保定地区试点项目光纤入户方案设计

【摘要】本文对试点入户小区方案的设计背景，关键技术，设计方案选择进行论述，目的是对本地区电力光纤入户工程方案设计进行规范化、标准化，为今后全面推开此类工程建设打下良好基础。

【关键词】光纤入户;方案设计;EPON技术

一、工程设计背景

目前，中国已建成世界上最大的、先进可靠的电力专用光纤通信网络，但总体上又呈现“骨干网强、接入网弱”、“高端强，低端弱”的态势，电网“最后一公里”的380V及220V用户接入网光纤化率极低，目前光纤接入占比仅0.14%。通过对电力光纤入户技术方案和经济性的分析，可以看出：电力光纤入户技术可行，实施容易，只要投入较少的费用把现有的技术进行适当整合和提升，就可以实现光纤到户和理想的宽带接入。同时，电力光纤到户与我国信息产业发展的各项政策、战略步伐，与世界信息产业技术的发展方向是完全同步和融合的。电力光纤入户还能够充分利用电力公司综合实力和成本优势，节约新建建筑小区光纤入户成本，实现能源流、信息流的高度集成和综合应用，抢占广电、电信运营商通道市场，收取租赁费，延伸服务范围，开拓新的业务领域和利润增长点。

二、关键应用技术

1.EPON技术

EPON（以太网无源光网络）是基于以太网的无源光网络，遵循载波侦听、多路访问的规则，通过单纤双向传输，资源利用率高。光纤到户采用PFTTH的接入方式和EPON体系结构组网，EPON系统主要由OLT和ONU设备组成，OLT布置在电力小区局端机房，ONU布置在用户端。

2.光/电分配技术

常规的低压分支柜只能对电缆进行分支，不能对其中的光缆进行分支。2011年由河北省电力公司研制的光电分配柜将原来单一的低压电缆分支柜和光缆分支箱结合为一体，将OPLC低压电缆在光电分配柜中进行分支，实现了电与电、光与光的集中分配，然后再经OPLC低压电缆输出，光电分配柜具有外形美观、结构紧凑、占用空间小、便于施工、节约电缆资源、光电集中管理与维护等特点。

3.OPLC技术

OPLC是一种将光单元复合在低压电力电缆内，具有电力传输和光通信传输组合的电缆，其适用于额定电压0.6/1kV及以下电压等级。

三、设计方案

（一）总体方案

本论文将对保定地区试点项目国宅花园小区开展方案设计，该小区是保定中国电谷智能电网综合建设工程的子项目“配电自动化”及“智能电网光纤到户的试点小区。

1.小区情况调查

（1）小区建筑情况

小区共12栋高层，均为板楼;电表分布为每层集中;总户数2009户。

（2）电力设施配套情况

高压外线：由两路10kV电缆及光纤引入。

配电室（开关站）：小区共设3个配电室，由10kV电缆引入总开闭所。

配电室至各楼：由各配电室出低压OPLC复合缆至各楼配电间，低压电缆采用三相四线制，敷设方式为‘井-管’式，电缆桥架敷设。

楼内分配电室：每栋居民楼地下一层设两个配电室：居民照明配电室和动力配电室。居民照明配电室内每楼每单元设1面分线配电柜，3#楼商业设一面分线柜;每楼动力配电室内设2面分线配电柜。

楼内分配电室至各户及用电点：楼内分配电室至居民各户采用三相预分支电缆。动力电表安装于楼内动力配电柜，电表以下电缆由用户自理。

（3）用户三网融合带宽需求

下行业务所需带宽（Mbps）：IPTV（10-12）、视频通信（2）、上网业务（4）、VoIP（200Kbps），总计接入带宽17-19Mbps。

上行业务所需带宽（Mbps）：语音、视频通信（2）、上网业务（1），总计接入带宽2M-4Mbps。

2.建设方案

依据板楼典型设计方案，制定电力光纤到户组网方案如下：

1#-12#楼光缆分配点设置在每栋楼负一层的楼宇配电间，并配置1个光缆交接箱，共计32个光缆交接箱。

（1）1#楼用户接入点

1#楼1单元32层，每层用户数为4户，共计128户。根据用户接入点规划原则：设置6个用户接入点。2单元同1单元。

（2）2#楼用户接入点

2#楼建筑结构与1#相同，接入点设置同1#楼。

（3）3#用户接入点

3#楼有2个单元，33层，每层用户数为4户，共计264户。按一个单元进行设计，其他单元参照执行。根据用户接入点规划原则：设置6个用户接入点。

（4）4#楼用户接入点

4#楼有2个单元，一单元28层，每层用户数为4户，共计112户;二单元26层，每层用户数为4户，共计102户。一单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。二单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。

（5）5#楼、9#楼用户接入点

5#楼有2个单元，28层。每层3户，合计168户。9#楼有1个单元，28层。每层3户，合计84户，按一个单元进行设计，其余单元参照执行，根据用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。

（6）6#楼用户接入点

6#楼共计2个单元，25层，每层用户数为3户，共计148户。按一个单元进行设计，其他单元参照执行。根据用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。

（7）7#楼用户接入点

7#楼共计1个单元，30层，每层用户数为2户，共计56户。根据用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。

（8）8#楼用户接入点

8#楼共计2个单元，17层，每层用户数为2户，共计68户。按一个单元进行设计，其他单元参照执行。根据用户接入点规划原则：设置3个用户接入点。

（9）10#楼和11#楼用户接入点

10#楼有2个的单元，一单元与二单元建筑结构相同，30层，每层用户数为3户，共计180户。11#楼有1个的单元，30层，每层用户数为3户，共计90户。按一个单元进行设计，其他单元参照执行。一单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。

（10）12#楼用户接入点

12#楼有3个的单元，一单元25层，每层用户数为3户，二单元和三单元25层，每层用户数为3户，共计231户。一单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。二单元和三单元用户接入点规划原则：设置5个用户接入点。

（11）幼儿园用户接入点

设置1个用户接入点。

（二）设备材料选型

1.线缆配置

（1）馈线光缆（主、分配电室到楼宇配电间或楼宇单元配电间）

采用三相复合低压电缆（OPLC）。按最大容量考虑，每单元用于承载用电信息采集纤芯数为6芯，承载三网融合业务纤芯数为6芯，考虑40%的冗余，为11.2芯，参考OPLC纤芯规格，可配置24芯OPLC。

（2）配线光缆（楼宇配电间或楼宇单元配电间到用户接入点）

采用管道光缆。按最大容量考虑，用于承载用电信息采集纤芯数为6芯，承载三网融合业务纤芯数为6芯，考虑40%的冗余，为5.6芯，参考管道光缆纤芯规格，可配置24芯管道光缆，共计118根。

（3）入户光缆（用户接入点到ONU终端）

共2100根2芯皮线光缆。

2.OLT配置

根据用电信息采集和三网融合业务PON口需求数量，考虑实际OLT技术指标，配置2台96口的OLT设备。

3.ONU终端

用电信息采集ONU配置：1-12#楼每个接入点设计用户不超过24户，故每个用户接入点配置1台ONU，ONU配置RS-485接口，使用485线串接各楼层的电能表。共需118台。1#、2#、3#配电室的公有负荷部分电能表分别按32（最大）考虑，需要配置3个ONU，1#、2#、3#配电室各一个，分别使用485线接入各自配电室公有部分计量点的电能表。三网融合ONU配置：1#-12#楼共计2009户，需要配置2009台ONU，按30%用户配置，需要配置602台ONU，放置在用户户内。

4.光分路器

用电信息采集光分路器配置：根据工程情况，配置3个1：32光分路器（一级分光）。三网融合光分路器应依据用户接入点的配置和容量进行配置：1-12#楼每个接入点设计用户不超过24户，全部采用一级分光，配置1：32光分路器，共需118台。

（三）细化设计

1.光缆敷设

馈线光缆路由：4#、5#、6#、11#、12#楼和幼儿园由1#配电室沿电缆沟、槽敷设至楼宇配电间，1#、2#、3#楼由1#配电室敷设至2#配电室至楼宇单元配电间。7#、8#、9#、10#楼由1#配电室敷设至3#配电室至每栋楼的楼宇单元配电间。

配线光缆路由：由楼宇单元配电间敷设至用户接入点。

2.设备放置

根据配电室布置图，选择合适的通信设备布置位置，做到强弱电分离，并预留足够操作空间。

3.光纤接续

光缆接续时需要采用光纤配线架（ODF），并配合分光器、皮线光缆，使用光纤热熔或冷接技术，实现光纤接续。光纤配线接续的主要节点情况包括：

（1）小区配电室光纤接续

图1 小区配电室光纤接续图

图中A点：将OPPC中光纤电缆分离，纤芯接入ODF;B点：将至各楼光纤复合低压电缆中光纤束管与电缆分离，纤芯接入ODF;C点：在交接箱内根据业务需求用光纤跳线跳接。

（2）楼宇配电柜处光纤接续

图2 楼宇配电柜光纤接续图

图中A点：将入楼光纤复合低压电缆中光纤束管与电缆分离，纤芯接入ODF;B点：将至楼层分线箱或单元分线箱光纤复合低压电缆中光纤束管与电缆分离，纤芯接入ODF;C点：在交接箱内根据业务需求加装相应分光比分光器，用光纤跳线跳接。

（3）楼层电表箱处光纤接续

图中A点：将光纤复合低压电缆中光纤与电缆分离，分为公用通道和专用通道两部分;B点：利用485线将光纤与光纤电表连接，并将485串接;C点：将光纤复合低压电缆中光纤与电缆分离利用光纤冷接子接入分光器;D点：利用光纤冷接子将光纤与分光器连接，出线经抄表ONU转换为485口;E点：将公用通道光纤纤芯接入分光器，并通过ODF配线。

图3 楼层电表箱光纤接续图

（4）户内光纤接续

图4 户内光纤接续图

图中A点：将入户光纤复合低压电缆中光纤与电缆分离，纤芯接入用户面板盒;B点：利用光纤跳线，将光纤接到用户ONU，经ONU转换成以太网（LAN）出口。

四、小结

通过对试点入户小区进行方案设计，争取做出本地区电力光纤入户工程方案的标准化设计，为今后全面推开此类工程建设打下良好基础。

其它在本阶段未解决的问题与难点将在今后进一步的学习和探讨中进行针对性的研究，争取通过本次方案设计为本地区电力光纤入户推进工作创造良好开端。

参考文献

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[6]河北省电力公司.电力光纤到户专题资料[Z].2012，03.

作者简介：

高会生（1963―），男，河北保定人，博士，华北电力大学教授，主要研究方向：通信网的管理和安全风险评估、信息处理。

荆慧丰（1982―），女，河北保定人，华北电力大学硕士，主要研究方向：电力系统通信。