一种新型光电复合缆在接入网中的应用

光纤与电缆及其应用技术Optical Fiber &E lectric Cable

2005年第1期N o.1　2005

应用技术

一种新型光电复合缆在接入网中的应用

刘　恒,　刘伟平,　黄红斌,　刘　敏

(暨南大学电子工程系,广州510632)

[摘　要]　由于光电复合缆具有宽带、高可靠性数据传输、价格低、连接方便等特点,非常适合作为传输媒质来组建接入网,并且采用光电复合缆的接入网可实现电话、数据、电视、电力四网融合。为此,叙述了一种新型光电复合缆的结构和特点,简要介绍了四网融合方案采用的以太网无源光网络接入技术,展望了光电复合缆的应用前景。 [关键词]　光电复合缆;塑料光纤;接入网

[中图分类号]　T N818;T M248 [文献标识码]　A [文章编号]　100621908(2005)0120023203

Application of a N e w Optic ΠE lectric Composite C able

in Access N etw orks

LI U Heng ,　LI U Wei 2ping ,　H UANG H ong 2bin ,　LI U Min

(Dep artment of E lectronics E ngineering ,Jinan U niversity ,G u angzhou 510632,China)

Abstract :Optic Πelectric composite cable (OECC )has become one of the m ost suitable in formation transmission media due to its wide bandwidth ,reliable data transmission ability ,low cost ,and easy connection etc..Furtherm ore ,with this kind of cable ,the access netw ork can combine v oice ,T V ,data ,electric power transmission in one comm on platform.Here we describe the structure and features of a novel OECC ,briefly introduce the access technology of ethernet passive optical netw ork (EPON )for four 2in 2one scheme ,and forecast the application of OECC.

K ey w ords :optic Πelectric composite cable ;polymer optical fiber ;access netw ork

[收稿日期]　2004211201[作者简介]　刘　恒(1980-),男,湖南孝感人,暨南大学电

子工程系硕士研究生.

1　光电复合缆的结构及特点

1.1　光电复合缆的设计可行性

由于光传输和电能传输是属于两种不同类型的

传输方式,不会产生电磁干扰,因此将光纤和电力线复合在一起,无需考虑电能传输和光传输的相互绝缘问题,同时光信号的传输也不会和其他的电磁信号相互干扰。从电力部门有关全介质自承式光缆(ADSS )的运行报告中可知:光缆周围的最大感应电压不大于10kV 时,不会对光缆产生电腐蚀作用,因此可以把光纤和电力线复合在一起制成光电复合缆。在光电复合缆中用电力线传输电能,光纤传输光信号,同时电力线承受整个光电复合缆的张力。

目前通信用的塑料光纤芯径一般在0.3～3.0mm ,大芯径光纤便于连接,即便在光纤连接时对准偏差30μm ,耦合损耗也不会很大。在100～1000m

长的塑料光纤内传输数据,带宽可达数GH z ,而成本

与五类双绞线相当。同时还具有易加工、柔软、抗弯曲、耐震动、抗辐射、施工方便的优点,非常适合于接入网的应用。因此可以把塑料光纤和低压电力线复合成光电复合缆。

1.2　光电复合缆的结构及其连接器的设计

光电复合缆应该满足额定电压450V Π750V 电线电缆的绝缘要求和塑料光纤的光通信性能要求。由于低压进户线分为380V 、220V 两种,因此有两种类型的光电复合缆。

380V 光电复合缆由电力线和塑料光纤及复合

缆护套组成,如图1所示。电力线符合国家标准规定,其线径的选择根据流过导线的电流而定,其绝缘层采用高密度聚乙烯绝缘材料。塑料光纤由纤芯和紧套层两部分组成,纤芯决定着光纤的传输特性,紧套层可以用来提高光纤的机械强度。光电复合缆的护套由聚乙烯材料组成,具有良好的抗压能力和密封性能,对光电复合缆起机械保护和环境保护作用。

220V 光电复合缆也是由电力线和塑料光纤及

图1　380V 光电复合缆截面图

复合缆护套组成,如图2所示,但与380V 光电复合

缆不同的是,220V 光电复合缆有两根电力线,每根电力线外面有绝缘层相互隔开。光纤紧靠零线排列,其余组成材料和380V 光电复合缆相同

。

图2　220V 光电复合缆截面图

光电复合缆的连接方法有多种,

下面介绍两种

典型情况:380V 光电复合缆和380V 光电复合缆直连时使用一种直连器件,如图3所示。电力线和电力线连接后放入四周有绝缘的导线连接槽中,光纤熔接后放入光纤连接槽。一根光电复合缆和多根光电复合缆相连时使用1N 连接模块,电力线的连接方法和380V 光电复合缆电力线直连基本相同,然后放入导线连接槽,但是光纤1×N 分路时要使用无源光分路器件。

图3　380V

光电复合缆直连器件截面图

2　光电复合缆在接入网中的应用

2.1　接入网

接入网分成室外和室内两部分,室外部分包括

从小区变压器房到住家接入点(H AP )的公共区域,室内部分包括从H AP 到家里的电气插座的私人区域。因为电力网、电视网、互联网、电话网这四个网的接入网很相似,网络拓扑结构几乎是可以重合的,因此只需要稍微修改电力线路,就可以在一个网上实现电视、电话、互联网和电源的接入。 通过图4和图5的比较,我们看到使用光电复合缆后的线路拓扑结构没有改变,只是用户家里增加了一个光网络单元(ONU ),小区的变压器房增加

图4　使用普通导线入户线路图

图5　使用光电复合缆入户线路图

了一套光分配网络(ODN )和光线路终端(O LT )设备,

并将导线换成光电复合缆。

O LT 的输入接口和C AT V (有线电视网),PST N (公用电话交换网),Internet (互联网)等相接,并且通过O LT 把多路光信号合成一路光信号。O LT 的输出接口和ODN 输入接口相接,ODN 把一路光信号分成N 路光信号在光电复合缆中传输。在H AP 处用1×N 连接模块进行信号分路,光信号随220V 光电复合缆到达用户端,同时220V 电源也到达用户端。在用户端用ONU 把光信号接收下来并转换成电信号,分别供给计算机、电视、电话等设备。2.2　接入技术

接入技术采用以太网无源光网络(EPON ),它同时具备无源光网络(PON )和以太网的优点,该系统数据采用IEEE 802.3以太网协议,传送可变长度的数据帧,最长的是1518B ,最短的是64B ,这很适合直接传送IP (因特网协议)业务信息,同时也符合未来Everything over IP (在IP 上承载各种业务)的发展思路。

下行方向采用广播方式,如图6所示。多种业务信号通过骨干网传输到O LT ,然后经过ODN 无源地分配到每个ONU ,经过ONU 的光Π电转换后,每个ONU 根据数据包的地址信息,接收属于自己的数据包。

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