农村电源问题成瓶颈 湖州电信研讨“光进铜退”

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。

编辑小宇

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