一、概述

通信傳輸網(wǎng)絡中的供電系統(tǒng)在通信領域處于不可缺少的絕對重要地位，要求其為通信傳輸網(wǎng)絡提供充分、穩(wěn)定，而不引入任何干擾的優(yōu)質電能，也稱為饋電系統(tǒng)。通常通信傳輸網(wǎng)絡中的供電系統(tǒng)由供電設備（PSE，Power Supply Equipment）、輸電線路（PTL，Power Transmission Line）和用電設備（PD）等組成。PSE是提供電源的設備，PTL是輸送（饋送）電能的線路，也稱為饋電線路，而PD是使用其電源的設備，也常被稱為受電設備。例如，對于用戶接入網(wǎng)供電系統(tǒng)的要求可歸納為如下表1所示。

表1：對于用戶接入網(wǎng)供電系統(tǒng)的相關要求

二、供電系統(tǒng)的分類

通信傳輸網(wǎng)絡中的供電系統(tǒng)可分為高壓串行和低壓并行兩類。前者適用于通信系統(tǒng)的遠距離供電，可用于基于光纜干線網(wǎng)絡、基于PDH/SDH WDM光纜干線網(wǎng)和基于SDH/SONET WDM光纜用戶接入網(wǎng)；而后者用于通信系統(tǒng)的近距離供電，特別適用于基于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)（PoE，Power over Ethernet）的用戶接入網(wǎng)要求。

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三、高壓串行通信供電系統(tǒng)

高壓串行通信供電系統(tǒng)用于通信系統(tǒng)的遠距離供電，因此也稱為“遠供系統(tǒng)”。此類供電系統(tǒng)的主要特點是直流、高壓、串行。所稱的“直流”是指從PSE輸送出的是直流電壓，所稱的“高壓”是指從PSE輸送出的直流電壓高達幾百伏甚至于上千伏，所稱的“串行”是指各PD在通信供電系統(tǒng)中是一個串行負載，從PSE輸送出的直流高壓分別在每個用電設備上產(chǎn)生需要的電壓降。還應特別強調的一個重要特點，這就是小電流供電，由于高壓串行通信供電系統(tǒng)是用于通信系統(tǒng)的遠距離供電，過大的電流會在輸電線路上損失過多能量，從而降低系統(tǒng)的供電效率。在通信供電系統(tǒng)的設計中，首先明確用戶的要求并進行現(xiàn)場勘測，了解通信網(wǎng)絡的分布情況，各沿線節(jié)點（站點）的地理位置和周圍環(huán)境，以此作為供電系統(tǒng)的設計依據(jù)。從而確定通信供電系統(tǒng)的拓撲結構、主要性能參數(shù)，這其中要考慮一個PSE可負載的“用電設備”、要求的供電量和PD設備的數(shù)量、PTL采用的電纜選擇，要考慮可提供的電流和電壓能力，還要考慮PSE的尺寸和供電電壓的穩(wěn)定性和供電系統(tǒng)的可靠性等。

1、高壓串行供電系統(tǒng)的供電設備（PSE）

對于通信傳輸網(wǎng)絡的高壓串行供電系統(tǒng)的PSE，一般來說應滿足下表3-1-1的要求。下圖3-1是一種供電設備（PSE）的框圖，這是由兩個穩(wěn)定電流串聯(lián)連接的變換器和一個公共控制電路組成的電源設備，其供電設備PSE的技術性能參數(shù)詳見下表3-1-2。供電設備除其主要部分直流變換器外，通常還會有以下幾部分：

表3-1-1：通信傳輸網(wǎng)絡的高壓串行供電系統(tǒng)的PSE一般要求

圖3-1：高壓串行供電的PSE設備框圖

表3-1-2：高壓串行供電的PSE技術性能參數(shù)要求

●監(jiān)控電路：通常是采用一個監(jiān)控電路對于幾個直流變換器的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。

●報警電路：報警電路可對于直流變換器的故障狀態(tài)進行報警。監(jiān)控與報警電路都要有單獨的供電電源，以便發(fā)生故障時監(jiān)控與報警電路仍可保持正常工作。

●避雷器電路：通常在供電設備和輸電線路之間要有避雷器電路裝置，以保證供電設備的安全工作。

●其他配套設施：如果需要，在供電設備中還應有配線架（盤）、散熱裝置和防潮、防水及防火等措施。

2、關于輸電線路（PTL）

在供電系統(tǒng)的設計中，應盡量采用較高的傳輸電壓和盡可能小的傳輸電流，以減少電能在PTL中的損耗。為此，要仔細考慮在光纜中采用的輸電線路銅纜的組數(shù)和長度及截面積，以確定在極限溫度下各個節(jié)點（PD）之間的線路段的電阻和線路全長電阻，近而估算出在設計的電壓電流下其各線路段和線路全長上電能損耗。

在這里，根據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡中需要遠距離供電的節(jié)點數(shù)量、分布距離和每個節(jié)點需要提供的電功率，根據(jù)每個供電設備可提供的電功率等進行綜合考慮，來確定每個供電設備可供電的節(jié)點數(shù)量及在光纜中采用的輸電線路銅纜的組數(shù)和長度及截面積。

3、供電系統(tǒng)的技術性能參數(shù)

遠距離供電系統(tǒng)涉及到根據(jù)通信網(wǎng)絡（主要是SDH/SONET光纜網(wǎng)絡、銅線接入網(wǎng)絡等）的要求，確定供電系統(tǒng)的組成、每個供電系統(tǒng)需要供電的節(jié)點（用電設備）數(shù)量及每個需提供的電功率、各節(jié)點（用電設備）的分布、輸電線路的傳輸距離及估算得的傳輸電能損耗和提供的總電功率等。根據(jù)供電系統(tǒng)的總要求確定各供電設備的性能和數(shù)量、確定輸電線路的傳輸距離及傳輸電能損耗、確定供電系統(tǒng)的監(jiān)控與報警機構及可靠性措施，如供電設備和輸電線路都必須設置有一定的冗余度，在發(fā)生故障時可自動進行主備切換，以保證通信系統(tǒng)的不間斷供電。此外，供電系統(tǒng)要適合于通信系統(tǒng)環(huán)境，要有散熱和抵御惡劣環(huán)境的能力，有防水、防潮、防火和防雷電等的各種措施。

四、低壓并行通信供電系統(tǒng)

隨著集成技術的高度發(fā)展，對于通信供電系統(tǒng)需求總的趨勢是低電壓、大電流和高效率及小型化，隨之帶來的難題是對于系統(tǒng)可提供的穩(wěn)定電壓精度和變換效率要求更高、系統(tǒng)對于噪聲的抑制能力更強，此外由于供電設備的小型化還必須解決良好的散熱問題。

低壓并行通信供電系統(tǒng)用于短距離供電，因此成為局域網(wǎng)和用戶接入網(wǎng)主要采用的供電方式，如基于以太網(wǎng)的供電系統(tǒng)（PoE）。此類供電系統(tǒng)的主要特點是直流、低壓、并行和輸電距離短。所稱的“直流”是指從PSE設備輸送出的是直流電壓，所稱的“低壓”是指PSE設備輸送出的直流電壓一般在100V以下，所稱的“并行”是指各PD設備在供電系統(tǒng)中是以并行負載形式工作的，從PSE設備輸送到每個PD設備有相同的電壓。還應特別強調一個重要的特點，可提供相對較大的供電電流，由于此供電系統(tǒng)是用于接入網(wǎng)通信系統(tǒng)的短距離供電，因此較大的電流在輸電線路上損失的能量有限，是可以接受的，從而降低系統(tǒng)的供電效率并不太多。所稱的“短距離”是指PD設備和PSE設備之間的距離通常僅有幾十米或幾百米，在極特殊的情況下最長也不能超過10km。

在通信傳輸網(wǎng)絡供電系統(tǒng)的設計中，首先應明確用戶的要求并進行現(xiàn)場勘測，了解通信網(wǎng)絡的分布情況，各節(jié)點（PD）的地理位置和周圍環(huán)境，特別要了解PD設備與新標準的兼容性，以此作為供電系統(tǒng)的設計依據(jù)。從而確定通信供電系統(tǒng)的拓撲結構、主要性能參數(shù)，這其中要考慮一個PSE設備可負載的PD設備數(shù)量、輸電線路采用的電纜選擇，要考慮可提供的電流和電壓能力，還要考慮PSE設備的尺寸和供電電壓的穩(wěn)定性和供電系統(tǒng)的可靠性等。

對于PoE系統(tǒng)，PSE設備和PD設備可以是與IEEE 802.3af新標準兼容性的，也可以是非兼容性的；PSE設備可為各節(jié)點設備（PD）提供足夠的電能，并可有自動檢測其負載（PD）的變動情況及時調整其向PSE設備提供電能的功能；PD設備可以是有線以太網(wǎng)的網(wǎng)元設備（節(jié)點工作站、中繼器、網(wǎng)橋或交換機等）、無線以太網(wǎng)的接入點設備(AP)、IP電話和安全網(wǎng)絡攝像機等，但每個PD設備的耗電都必須在PSE設備允許的范圍之內；輸電線路采用有線以太網(wǎng)使用的電纜中的冗余芯線對或采用傳輸數(shù)據(jù)的線對，即和數(shù)據(jù)一起傳輸電功率。低壓并行以太網(wǎng)供電系統(tǒng)有和以太網(wǎng)一致的拓撲結構，即采用以中繼器為中心的星型拓撲結構，系統(tǒng)的主要性能參數(shù)應包括：供電電壓與電流、接入供電節(jié)點(PD)數(shù)量和輸電線情況（輸電電纜型號、輸電距離和輸電線對是專用的還是與數(shù)據(jù)線公用的）等。

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