一、概述

通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中的供電系統(tǒng)在通信領(lǐng)域處于不可缺少的絕對(duì)重要地位，要求其為通信傳輸網(wǎng)絡(luò)提供充分、穩(wěn)定，而不引入任何干擾的優(yōu)質(zhì)電能，也稱為饋電系統(tǒng)。通常通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中的供電系統(tǒng)由供電設(shè)備（PSE，Power Supply Equipment）、輸電線路（PTL，Power Transmission Line）和用電設(shè)備（PD）等組成。PSE是提供電源的設(shè)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(shè)備，也常被稱為受電設(shè)備。例如，對(duì)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(duì)于用戶接入網(wǎng)供電系統(tǒng)的相關(guān)要求

二、供電系統(tǒng)的分類(lèi)

通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中的供電系統(tǒng)可分為高壓串行和低壓并行兩類(lèi)。前者適用于通信系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離供電，可用于基于光纜干線網(wǎng)絡(luò)、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(yuǎn)距離供電，因此也稱為“遠(yuǎn)供系統(tǒng)”。此類(lèi)供電系統(tǒng)的主要特點(diǎn)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(dá)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(gè)串行負(fù)載，從PSE輸送出的直流高壓分別在每個(gè)用電設(shè)備上產(chǎn)生需要的電壓降。還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)的一個(gè)重要特點(diǎn)，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(yuǎn)距離供電，過(guò)大的電流會(huì)在輸電線路上損失過(guò)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(shè)計(jì)中，首先明確用戶的要求并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，了解通信網(wǎng)絡(luò)的分布情況，各沿線節(jié)點(diǎn)（站點(diǎn)）的地理位置和周?chē)h(huán)境，以此作為供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)。從而確定通信供電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主要性能參數(shù)，這其中要考慮一個(gè)PSE可負(fù)載的“用電設(shè)備”、要求的供電量和PD設(shè)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(shè)備（PSE）

對(duì)于通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的高壓串行供電系統(tǒng)的PSE，一般來(lái)說(shuō)應(yīng)滿足下表3-1-1的要求。下圖3-1是一種供電設(shè)備（PSE）的框圖，這是由兩個(gè)穩(wěn)定電流串聯(lián)連接的變換器和一個(gè)公共控制電路組成的電源設(shè)備，其供電設(shè)備PSE的技術(shù)性能參數(shù)詳見(jiàn)下表3-1-2。供電設(shè)備除其主要部分直流變換器外，通常還會(huì)有以下幾部分：

表3-1-1：通信傳輸網(wǎng)絡(luò)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(shè)備框圖

表3-1-2：高壓串行供電的PSE技術(shù)性能參數(shù)要求

●監(jiān)控電路：通常是采用一個(gè)監(jiān)控電路對(duì)于幾個(gè)直流變換器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

●報(bào)警電路：報(bào)警電路可對(duì)于直流變換器的故障狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警。監(jiān)控與報(bào)警電路都要有單獨(dú)的供電電源，以便發(fā)生故障時(shí)監(jiān)控與報(bào)警電路仍可保持正常工作。

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

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

2、關(guān)于輸電線路（PTL）

在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)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(xì)考慮在光纜中采用的輸電線路銅纜的組數(shù)和長(zhǎng)度及截面積，以確定在極限溫度下各個(gè)節(jié)點(diǎn)（PD）之間的線路段的電阻和線路全長(zhǎng)電阻，近而估算出在設(shè)計(jì)的電壓電流下其各線路段和線路全長(zhǎng)上電能損耗。

在這里，根據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中需要遠(yuǎn)距離供電的節(jié)點(diǎn)數(shù)量、分布距離和每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要提供的電功率，根據(jù)每個(gè)供電設(shè)備可提供的電功率等進(jìn)行綜合考慮，來(lái)確定每個(gè)供電設(shè)備可供電的節(jié)點(diǎn)數(shù)量及在光纜中采用的輸電線路銅纜的組數(shù)和長(zhǎng)度及截面積。

3、供電系統(tǒng)的技術(shù)性能參數(shù)

遠(yuǎn)距離供電系統(tǒng)涉及到根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（主要是SDH/SONET光纜網(wǎng)絡(luò)、銅線接入網(wǎng)絡(luò)等）的要求，確定供電系統(tǒng)的組成、每個(gè)供電系統(tǒng)需要供電的節(jié)點(diǎn)（用電設(shè)備）數(shù)量及每個(gè)需提供的電功率、各節(jié)點(diǎn)（用電設(shè)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(shè)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(bào)警機(jī)構(gòu)及可靠性措施，如供電設(shè)備和輸電線路都必須設(shè)置有一定的冗余度，在發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)進(jìn)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(shù)的高度發(fā)展，對(duì)于通信供電系統(tǒng)需求總的趨勢(shì)是低電壓、大電流和高效率及小型化，隨之帶來(lái)的難題是對(duì)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(duì)于噪聲的抑制能力更強(qiáng)，此外由于供電設(shè)備的小型化還必須解決良好的散熱問(wèn)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(lèi)供電系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是直流、低壓、并行和輸電距離短。所稱的“直流”是指從PSE設(shè)備輸送出的是直流電壓，所稱的“低壓”是指PSE設(shè)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(shè)備在供電系統(tǒng)中是以并行負(fù)載形式工作的，從PSE設(shè)備輸送到每個(gè)PD設(shè)備有相同的電壓。還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)一個(gè)重要的特點(diǎn)，可提供相對(duì)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(shè)備和PSE設(shè)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(zhǎng)也不能超過(guò)10km。

在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)明確用戶的要求并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，了解通信網(wǎng)絡(luò)的分布情況，各節(jié)點(diǎn)（PD）的地理位置和周?chē)h(huán)境，特別要了解PD設(shè)備與新標(biāo)準(zhǔn)的兼容性，以此作為供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)。從而確定通信供電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主要性能參數(shù)，這其中要考慮一個(gè)PSE設(shè)備可負(fù)載的PD設(shè)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(shè)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(duì)于PoE系統(tǒng)，PSE設(shè)備和PD設(shè)備可以是與IEEE 802.3af新標(biāo)準(zhǔn)兼容性的，也可以是非兼容性的；PSE設(shè)備可為各節(jié)點(diǎn)設(shè)備（PD）提供足夠的電能，并可有自動(dòng)檢測(cè)其負(fù)載（PD）的變動(dòng)情況及時(shí)調(diào)整其向PSE設(shè)備提供電能的功能；PD設(shè)備可以是有線以太網(wǎng)的網(wǎng)元設(shè)備（節(jié)點(diǎn)工作站、中繼器、網(wǎng)橋或交換機(jī)等）、無(wú)線以太網(wǎng)的接入點(diǎn)設(shè)備(AP)、IP電話和安全網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等，但每個(gè)PD設(shè)備的耗電都必須在PSE設(shè)備允許的范圍之內(nèi)；輸電線路采用有線以太網(wǎng)使用的電纜中的冗余芯線對(duì)或采用傳輸數(shù)據(jù)的線對(duì)，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?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即采用以中繼器為中心的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的主要性能參數(shù)應(yīng)包括：供電電壓與電流、接入供電節(jié)點(diǎn)(PD)數(shù)量和輸電線情況（輸電電纜型號(hào)、輸電距離和輸電線對(duì)是專(zhuān)用的還是與數(shù)據(jù)線公用的）等。

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