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光电混合缆满足运营商网络建设新需求

时间:2013.12.26 字号
光电混合缆满足运营商网络建设新需求
        在3G通信网络建设中开始使用分布式基站或小型基站来完成网络深度覆盖,由于该类基站建站方便,费用低,网络覆盖效果好,日益受到重视;但同时物理站点数量大量增加,这样在组网建网过程中设备用电问题也就凸显出来,采用传统的就近取电、办电建站的费用较大,同时结合地方社会环境的不同还会增加许多办电的附加费用。同样,在FTTx建设中用户端ONT的取电也面临相同的问题。为了解决上述建网过程中存在的问题,我们采用光电混合缆产品,即无线射频拉远单元(RRU)用光电混合缆和接入网用光电混合缆产品,确保通信顺畅和供电安全。
  目前,市场上的光电混合缆根据产品特点和应用场合主要有用于本地拉远用的无线射频拉远单元(RRU)用光电混合缆和接入网用光电混合缆两大类。
 
  光电混合缆减少成本
  无线射频拉远单元(RRU)用光电混合缆
  射频拉远端(RRU)使用光纤完成基带传输和信号的接收,并由基站内部拉出电源线为RRU供电。目前,射频拉远单元一般使用分立的光纤和电缆,将其安装在导管中以提供机械保护及对闪电的电磁屏蔽。然而,考虑到杆塔路由资源稀缺,分立的光纤与电缆安装困难,为降低材料及敷设成本,减小敷设难度,光电混合缆便成为连接近端机和远端机的首选。考虑到设计混合缆的目的之一是降低敷设的成本,减小敷设的难度,一般光电混合缆外形为圆形层绞式。圆形结构使得光缆在各个方面都有优良的弹性,而由于光电混合缆中既包括光单元又包括电单元,其面积的不匹配往往导致光电混合缆内部不紧凑,这就使光电混合缆的布线方式有别于常规光缆,显得独特而严格,采用层绞式结构能有效改进光电混合缆内部“空”的问题,从而降低光电混合缆的布线要求,减小其敷设难度。
  除了敷设成本,另一个运营商所关注的问题就是光电混合缆的性能。毕竟如果这一新型连接方式达不到之前分立的光纤和电缆的性能,那么所谓的节支降本就根本无从谈起。由于射频拉远用光电混合缆具有垂直布线,应用距离短等特点,因此一般不考虑其阻水性能,且采用全干式结构以防止油膏滴入接头盒中影响安装和维护。
  一般而言,影响混合缆性能的参数有以下几个:
  光纤--光电混合缆作为连接RS与RRU传输信号的介质,应用的光纤主要是单模光纤,也可以是多模光纤,数量一般为2到4芯,这由需要传送的信号量决定。多数情况下光电混合缆连接的RRU负责覆盖一个扇形区,但是也有RRU覆盖整个区域的情形。由于射频拉远单元应用距离短,导线传输压降低,使得导线截面积较小,因此采用0.9mm紧套光纤芳纶加强子单元护套披覆结构。
  导体——各射频设备制造商对设备接入的电压要求大致是相同的,为48V直流电,可直接由机房稳压蓄电池提供,允许的最大压降一般为8V。RRU悬挂的杆塔高度从20m到100m不等,从安全性和压降的角度考虑,铜导线的尺寸取决于缆的长度。
  屏蔽层——光电混合缆中的屏蔽层主要用来减小闪电产生的感应电流等级,也用来最小化导体带来的一般的电磁噪声。屏蔽层一般加在缆芯的外部。屏蔽层由金属编织而成,组成的金属材料一般为铜丝或者不锈钢丝。在特定的区域,如高层建筑的低层深处、地下车库等没有闪电侵害隐患的地方布线时,考虑到成本因素,如果运营商没有要求,那么光电混合缆中也可不加屏蔽层。
  铠装层——在特殊的应用条件下,敷设环境对光电混合缆的抗拉伸、抗冲击等机械性能方面有较高的要求,因此须有铠装结构。铠装层可以加在缆芯的外部,也可以直接加在光单元的外部。铠装材料可以是金属或者非金属。
  外护套——射频拉远用光电混合缆在室内外均有应用。室外环境下,对混合缆有防紫外线,抗冲击及承受温度极值等的要求,外护套一般采用热塑性聚氨酯弹性塑胶(TPU);而在室内环境下,混合缆又须具有较高的阻燃性能,因此外护套一般为聚氯乙烯(PVC)或者低烟无卤材料(LSZH)。
 
  接入网用光电混合缆
  接入网用光电混合缆产品在通信行业内已经比较成熟,且形成了YD/T 2159-2010《接入网用光电混合缆》,其典型结构是将单模或多模光纤套入由高模量的聚脂材料做成的松套管中,套管内填充光纤油膏,同时加入一根或多根绝缘电缆与松套管一起绞合在中心加强件上形成缆芯,缆芯间隙应添加阻水物,缆芯外同时含有必要的隔离层,并根据应用场合光电混合缆可设计成单层铝带铠装护套或单层钢带铠装护套光缆用于管道、非自承式架空等场合敷设,如果光缆需要进行直埋敷设,其结构可设计为双层护套。
  总之,光电混合缆是一种新型的接入方式,它集光纤和馈电线于一体,同时解决光纤通信和设备用电问题,传输过程中光信号和电能传输不会发生相互干扰现象,既保留了普通光纤光缆的特性而且还能满足低压输电电缆的相关标准,其主要优点有:
  外径小,重量轻,占用空间小(通常情况下用多根线缆才能解决的系列问题,在此可以用一根光电混合缆来代替);
  客户采购成本低,施工费用低,网络建设费用低;
  具有优越的弯曲性能和良好的耐侧压性能,施工方便;
  同时提供多种传输技术,设备的适应性高、可扩展性强,产品适用面广;
  可提供巨大的带宽接入;
  节约成本,可将光纤作为预留之用,避免了二次布线;
  解决网络建设中设备用电问题,避免重复布放供电线路。
  
高压直流远供电助长距离通信
  虽然可以通过光电混合缆直接给远端设备供电和传输信息,但是因3G或FTTx建设中远端用的设备RRU或ONT往往与电源处距离较远,由于馈电线中存在线路损耗问题,且随着传输距离的加长而增大。因此,高压直流远供电无疑是解决长距离通信的最佳方案。高压直流远供电系统的原理是将机房内开关电源的48V直流电通过远供电源局端设备隔离升压到约200~400V直流高压,将直流高压电通过光电混合缆中馈电线传输到远端设备处,传输过程中电源处于对地悬浮状态,通过远端设备进行电压逆变,变换到远端设备所需电压(如DC48 V 或AC220V),最终实现远端设备正常通信。
  光电混合缆在结构设计过程中,主要是馈电线的截面积选取,馈电线的截面积与传输距离、用电设备功率、传输电压等级、远供电设备接收电压范围等有关,线缆设计完后,还需进一步验算线缆损耗,一般线缆损耗功率不超过远供局端设备输出功率的10%为宜。
  由于远供电源采用机房的不间断电源为接入电源,所以其本身为不间断电源,而远供系统的升压功能主要作用是减少传输线路的中的电功率损耗,远端设备的降压主要为通信设备提供稳定的工作电压。传输过程中采用光电混合缆的主要作用是将光路传输与电路传输复合到同一根缆上,减少二次施工带来的不必要的麻烦,同时也降低了采购成本和维护成本。
 
  行业竞争需完善
  光电混合缆产品最早出现是为解决短距离供电和通信应用而开发的,但是随着我国3G网络和FTTx发展的需求,远端设备或终端设备的供电问题变得越来越突出,各运营商从成本和安全等方面考虑,集光纤和馈电线于一体光电混合缆无疑是最好的选择,而远供电设备的引入正好满足运营商网络建设的新需求。通过直流高压远供系统实现长距离、安全、可靠的供电需求。2008年至今,国内光电混合缆产品需求突飞猛进,但是随至而来的问题是出现了恶性竞争,一些不规范、不达标的光电混合缆开始在市面上出现,如导线截面积不达标、绝缘层厚度不达标、隔热耐电压不达标等结构性缺陷或质量问题相继出现,这导致在高压直流供电过程中容易出现温度偏高导致的通信不稳、供电不稳、漏电等质量隐患,更有甚者因结构性缺陷而导致在维护时出现人员伤亡等重点安全事故。
  我公司从1998年开始就从事光电混合缆产品的开发和制造,近年来根据市场需求,联合远供电设备优秀企业进行高压直流远供方案的试点和推广,并成功运营多年,由于其安全、可靠、方便、成本低廉等优点,相信其将在物联网建设和4G时代具有更广阔的市场空间。