隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國(guó)電信開(kāi)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(shí)，掉電問(wèn)題也伴隨著“光進(jìn)銅退”的建設(shè)并駕而來(lái)。如何保障農(nóng)村通信正常使用，如何解決備電問(wèn)題成為了當(dāng)下最大的問(wèn)題。

    中國(guó)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(lái)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(wèn)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(huì)影響一個(gè)片區(qū)數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)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(huì)造成一定的負(fù)面影響，不僅會(huì)影響客戶(hù)的話音業(yè)務(wù)，其他如傳真等也將受到影響。如對(duì)通信暢通非常敏感的村辦企業(yè)客戶(hù)，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(hù)滿(mǎn)意度下降。“光進(jìn)銅退”的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，用戶(hù)電路因市電停電而中斷的概率不斷增大，不僅影響了用戶(hù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且連用戶(hù)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(guò)采樣湖州市長(zhǎng)興縣2009年9、10兩個(gè)月的整個(gè)線路(不區(qū)分農(nóng)電和市電)運(yùn)行情況，統(tǒng)計(jì)顯示：9月，停電78次，總時(shí)長(zhǎng)569小時(shí)；10月，停電50次，總時(shí)長(zhǎng)306小時(shí)。

    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(shí)間的斷電現(xiàn)象；(2)農(nóng)電網(wǎng)的改造，通常會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間；(3)新農(nóng)村建設(shè)涉及的桿線搬遷，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的停電；(4)突發(fā)的電網(wǎng)故障導(dǎo)致的不可知停電。

    對(duì)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(dòng)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(shí)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(hù)的需求等級(jí)，一般情況下，純農(nóng)村區(qū)域可不考慮備電，在中國(guó)電信全業(yè)務(wù)情況下，可以用C網(wǎng)手機(jī)替代；部分無(wú)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(shí)，此類(lèi)區(qū)域需要進(jìn)行相應(yīng)的備電，保證幾個(gè)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(kāi)發(fā)區(qū)等。

    因此，在農(nóng)村的“光進(jìn)銅退”過(guò)程中需要進(jìn)行選擇性的備電。

    據(jù)EPON網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)，由于掉電引起的設(shè)備故障平均時(shí)長(zhǎng)1.89小時(shí)，其中最長(zhǎng)的10小時(shí)，最短的10分鐘。6小時(shí)以上占14%，1小時(shí)以下占71%。如能保證重點(diǎn)客戶(hù)6小時(shí)的備電，即可大幅降低由于電源問(wèn)題引起的客戶(hù)不滿(mǎn)，就能基本解決“光進(jìn)銅退”后電源問(wèn)題帶來(lái)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(duì)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(shí)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(shí)，由12V直流蓄電池供電。

    FTTHONU直接部署于用戶(hù)家中，原則上由用戶(hù)自行承擔(dān)ONU的日常維護(hù)，運(yùn)營(yíng)商主要對(duì)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(duì)于服務(wù)等級(jí)高、對(duì)業(yè)務(wù)可靠性要求高的客戶(hù)可提供備電保障；對(duì)于服務(wù)等級(jí)較低、更關(guān)注價(jià)格的用戶(hù)，可不提供ONU備電保障，或由用戶(hù)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(hù)類(lèi)型多樣，有普通農(nóng)村用戶(hù)，有廠礦企業(yè)用戶(hù)，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(dòng)、頻率抖動(dòng)、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(kāi)關(guān)電源與鉛酸電池的組合方式，ONU設(shè)備通常由開(kāi)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(duì)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(duì)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?xún)r(jià)比高的備電方案。

    中興通訊與湖州電信緊密合作，通過(guò)9806H新開(kāi)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(dòng)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(kāi)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(zhǎng)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(zhǎng)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(yǔ)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(hù)較多，特別是航管站，它使用POS機(jī)刷卡通航，停電時(shí)不能刷卡，船只無(wú)法通過(guò)船閘，用戶(hù)意見(jiàn)很大。

    針對(duì)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(yàn)情況：交流220V供電時(shí)，電池充電電壓53V；交流電中斷時(shí)，鐵鋰電池放電電壓51V，放電電流為1.4A，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試9806H實(shí)際功率為70W；放電2小時(shí)后，測(cè)試放電電壓在48V中心值。整個(gè)放電時(shí)間6小時(shí)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(yàn)結(jié)果看，該方案很好地解決了掉電問(wèn)題，用戶(hù)滿(mǎn)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(shì)也很明顯。由于鐵鋰電池只能對(duì)單個(gè)ONU進(jìn)行供電，因此當(dāng)單個(gè)ONU的容量越大，則每個(gè)用戶(hù)的成本越低。同樣，開(kāi)關(guān)電源的容量比較大，同時(shí)備電的ONU越多，成本越低。在備電的場(chǎng)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(jià)格會(huì)有大的降幅，使用空間會(huì)更大。

    3.試點(diǎn)研究結(jié)論

    開(kāi)關(guān)電源的備電時(shí)間比較長(zhǎng)，滿(mǎn)足建設(shè)容量較大場(chǎng)合的備電需求，適合在室內(nèi)機(jī)房有多個(gè)ONU集中放置的場(chǎng)景，但是后期對(duì)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(guò)中興公司的EPON網(wǎng)管，可對(duì)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(zhǎng)時(shí)間電力中斷時(shí)，如按傳統(tǒng)方式用油機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)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?chē)�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(zhǎng)時(shí)間備電需求的接入點(diǎn)，臨時(shí)用多個(gè)鐵鋰電池的并聯(lián)給設(shè)備長(zhǎng)供電，發(fā)揮流動(dòng)“發(fā)電機(jī)”的優(yōu)勢(shì)，不僅方便無(wú)噪聲，還可以快速解決斷電問(wèn)題。

    鐵鋰電池不僅適合農(nóng)村FTTN場(chǎng)景，也適合城區(qū)FTTN的場(chǎng)景，因農(nóng)村電源問(wèn)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(duì)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。■