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电源问题成瓶颈 湖州电信研讨“光进铜退”

来源:通信产业报
2009年12月30日15:54

  【通信产业网讯】(作者:浙江电信湖州分公司副总经理 嵇宇成 中兴通讯固网产品市场总监 于金峰)中国电信大规模推进农村“光进铜退”建设,面对农村“光进铜退”之后因掉电引起的通信网质量问题,湖州电信与中兴通讯紧密合作,正致力于研发更完善的网点备电解决方案,打造中国一流的信息高速公路。

  中国电信湖州分公司作为湖州市新农村信息化建设的主力军,近年来持续加大农村基础设施的投入,积极引入EPON技术进行农村的“光进铜退”建设,打造农村信息高速公路,让农民朋友共享信息文明新成果,为农村的经济发展保驾护航。

  但是,在农村的“光进铜退”推广过程中,电源的不稳定影响了农村通信网的运行质量,给农村信息高速公路的建设带来了很大的阻力。如何解决农村“光进铜退”过程中的电源问题,是摆在湖州电信面前一个非常棘手的问题。为此,湖州电信与中兴通讯于2009年9月,联合成立了“光进铜退”课题小组,对农村的备电问题进行了探索和研究。

  湖州农村电源问题及影响分析

  农村“光进铜退”的改造使接入节点下沉,增加了大量有源节点,一旦一条主线停电,会影响一个片区数十个甚至数百个节点的通信网络中断,不但影响业务收入,而且会造成一定的负面影响,不仅会影响客户的话音业务,其他如传真等也将受到影响。如对通信畅通非常敏感的村办企业客户,一旦因掉电使其信息传递中断,与原有感知反差极大,使客户满意度下降。“光进铜退”的应用越来越广泛,用户电路因市电停电而中断的概率不断增大,不仅影响了用户的数据业务,而且连用户一直认为永不中断的话音业务也受到影响。

  首先分析湖州电网的运行情况。

  通过采样湖州市长兴县2009年9、10两个月的整个线路(不区分农电和市电)运行情况,统计显示:9月,停电78次,总时长569小时;10月,停电50次,总时长306小时。

  引起电网停电的原因归纳为:(1)正常的电网维修,引起不定时间的断电现象;(2)农电网的改造,通常会持续较长时间;(3)新农村建设涉及的杆线搬迁,导致长时间的停电;(4)突发的电网故障导致的不可知停电。

  对设备掉电重启原因进行分析,主要由三方面引起:(1)农村厂矿企业附近电压波动很大,超出了设备承受范围;(2)湖州山区雷电频繁,由于雷电引起的断电情况时有发生;(3)设备自身的故障引起的掉电。

  分析农村区域用户的需求等级,一般情况下,纯农村区域可不考虑备电,在中国电信全业务情况下,可以用C网手机替代;部分无其他通信手段替代的区域,如某些农村,白天只有老人居住,一旦出现紧急情况,固话是唯一通信方式时,此类区域需要进行相应的备电,保证几个紧急用固话的畅通。备电的重点是农村区域的厂矿企业、开发区等。

  因此,在农村的“光进铜退”过程中需要进行选择性的备电。

  据EPON网管统计,由于掉电引起的设备故障平均时长1.89小时,其中最长的10小时,最短的10分钟。6小时以上占14%,1小时以下占71%。如能保证重点客户6小时的备电,即可大幅降低由于电源问题引起的客户不满,就能基本解决“光进铜退”后电源问题带来的困扰。

  备电方案分析

  目前,湖州农村区域的“光进铜退”建设模式,主要为FTTH、FTTN两种模式,因此,对应的ONU备电思路和方式也有所不同。

  FTTH备电方案

  FTTHONU普遍采用外置220V转12V的电源适配器供电方式,因此FTTH的备电主要在电源适配器上实现。电源适配器上集成蓄电池和管理模块,正常情况下电源适配器接220V市电,为ONU提供12V供电,同时为12V直流蓄电池充电并进行管理,在220V交流供电故障中断时,由12V直流蓄电池供电。

  FTTHONU直接部署于用户家中,原则上由用户自行承担ONU的日常维护,运营商主要对ONU进行远程的业务配置、设备管理和故障处理等。因此,FTTH的备电应采取差异化服务的策略,对于服务等级高、对业务可靠性要求高的客户可提供备电保障;对于服务等级较低、更关注价格的用户,可不提供ONU备电保障,或由用户自行选择是否备电。

  FTTN备电方案

  FTTN是目前湖州农村区域采用的主要模式,FTTN节点所带用户类型多样,有普通农村用户,有厂矿企业用户,设备往往从民用电网或农电网取电,供电质量参差不齐,电压波动、频率抖动、电网谐波严重的情况非常普遍,所以课题小组重点研究农村FTTN备电方案。

  FTTN备电一般采用开关电源与铅酸电池的组合方式,ONU设备通常由开关电源进行直流供电,由于铅酸电池的体积和重量很大,且对环境温度的要求较高,一般只适合于有较好条件的室内机房。对于大量的农村“光进铜退”室外节点,机柜空间和环境条件都不适合铅酸电池使用,因此湖州电信急需寻找一种适应能力强,性价比高的备电方案。

  中兴通讯与湖州电信紧密合作,通过9806H新开发出的交直流双供板,提出了FTTN模式下的磷酸铁锂电池备电解决方案。

  ZXA104810磷酸铁锂电池体积为19英寸1U高,电压-48V,提供10AH电流,适应温度范围在-25℃~65℃之间。

  方案中,正常情况下由220V市电给9806H供电,设备掉电或者电压波动情况下,铁锂电池起到后备电源和稳压的作用。在市电恢复后,由9806H给铁锂电池充电,铁锂电池负责自身的电池管理。这种方式不仅省去了开关电源,大大节省了空间,特别是室外机柜的空间,而且较长的使用寿命也大大降低了后期的维护成本。

  中兴通讯铁锂电池备电方案应用

  1.备电试点

  课题组选取了湖州市长兴县排田漾FTTN室外节点进行铁锂电池备电方案试点。

  该网点采用室外机柜,设备为中兴9806H,语音容量144线,实装96线;宽带容量24线,实装23线。由于该网点所带企业用户较多,特别是航管站,它使用POS机刷卡通航,停电时不能刷卡,船只无法通过船闸,用户意见很大。

  针对以上情况,传统的铅酸电池无法安置在室外机柜里,但铁锂电池非常合适,铁锂电池直接安装在19英寸的室外机柜中,配合使用9806H的交直流板,解决该点的备电难题。

  试验情况:交流220V供电时,电池充电电压53V;交流电中断时,铁锂电池放电电压51V,放电电流为1.4A,现场测试9806H实际功率为70W;放电2小时后,测试放电电压在48V中心值。整个放电时间6小时40分,之后电池电压约为42V,电池进入保护状态。

  从实验结果看,该方案很好地解决了掉电问题,用户满意度大幅提升。

  2.成本分析

  与传统的铅酸蓄电池相比,铁锂电池不仅集成了电池管理功能,在体积、重量、环保、人工维护成本方面优势也很明显。由于铁锂电池只能对单个ONU进行供电,因此当单个ONU的容量越大,则每个用户的成本越低。同样,开关电源的容量比较大,同时备电的ONU越多,成本越低。在备电的场景下,每线一般需要增加30元左右的成本。由于铁锂电池是新型能源,规模使用之后,价格会有大的降幅,使用空间会更大。

  3.试点研究结论

  开关电源的备电时间比较长,满足建设容量较大场合的备电需求,适合在室内机房有多个ONU集中放置的场景,但是后期对铅酸电池的维护成本较高;铁锂电池适合安装在室外机柜,通过中兴公司的EPON网管,可对铁锂电池进行监控和管理(显示电池低压告警等),使得后期维护成本大大降低。

  另外,当突发较长时间电力中断时,如按传统方式用油机到现场发电,不仅增加了人力成本,油机发出的噪声也影响周围群众的正常生活;如果维护单位能多配置几块铁锂电池做备用,在偶然有长时间备电需求的接入点,临时用多个铁锂电池的并联给设备长供电,发挥流动“发电机”的优势,不仅方便无噪声,还可以快速解决断电问题。

  铁锂电池不仅适合农村FTTN场景,也适合城区FTTN的场景,因农村电源问题往往比城市地区多,出现的故障也更具代表性,因此对农村备电的研究和探索,也为城区的备电解决提供了应用成果。

  

责任编辑:宿艺
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