一种光终端设备及无源光纤网络的研究：光伏+光纤=“绝对无源”光纤网络

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一种光终端设备及无源光纤网络的研究：光伏+光纤=“绝对无源”光纤网络

背景

1、目前，所有PON技术的光终端设备ONU均需使用市电电源，光纤到户FTTH一般使用客户电源，运营商不产生电费，光纤到楼FTTB采用楼道物业电源，运营商需付电费给物业或是供电公司，即多手续，又额外产生各种费用（如图1）。

图1：

2、小区或大楼，室外要做基站覆盖，室内需要做室内分布系统解决手机信号问题，同时室内还需要做PON网络覆盖，至少两套接入系统 ，重复投资、重复协调和重复产生协调费。

3、城中村、农村采用的FTTH模式均是将无源分光器OBD相对分散安装，一个OBD箱负责临近区域住户，从OBD到每一个用户家布放一条皮线光缆，加装一个ONU设备，导致从一个OBD箱“傻瓜式”的布放N条皮线光缆，久而久之织成“蜘蛛网”，不仅有安全隐患，且严重影响美观，同时也有房屋外装太漂亮，不让皮线光缆经其墙壁吊挂，人为地增加施工阻力，导致本楼或其后的楼宇无法实现网络覆盖。

4、人民的安全意识高，导致基站建设选址难度大，即使选址成功，基站安装后被村民发现，也时常被逼迁，而5G技术的商用进程已然落在实处，物联网技术也指望5G基础网络做保障，5G技术的高密度基站与选址难构成明显的茅盾。

对于以上几点，均有一个共同痛点，终端设备需要使用市电电源，取电难度大，且需协调，需产生电费，对于某些场景，用市电还易发生安全事故，造成意外的损失。

本文通过光伏发电+光纤的结合，完美解决以上痛点，实现除机房端和终端设备首尾两端需要使用市电外，中间全程无源的“绝对”无源。

网络及终端设备

图2：设计ONU

如图2所示，设计ONU的组成：带无线功能的ONU模块、微型光伏模块、微型蓄电池模块，监控模块、光放大发散器五部分。

光源通过光纤连接至光放大发散器，由放大发散器传光至微型光伏模块，微型光伏模块接收到光能，便可将光能转换成电能，电能供给蓄电池储存和提供给ONU模块工作。

监控模块的作用为节能而设计，当ONU模块为待机状态时，监控模块能发现并发送指令给机房端，使光放大发散器这一路光源也进入待机状态进行节能，同时也可根据用户在线多少，耗电大小，来调节需传送的光源多少，耗电少则少传送光源，少进行光电能的转换，无用户时进入待机状态，以达到节能效果。

图3

如图3所示，本方案是将“电源”的使用集中至机房，机房电源经过光源设备产生调制到符合光伏发电电池板接收的波长，从机房到集成的ONU设备多加一芯光纤来实现光传输，光传输至ONU设备后，通过光伏模块转换成电能，供电给ONU模块使用，实现仅机房端和用户终端有市电的效果。

如图4所示，光伏技术发展到一定条件，可共用现有光源和OBD， 多占用OBD的一个端口来实现光源的提供，节省OBD到机房这段光纤资源。

总结:

本研究方案提供了一种“自供电”的ONU设备和新的光纤网络技术。

上文中痛点1协调取电所产生的费用，现已不必产生。

上文痛点2中两套系统接入的问题，完全可以将两套系统合并为一套GPON系统，楼内可完美地解决重复投资、协调问题，且GPON系统有足够的大带宽来支撑所有业务的运作。

上文痛点3中“蜘蛛网”的现状可基本消灭，并能一定程度减少施工阻力。

上文痛点4中选址难可得到完美解决，按此研究方案，只需要使用设计的ONU，室内任何场景通用，室外场景配上防水箱（盒），在通信电杆上、墙壁、专用通信杆、塔上均可安装，且其外壳可设计为太阳能电池板，可用太阳能发电作为自供电源的辅助补充，太阳能不足的情况下才使用自供电源。甚至在人行道、车行道下的弱电人手孔内安装均可，完全适应任何场景，也可杜绝使用市电开ONU时，施工发生触电的风险，

5G技术也正力图实现一张网络和万物互联的效果，本光纤网络和ONU的设计方案可达到基站PTN网络与GPON网络完美的合并。