接入網設備知識手冊
接入網設備有很多值得學習的地方，這里我們主要介紹接入網設備供電面臨的問題，包括介紹備用電池技術的新進展、以及接入網設備的饋電接口等方面，希望對大家了解這些設備有所幫助。
1 引言
在過去的三年中，經過中國電信總局和各地方電信部門的大力推動，我國的接入網建設得到極大發展，僅1998年就有數百萬線帶有公共開放業務節點接口的接入網設備在我國通信網中投入使用。這些接入設備主要包括：IDLC（綜合數字環路載波）設備、HDSL（高比特率數字用戶線）、ADSL（不對稱數字用戶線）、FWA（固定無線接入）、PON（無源光網絡）等接入設備。在接入數字段，大量使用了PDH、SDH等傳輸設備。隨著接入網建設的進一步加快，將有越來越多的設備工作在機房外，供電將是影響這些設備能否穩定可靠運行的一個重要因素。另外據統計，供電設施投資占整個通信網初期投資的10％～20％，網絡建成后，對供電設施的維護費用占全部維護費用的比例比這個數字還高。可見，接入網設備供電技術的發展將直接影響整個通信網的建設和運行維護成本。
2 接入網設備供電面臨的問題
在一個完整的接入網系統中，我們往往根據設備安放位置或實現功能的不同，將其分為局端設備和遠端設備或近端設備和遠端設備。隨著SDH、PDH傳輸系統越來越多地用在接入網數字段，原來意義上的局端設備或近端設備可能不再位于機房內，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，將接入網設備分為機房內設備和機房外設備更恰當些。如果某個接入網設備在機房內，則意味著有可靠的供電系統來對其饋電，供電的可靠性不是問題；如果該設備在機房外，供電問題就比較難解決。
我們對電信網的可靠性要求是大于99．99％，也就是說，每年由于通信網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電網可靠性統計資料的報道，但顯而易見，就是我國發達地區商業電網的可靠性也很難達到這個標準。在欠發達地區，離這個標準就差得更遠了。即使在歐美等發達國家，商業電網的可靠性也遠比電信網差，機房外設備供電系統的可靠性也是這些國家電信運營商面臨的一個頭疼問題。可見在目前這種狀況下，接入網機房外設備的供電不能只依靠商業電網。
3 目前的供電解決方案
目前我國在接入網設備建設中，對機房外設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點是：技術成熟、價格相對合理、已有大規模應用。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，電池發生泄漏時還可能損壞設備器件；二是電池使用壽命對環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常存在，為保證通信網不中斷，實際安裝的備用電池數量非常可觀。
遠供電解決方案的優點是：可靠性高，維護費用低；使通信網絡節點變小，更容易找到安放的地方；在節點處不需要電池或發電機。缺點是：一次性投入成本過高。另外，當饋電電纜與通信光纜燉電纜鋪設在一起時，為安全起見，需要對技術人員進行專門培訓，這也增加了電信局的運營成本。
4 備用電池技術的新進展
目前接入網機房外設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），且受環境影響大，在高溫干燥地區其使用壽命可能短至18個月。其次VRLA電池在高溫環境下或發生短路時可能發生爆炸，給操作維護人員和設備帶來威脅。最后是VRLA電池發生泄漏時，化學液體將嚴重損壞通信設備。基于以上原因，電池生產商已開發出多種VRLA電池的替代產品。表1列出了這些替代產品名稱，并對它們的性能進行了比較。
5 降低設備耗電
降低機房外設備的功耗不僅可節省設備耗電的費用，還可以減少備用電池的數量，降低對供電設施的維護費用。我國的電信網已成為世界第二大電信網，其耗電量每降低1％，由此帶來的效益數以千萬元計。因此，研究如何降低電信設備的功耗是非常有意義的。
隨著半導體設計技術和加工工藝的發展，電信設備的功耗越來越低。據統計，相同性能和容量的電信設備功耗比10年前下降60％～80％。但是由于采用的技術不一樣，來自不同廠家同樣容量和處理能力的設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接口用戶環路功耗也是降低接入網遠端設備功耗的一個行之有效的辦法。中國電信的相關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標準《接入網遠端設備Z接口指標要求》。制定該標準的目的之一就是降低接入網遠端設備的功耗。
考慮到我們所建設的接入網用戶線長度與傳統的銅線接入相比已大大縮短，一般從遠端設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，如果遠端設備此時還像傳統的交換機那樣給用戶環路饋電，顯然是一種浪費。因此在保證饋電電流的情況下，遠端設備的饋電電壓可以降低。在中國電信《接入網遠端設備Z接口指標要求》中，將對用戶環路的饋電電壓從－48 V降為－24 V，這樣整個用戶環路的功耗將降低50％～75％。
6 接入網設備的饋電接口
接入網設備的饋電接口的標準化問題已經在99vU-T中引起了不少相關人士的關注。在99vU-T SG13的1997年9月的會議上，就提出了規范接入設備饋電接口的問題，主要包括饋電源和饋電宿的互操作性、對接入網饋電端口進行網絡管理的信息轉移這兩個問題。SG13已決定將有關饋電接口的描述加入到相關的建議中。
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，規定了在接入網設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。該建議還準備對饋電源和饋電宿的其他特性提出要求。
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