CATV網(wǎng)上IP電話電源的發(fā)展趨勢及其相關(guān)問題

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1、CATV網(wǎng)上IP電話電源的發(fā)展趨勢及其相關(guān)問題湯仕龍博士阿爾法技術(shù)公司曾達(dá)賢阿爾法技術(shù)公司[摘要]電源設(shè)備是提供一可靠及穩(wěn)定的CATV網(wǎng)的關(guān)鍵性影元件有線電視網(wǎng)上的電源表現(xiàn)準(zhǔn)則已受到各方考驗(yàn)特別是新興起的可支持"IP電話"的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用在用戶端的網(wǎng)絡(luò)界面裝置NID是可用多種不同的供應(yīng)來源而各種不同的供電方式的成本在不同的電話用戶量變化下是受考驗(yàn)的有線電視用的放大器的"Hold-up"時間是取決于它供電之電壓如在網(wǎng)路上最末端的電壓較低它所擁有的"Hold-up"時間都是比較短的因電壓幅度是隨著放大器及電源設(shè)備的距離而變化在一遠(yuǎn)距離放

2、大器如供電電壓是很低盡管是一個很短時間的斷電是足以使放大器停止工作放大器之"Hold-up"時間及放大器之供電電壓之關(guān)系會在以下的論文作一探討電源是影響CATV系統(tǒng)可靠性和耐用性的關(guān)鍵設(shè)備因此當(dāng)通過CATV系統(tǒng)提供電話服務(wù)時其質(zhì)量同樣會受到電源的直接影響盡管目前的CATV網(wǎng)電話服務(wù)還在使用電路交換技術(shù)但明年或稍晚一些時候在CATV網(wǎng)上提供IP電話就會成為可能隨著IP電話在有線網(wǎng)上的傳輸能夠?yàn)橐蛱鼐W(wǎng)提供IP數(shù)據(jù)的CableModem提供高速Internet接入而且還可以通過用戶端的網(wǎng)絡(luò)接口單元NIU提供電話服務(wù)與僅僅提供視頻服務(wù)的網(wǎng)

3、上供電設(shè)施相比在CATV網(wǎng)上傳輸電話的兩種方式都對電源提出了與視頻服務(wù)不同的要求值得慶幸的是計(jì)劃和遠(yuǎn)見使我們用于今天電路交換式NIU供電方法同樣適用于未來的IP電話1備用電源一般情況下公用供電系統(tǒng)與HFC分配系統(tǒng)是兩個不同的網(wǎng)絡(luò)在光節(jié)點(diǎn)和終端用戶之間HFC分配網(wǎng)絡(luò)通常要使用幾個公用電力網(wǎng)其中任何一個網(wǎng)都可能與為用戶供電的電力網(wǎng)不同當(dāng)使用這些電網(wǎng)為HFC網(wǎng)供電時光節(jié)點(diǎn)和用戶間的任何斷電都會引起視頻服務(wù)的中斷但中斷時間與斷電時間大體相同公用電網(wǎng)的一次的斷電就造成視頻節(jié)目的瞬間丟失而在更高級的服務(wù)如數(shù)字電視數(shù)據(jù)和電話中情況則有所不同光節(jié)

4、點(diǎn)和用戶分支間任何地方電源短暫的兩三個周期的斷電會引起用戶業(yè)務(wù)的更長時間令人討厭的停頓正在交談的電話會中斷迫使用戶不得不重新呼叫對數(shù)據(jù)傳輸而言這種短暫斷電甚至可能引起數(shù)據(jù)的完全丟失備用電源的使用為解決上述問題提供辦法圖1在CATV網(wǎng)上公用電力網(wǎng)備用電源間轉(zhuǎn)換的實(shí)例1備用電源使用電池為CATV系統(tǒng)提供供電波形完全不受電網(wǎng)的影響正常運(yùn)行時備用電源工作得也同非備用電源一樣高效圖1為電池供電與電網(wǎng)供電間互相切換時輸出波形的一個例子3節(jié)電池串聯(lián)起來形成的電池組可為系統(tǒng)臨時供電2~3個小時供電時間長短與負(fù)載或其他因素有關(guān)電話服務(wù)要求備用電源工

5、作時間更長美國要求最少8小時有兩種方法可以延長系統(tǒng)備用電源的工作時間很顯然增加電池是方法之一并聯(lián)一組電池或者串聯(lián)更大容量的電池都可以達(dá)到上述目的兩種情況下這些電池組的充電時間問題往往被忽略備用電源充電器的充電電流應(yīng)足夠大以便在合理的時間內(nèi)為電池組充電除此之外充電器還應(yīng)有三四個充電步驟以延長電池壽命在24個小時內(nèi)一個10A四步充電器應(yīng)該能夠?yàn)橐粋€兩支路的并聯(lián)電池組充電并聯(lián)電池組的每個支路由3節(jié)100安培小時的電池組成充電時充電器在初始階段為電池快速充電然后進(jìn)入第二階段即平衡各電池間的電壓第三階段的作用是穩(wěn)壓最后一個階段是保證電池的散

6、熱以延長電池的壽命電池壽命受環(huán)境溫度的直接影響溫度每增加10度電池的壽命就要減小一半充電時電池會產(chǎn)生少量氫氣但氫氣的積聚量不允許超過體積的4%阿爾法公司很早就開始使用一種被稱為溫度補(bǔ)償?shù)某潆姺椒ㄔ摲椒裳娱L電池壽命減少氫氣的產(chǎn)生現(xiàn)在其他公司也使用這種方法即使在短路或其他充電故障產(chǎn)生的時候合理的外殼設(shè)計(jì)也能避免氫氣的積聚實(shí)際上對外殼設(shè)計(jì)優(yōu)劣的最佳校驗(yàn)方法是設(shè)備能否經(jīng)得起長期使用延長電池工作時間的第二種方法是使用備用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)E-G當(dāng)備用電源兩路供電時使用E-G要比使用電池的成本低的多而且E-G與居民天然氣管道相連可連續(xù)工作200小時

7、以上相比之下電池的連續(xù)工作時間只有8個小時與備用電源的可供電時間同樣重要的是網(wǎng)絡(luò)啟動可靠性和短路恢復(fù)性能網(wǎng)絡(luò)有源器件如放大器延放橋接器等的低壓斷路電壓值一般只比正常電壓的一半略高當(dāng)網(wǎng)絡(luò)啟動或短路恢復(fù)時因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的電壓將從0V逐漸上升因此網(wǎng)絡(luò)有源器件恒定的功率特性將在低電壓斷路電壓處造成顯著的電流牽引例如在一個電壓為60V的系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)正常狀態(tài)的負(fù)載電流是10A而低壓斷路電壓30V的負(fù)載電流卻會高達(dá)20A這種情況下為HFC網(wǎng)絡(luò)供電的電源就必須提供足夠的電流容量以支持網(wǎng)絡(luò)電壓上升到低壓斷路電壓以上并達(dá)到正常狀態(tài)相反若電源的短路電流過大則引

8、起進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的電流過大從而損壞網(wǎng)絡(luò)有源器件采用大容量額定電流22A的供電時會在電路中產(chǎn)生超過允許值的故障電流為防止故障電流對網(wǎng)絡(luò)造成破壞XM2電源帶有具有電子斷路器功能的電子保護(hù)裝置2由電話引起的改變開展電話業(yè)務(wù)會給CATV網(wǎng)絡(luò)帶來兩個主要變化1要求