電接口的標(biāo)準(zhǔn)化問題已經(jīng)在99vU-T中引起了不少相關(guān)人士的關(guān)注。在99vU-T SG13的1997年9月的會議上，就提出了規(guī)范接入設(shè)備饋電接口的問題，主要包括饋電源和饋電宿的互操作性、對接入網(wǎng)饋電端口進行網(wǎng)絡(luò)管理的信息轉(zhuǎn)移這兩個問題。SG13已決定將有關(guān)饋電接口的描述加入到相關(guān)的建議中。
饋電電壓越高，電能傳送的效率就越高。但從安全的角度來考慮要限制電壓和功率值。因此在饋電源和饋電宿的互操作性這一部分中，規(guī)定了在接入網(wǎng)設(shè)備中僅使用兩種饋電接口，它們分別是48VDC接口和130VDC接口，對這兩種接口的要求見表2。該建議還準(zhǔn)備對饋電源和饋電宿的其他特性提出要求。
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