隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國電信開始大規(guī)模推進(jìn)農(nóng)村“光進(jìn)銅退”建設(shè)，加速農(nóng)村通信設(shè)備的發(fā)展。此時，掉電問題也伴隨著“光進(jìn)銅退”的建設(shè)并駕而來。如何保障農(nóng)村通信正常使用，如何解決備電問題成為了當(dāng)下最大的問題。
中國電信湖州分公司作為湖州市新農(nóng)村信息化建設(shè)的主力軍，近年來持續(xù)加大農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的投入，積極引入EPON技術(shù)進(jìn)行農(nóng)村的“光進(jìn)銅退”建設(shè)，打造農(nóng)村信息高速公路，讓農(nóng)民朋友共享信息文明新成果，為農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展保駕護(hù)航。
湖州農(nóng)村電源問題及影響分析
農(nóng)村“光進(jìn)銅退”的改造使接入節(jié)點(diǎn)下沉，增加了大量有源節(jié)點(diǎn)，一旦一條主線停電，會影響一個片區(qū)數(shù)十個甚至數(shù)百個節(jié)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)中斷，不但影響業(yè)務(wù)收入，而且會造成一定的負(fù)面影響，不僅會影響客戶的話音業(yè)務(wù)，其他如傳真等也將受到影響。如對通信暢通非常敏感的村辦企業(yè)客戶，一旦因掉電使其信息傳遞中斷，與原有感知反差極大，使客戶滿意度下降。“光進(jìn)銅退”的應(yīng)用越來越廣泛，用戶電路因市電停電而中斷的概率不斷增大，不僅影響了用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且連用戶一直認(rèn)為永不中斷的話音業(yè)務(wù)也受到影響。
首先分析湖州電網(wǎng)的運(yùn)行情況。
通過采樣湖州市長興縣2009年9、10兩個月的整個線路(不區(qū)分農(nóng)電和市電)運(yùn)行情況，統(tǒng)計顯示：9月，停電78次，總時長569小時；10月，停電50次，總時長306小時。
引起電網(wǎng)停電的原因歸納為：(1)正常的電網(wǎng)維修，引起不定時間的斷電現(xiàn)象；(2)農(nóng)電網(wǎng)的改造，通常會持續(xù)較長時間；(3)新農(nóng)村建設(shè)涉及的桿線搬遷，導(dǎo)致長時間的停電；(4)突發(fā)的電網(wǎng)故障導(dǎo)致的不可知停電。
對設(shè)備掉電重啟原因進(jìn)行分析，主要由三方面引起：(1)農(nóng)村廠礦企業(yè)附近電壓波動很大，超出了設(shè)備承受范圍；(2)湖州山區(qū)雷電頻繁，由于雷電引起的斷電情況時有發(fā)生；(3)設(shè)備自身的故障引起的掉電。
分析農(nóng)村區(qū)域用戶的需求等級，一般情況下，純農(nóng)村區(qū)域可不考慮備電，在中國電信全業(yè)務(wù)情況下，可以用C網(wǎng)手機(jī)替代；部分無其他通信手段替代的區(qū)域，如某些農(nóng)村，白天只有老人居住，一旦出現(xiàn)緊急情況，固話是唯一通信方式時，此類區(qū)域需要進(jìn)行相應(yīng)的備電，保證幾個緊急用固話的暢通。備電的重點(diǎn)是農(nóng)村區(qū)域的廠礦企業(yè)、開發(fā)區(qū)等。
因此，在農(nóng)村的“光進(jìn)銅退”過程中需要進(jìn)行選擇性的備電。
據(jù)EPON網(wǎng)管統(tǒng)計，由于掉電引起的設(shè)備故障平均時長1.89小時，其中最長的10小時，最短的10分鐘。6小時以上占14%，1小時以下占71%。如能保證重點(diǎn)客戶6小時的備電，即可大幅降低由于電源問題引起的客戶不滿，就能基本解決“光進(jìn)銅退”后電源問題帶來的困擾。
備電方案分析
目前，湖州農(nóng)村區(qū)域的“光進(jìn)銅退”建設(shè)模式，主要為FTTH、FTTN兩種模式，因此，對應(yīng)的ONU備電思路和方式也有所不同。
FTTH備電方案
FTTHONU普遍采用外置220V轉(zhuǎn)12V的電源適配器供電方式，因此FTTH的備電主要在電源適配器上實(shí)現(xiàn)。電源適配器上集成蓄電池和管理模塊，正常情況下電源適配器接220V市電，為ONU提供12V供電，同時為12V直流蓄電池充電并進(jìn)行管理，在220V交流供電故障中斷時，由12V直流蓄電池供電。
FTTHONU直接部署于用戶家中，原則上由用戶自行承擔(dān)ONU的日常維護(hù)，運(yùn)營商主要對ONU進(jìn)行遠(yuǎn)程的業(yè)務(wù)配置、設(shè)備管理和故障處理等。因此，F(xiàn)TTH的備電應(yīng)采取差異化服務(wù)的策略，對于服務(wù)等級高、對業(yè)務(wù)可靠性要求高的客戶可提供備電保障；對于服務(wù)等級較低、更關(guān)注價格的用戶，可不提供ONU備電保障，或由用戶自行選擇是否備電。
FTTN備電方案
FTTN是目前湖州農(nóng)村區(qū)域采用的主要模式，F(xiàn)TTN節(jié)點(diǎn)所帶用戶類型多樣，有普通農(nóng)村用戶，有廠礦企業(yè)用戶，設(shè)備往往從民用電網(wǎng)或農(nóng)電網(wǎng)取電，供電質(zhì)量參差不齊，電壓波動、頻率抖動、電網(wǎng)諧波嚴(yán)重的情況非常普遍，所以課題小組重點(diǎn)研究農(nóng)村FTTN備電方案。
FTTN備電一般采用開關(guān)電源與鉛酸電池的組合方式，ONU設(shè)備通常由開關(guān)電源進(jìn)行直流供電，由于鉛酸電池的體積和重量很大，且對環(huán)境溫度的要求較高，一般只適合于有較好條件的室內(nèi)機(jī)房。對于大量的農(nóng)村“光進(jìn)銅退”室外節(jié)點(diǎn)，機(jī)柜空間和環(huán)境條件都不適合鉛酸電池使用，因此湖州電信急需尋找一種適應(yīng)能力強(qiáng)，性價比高的備電方案。
中興通訊與湖州電信緊密合作，通過9806H新開發(fā)出的交直流雙供板，提出了FTTN模式下的磷酸鐵鋰電池備電解決方案。
ZXA104810磷酸鐵鋰電池體積為19英寸1U高，電壓-48V，提供10AH電流，適應(yīng)溫度范圍在-25℃～65℃之間。
方案中，正常情況下由220V市電給9806H供電，設(shè)備掉電或者電壓波動情況下，鐵鋰電池起到后備電源和穩(wěn)壓的作用。在市電恢復(fù)后，由9806H給鐵鋰電池充電，鐵鋰電池負(fù)責(zé)自身的電池管理。這種方式不僅省去了開關(guān)電源，大大節(jié)省了空間，特別是室外機(jī)柜的空間，而且較長的使用壽命也大大降低了后期的維護(hù)成本。
中興通訊鐵鋰電池備電方案應(yīng)用
1.備電試點(diǎn)
課題組選取了湖州市長興縣排田漾FTTN室外節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鐵鋰電池備電方案試點(diǎn)。
該網(wǎng)點(diǎn)采用室外機(jī)柜，設(shè)備為中興9806H，語音容量144線，實(shí)裝96線；寬帶容量24線，實(shí)裝23線。由于該網(wǎng)點(diǎn)所帶企業(yè)用戶較多，特別是航管站，它使用POS機(jī)刷卡通航，停電時不能刷卡，船只無法通過船閘，用戶意見很大。
針對以上情況，傳統(tǒng)的鉛酸電池?zé)o法安置在室外機(jī)柜里，但鐵鋰電池非常合適，鐵鋰電池直接安裝在19英寸的室外機(jī)柜中，配合使用9806H的交直流板，解決該點(diǎn)的備電難題。
試驗情況：交流220V供電時，電池充電電壓53V；交流電中斷時，鐵鋰電池放電電壓51V，放電電流為1.4A，現(xiàn)場測試9806H實(shí)際功率為70W；放電2小時后，測試放電電壓在48V中心值。整個放電時間6小時40分，之后電池電壓約為42V，電池進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。
從實(shí)驗結(jié)果看，該方案很好地解決了掉電問題，用戶滿意度大幅提升。
2.成本分析
與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比，鐵鋰電池不僅集成了電池管理功能，在體積、重量、環(huán)保、人工維護(hù)成本方面優(yōu)勢也很明顯。由于鐵鋰電池只能對單個ONU進(jìn)行供電，因此當(dāng)單個ONU的容量越大，則每個用戶的成本越低。同樣，開關(guān)電源的容量比較大，同時備電的ONU越多，成本越低。在備電的場景下，每線一般需要增加30元左右的成本。由于鐵鋰電池是新型能源，規(guī)模使用之后，價格會有大的降幅，使用空間會更大。
3.試點(diǎn)研究結(jié)論
開關(guān)電源的備電時間比較長，滿足建設(shè)容量較大場合的備電需求，適合在室內(nèi)機(jī)房有多個ONU集中放置的場景，但是后期對鉛酸電池的維護(hù)成本較高；鐵鋰電池適合安裝在室外機(jī)柜，通過中興公司的EPON網(wǎng)管，可對鐵鋰電池進(jìn)行監(jiān)控和管理(顯示電池低壓告警等)，使得后期維護(hù)成本大大降低。
另外，當(dāng)突發(fā)較長時間電力中斷時，如按傳統(tǒng)方式用油機(jī)到現(xiàn)場發(fā)電，不僅增加了人力成本，油機(jī)發(fā)出的噪聲也影響周圍群眾的正常生活；如果維護(hù)單位能多配置幾塊鐵鋰電池做備用，在偶然有長時間備電需求的接入點(diǎn)，臨時用多個鐵鋰電池的并聯(lián)給設(shè)備長供電，發(fā)揮流動“發(fā)電機(jī)”的優(yōu)勢，不僅方便無噪聲，還可以快速解決斷電問題。
鐵鋰電池不僅適合農(nóng)村FTTN場景，也適合城區(qū)FTTN的場景，因農(nóng)村電源問題往往比城市地區(qū)多，出現(xiàn)的故障也更具代表性，因此對農(nóng)村備電的研究和探索，也為城區(qū)的備電解決提供了應(yīng)用成果�！�
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