一种集电力、电信、电视和互联网于一体的宽带接入传输网

摘要

一种集电力、电信、电视和互联网于一体的宽带接入传输网,属网络传输领域。它包括10KV配电网式宽带传输网和低压配电网式宽带接入传输网,两网通过配电变压器和光纤连接器连接,10KV配电网式宽带传输网由光纤复合型电力线、导线、变电站、机房、分接头、绝缘护套、绝缘防水外护套及光纤连接器等组成;低压配电网式宽带接入传输网由光纤复合型电力线、同轴电缆复合型电力线、分接头、绝缘护套、光接点、分支器、调制解调器、双向线路放大器等组成。它能使高速宽带通信与电力输送在一根复合导线上实现,既利用了现有电力网的资源,又解决了电信网、有线电视网和互联网重复建设浪费资金问题,使四网的建设、运行、维护、管理工作一并进行。

说明书

一种宽带接入传输网，特别涉及一种能将电力、电信、电视和互联网“四网合一”的宽带接入传输网，属网络传输领域。

在电力传输网上实现高速宽带通信，就是在电力传输网的建设中利用新型复合型电力线技术，将高速宽带通信网与电力传输网一次性建成。在电力网的运行、维护、管理的同时，也对高速宽带通信传输网进行了维护、管理。充分开发和利用电力传输网线路的杆塔、沟道、线材、走廊、路权路由等资源，即对客户提供可靠的电力，同时又对所需客户提供真正的宽带传输网接入服务。有报道美国、德国、以色列、日本、韩国、瑞士等发达国家以及包括中国在内的60多家公司在努力研究电力线上网，实现纯电力线宽带通信技术，但暂时还很不成熟，前景十分渺茫。其原因在于；他们只是在想方设法制造一种能尽量走得快的“车”，但“路”是否能走得快就没有把握了，加之电力网的负荷多变、干扰、带宽、噪音、安全等都是很难解决的问题。如何建设一个任何″信息车辆″都能跑得快的信息高速公路网络，这是当前乃至今后网络的重点，是信息产业现代化发展的关键。这对国家、社会、消费者都将会带来巨大利益，将给我国信息产业的发展带来强大的后劲。

我国的电信市场开放后，如何促进我国信息产业的高速发展，与国外电信业进入我国电信市场公平抗衡。利用电力网是一个最大的优势，它四通八达，无处不在，什么网也不能和它相比。只要去开发它的资源，即能够一网多用。

在主干网实现方面，随着全国电力网的互联而形成全国的宽带网互联，如西电东送就是其中之一。全国的主干网主要是以大型电厂、输变电站、换流站等厂、站之间的电网互联实现宽带网络互联，也就是对110KV-500KV及以上电压等级范围的高压输电线路上的架空地线实施改造，将所必要路由的架空地线线路更换成不同容量的光纤复合架空地线光缆。这样可将全国所有的县(市)联接起来，再由县(市)供电、宽带复合网络把一个个乡镇(包括小区、街道)用光纤连接起来，实现覆盖全国的全光纤网。现在我国的每个县(市)平均都有一座以上的110KV变电站，而且利用电力传输网线路的资源实现覆盖全国的全光纤网是十分容易做到的事，减少的投资量也是十分惊人的。再也不需要大部队“从南到北、翻山越岭”开沟埋缆布线。

在接入网的实现方面，利用电力系统巨大的电力接户网和入户量的特大网络优势来实现高速宽带通信。只要用电就必须有电力线进户，也就把信息高速公路同时修到了每一个最终客户的大门口甚至每个房间，真正实现宽带网通信和“四网合一”(指电力网、电视网、电信网、互联网的传输网)，即一网四通。为所有的电信运营商及宽带“流媒体”技术的到来提供一个大家都能共享的真实的宽带物理网络平台。这样不仅解决了宽带通信网的最后一公里问题，而且解决了十米内的问题。同时可以与无线接入并举、互补进行，实现无线宽带接入网。

而我国目前电力网只是起到了一个传输电力的作用，虽在高压主干电力网上架设了一根光纤电缆，但也只是起在主干网内的通信，且没有充分利用这一资源。网络实现作用和价值的关键就是入户，否则一切都没有必要，那么入户的关键就是宽带接入传输网。

本发明的目的，在于提供一种能将高速宽带通信、有线电视与电力输送通过一根复合导线传输，充分开发和利用现有电力传输网线路的杆塔、沟道、线材、走廊、路权路由等资源，实现“四网合一”、不需重复建设，彻底解决宽带入户困难和在一根电杆上架有电力线、电视同轴线、电视光缆线、电信光缆线的问题及城市上空和街道密如蜘蛛网一样的现状。且实现容易、维护管理方便的集电力、电信、电视和互联网于一体的宽带接入传输网。

本发明是通过如下技术方案来实现其上述目的的。

该集电力、电信、电视和互联网于一体的宽带接入传输网包括10KV配电网式宽带传输网和低压配电网式宽带接入传输网，两网之间通过配电变压器8和光纤连接器13连接；10KV配电网式宽带传输网由光纤复合型电力线1，电力导线L1、L3，变电站3、机房4、分接头5、绝缘防水外护套6、绝缘护套7、光纤连接器13组成。低压配电网式宽带接入传输网由光纤复合型电力线1，同轴电缆复合型导线2、电力导线L1、L3、分接头5、绝缘护套7、光节点9、分支器10、调制解调器11、双向线路放大器12组成。其特征在于：10KV配电网式宽带传输网的光纤复合型电力线1、电力导线L1、L3连接变电站3，光纤复合型电力线1的一端通过分接头5、绝缘防水外护套6及绝缘护套7与机房4连接，机房4通过分接头5连接主干线网的光纤复合线G，光纤复合型电力线1的另一端通过分接头5、绝缘防水外护套6及绝缘护套7连接光纤连接器13；低压配电网式(HFC)宽带接入传输网的光纤复合型电力线1的一端通过分接头5、绝缘护套7连接光纤连接器13，另一端通过分接头5和光节点9连接同轴电缆复合型导线2，同轴电缆复合型导线2上装有多个双向线路放大器12，双向线路放大器12通过同轴电缆复合型导线2和分支器10连接客户终端的调制解调器11。低压配电网式全光纤宽带接入传输网的光纤复合型电力线1通过光分离器18连接客户的终端19。低压配电网式无线宽带接入传输网的光纤复合型电力线1上装有与用户的固定终端21和移动终端22相配用的无线收发设备20。光纤复合型电力线1为光纤、绝缘护套及输电导体组成的复合型电力线，同轴电缆复合型导线2为内导体、绝缘保护层、承力层及电力传输层组成的复合型电力线。分接头5的作用是将光纤复合型电力线1中的光纤部分进行分、接，在分、接时采用两次加固，第一次用耐老化合成绝缘软圈28将导线的全部和光纤单元26及绝缘护套7全部套上，再用紧固元件27可靠紧固。第二次用耐老化合成绝缘软圈28将导线的全部和光纤单元26及绝缘护套7绝缘防水外护套6全部套上，再用紧固元件27可靠紧固。32为替补填充导线条，作用是当光纤单元26从导线中分离后填充光纤单元26的空位以保持导线在夹紧时整体受力均匀。绝缘防水外护套6和绝缘护套7对光纤单元26起绝缘保护作用，绝缘防水外护套6上有防水裙29、套管本体两端分别制有母形公母扣30和公形公母扣31，绝缘防水外护套6是一种可塑合成软绝缘材料，母形公母扣30可热塑紧套封扣在公形公母扣31上，可实行延长连接。绝缘防水外护套6套在绝缘护套7上，绝缘护套7套在光纤单元26上，它们都被分接头5与导线一起固定，220/380V的低压配电网中分接头5可不用绝缘防水外护套6。

本发明的优点在于：

1、高速宽带通信与电力输送在一根复合导线上实现，电通到哪里信息高速公路就修到哪里。充分开发和利用电力传输网线路的杆塔、沟道、线材、走廊、路权路由等资源，投资建设“四网”一次完成，运行、维护、管理″四网″一并进行，无须另外的布线投资。彻底改变一根电杆上架有电力线、电视同轴线、电视光缆线、电信光缆线的问题。

2、所有的技术、设备不需另外开发和攻关，与现有的完全一样。当技术和设备更新换代时可以在毫无″阵痛″的情况下进行。所用的设备、技术以及它们的发展与世界范围内完全同步、通用、融合。实现该技术简单易行、门槛很低、经济可靠。

3、能给最终消费者带来最大的实惠，这是市场竞争的最大把握，也是发展我国信息产业的源动力。

4、频带宽，最低的方案都比ADSL高100倍，而且还有扩展带宽的空间，对将要实施的宽带″流媒体″技术建立了一个实在而理想的物理网络平台。

5、入户量巨大，我国现已有10亿户用电客户，同时完全可以用作电力系统全面全方位的管理，结合现在正启动的全国城乡电网改造的电力及网络基础工程，以信息化带动电力工业的现代化。

6、宽带传输与电力输送的网络拓扑结构可以做到有机重合。

7、光传输与电力传输互不干扰互不影响，两种传输媒介完全可以一路同行。

8、网络布线中，在电气(电力)连接时完全不影响宽带信号的传输和连接，宽带信号连接时完全可以保证电气(电力)的正常连接。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步地描述如下：

附图1为10KV配电网式宽带传输网及低压配电网式(HFC)宽带接入传输网的结构示意图；

附图2为10KV配电网式宽带传输网及低压配电网式全光纤宽带接入传输网的结构示意图；

附图3为10KV配电网式宽带传输网及低压配电网式无线宽带接入传输网的结构示意图；

附图4为绝缘防水外护套6的结构示意图；

附图5为分接头5的结构示意图；

附图6为分接头5的截面图；

附图7为电杆14的组装示意图；

附图8为架空电力线或宽带复合电力线的支持绝缘子的放大示意图；

该网络工程主要是利用10KV电压等级的配电网和低压供电接户网(220/380V的三相四线制)与宽带接入传输网的复合，实现宽带到户，形成″四网融合″的宽带传输网的物质基础。以下是三种宽带接入传输网的布线实施方案的详细说明：

(1)低压配电网式(HFC)宽带接入传输网。

a、网络布线：将变电站对客户供电的10KV配电线路所必要路由的B相(其它相也可以)架设为光纤复合型电力线1，再将该10KV线路供电区域的低压供电线路中必要路由的B相(也可以是其它相)架设为光纤复合型电力线1，同时将全部必要的TN-C接保护零方式的中性线架设为同轴电缆复合型导线2。该中性线有其特殊的电气特性，一是绝对不允许在中性线上装设开关和熔断器，也就是这根线要从头到尾把每一个客户和电器直接连接起来，即家家户户都必须有这根线进户。二是中性线必须均匀重复接大地，如果条件许可，宜在每一接户线、引接线处接地，理论上中性线是不带电的，这些特性正好满足了同轴电缆复合型导线2对电能和宽带电信号同时传输的各项特性要求。宽带布线工程和电力架线工程即能简单快捷的一次性完成，使得电能传输与宽带电信号传输能在一根导线上实现。用这种线路组网即是当前最热门的Hybrid Fiber Coaxial(HFC)光纤同轴电缆混合宽带网的组网理论，它对现有的(HFC)技术和设备没有任何改变。它的技术标准和发展与现有技术完全同步，只是利用电力网的线路资源，不需要增加任何其它设备，与广电网的双向改造技术完全一致。布线中的光节点9、光纤连接器13固定在被选点的合适电杆14上。光节点9、光纤连接器13安装在保护安装箱15内，保护安装箱15由支架23可靠固定在电杆14上，光节点9如果需要电源可在本电杆14的电力线上通过计量后接取。17为电力线路和复合电力线路架设承力支持横担。

b、网络及信息接续：把地、县(市)城域网通过光纤复合线G送来的光信号在进入变电站3之前经分接头5分离后引入到机房4，该机房4必要时可以撤销，实行直接联接；也可以把该机房4建在变电站3一起或者其它的合适地方；还可以把机房4做成一个模块放在盒子里，安装在合适的电杆14上或其它地方。再对宽带信号进行一系列加工处理后，分别与变电站3对用户供电的10KV线路中的光纤复合型电力线1中的光纤部分通过分接头5连接。分、接之前的引导光纤必须套上绝缘防水外护套6和绝缘护套7，引导光纤的全部不能允许有金属连接，以保证高压绝缘和安全及防水。再将光信号由光纤复合型电力线1送至每一台变压器8的低压供电线路范围，在该范围低压线路的合适点将光纤经分接头5分离出来，再经光纤连接器13与该低压三相四线制电网中的光纤复合型电力线1里面的光纤经分接头5连接，此时光信号已进入低压电网。在低压电网的合适点装设光节点9，光节点9输出的宽带信号与低压电网中的同轴电缆复合型导线2连接，该宽带电信号由同轴电缆复合型导线2经若干分支器10连接到每一个客户。每个光节点9一般覆盖300-500户，也可根据发展的具体情况一个光节点覆盖更少的客户，这样客户终端所共享的频带会更宽。客户利用Cable Modem(CM)电缆调制解调器11将自己的终端与网络连接，则形成(HFC)网络方案。为了保证信号电平质量，全线路设置有双向线路放大器12。

(2)低压配电网式全光纤宽带接入传输网。

a、网络布线：将变电站3对用户供电的10KV配电线路所必要路由的B相(其它相也可以)架设为光纤复合型电力线1，再将该10KV线路供电区域的低压供电线路中的中性线(也可以是其它相)架设为光纤复合型电力线1，再经若干光分离器18通过光纤复合型电力线1把每一个用户终端19连接起来。此接入网全部为光纤布线。布线中的光分离器18固定在被选点的合适电杆14上或者其它合适地方。

b、网络及信息接续：把地、县(市)城域网通过光纤复合线G送来的光信号在进入变电站3之前经分接头5分离后引入到机房4，必要时该机房可以撤销，实行直接联接。也可以把该机房建在变电站一起；还可以把机房4做成一个模块放在盒子里，安装在合适的电杆14上或其它地方。在对宽带信号进行一系列加工处理后分别与变电站3对客户供电的10KV线路中的光纤复合型电力线1中的光纤部分通过分接头5连接。分、接之前的引导光纤必须套上绝缘护套7和绝缘防水外护套6，引导光纤的全部不能允许有金属连接，以保证高压绝缘和安全及防水。再将光信号由光纤复合型电力线1送至每一台变压器8的低压供电线路范围，在该范围低压线路的合适点将光纤经分接头5分离出来，再经光纤连接器13与该低压三相四线制电网中的光纤复合型电力线1里面的光纤经分接头5连接，此时光信号已进入低压电网中的光纤复合型电力线1。低压电网中的光纤复合型电力线1中的光信号通过若干光分离器18经光纤复合型电力线1送到每一个客户终端19，实现光纤到户(FTTH)、或者(FTTB)、(FTTD)

(3)低压配电网式无线宽带接入传输网。

a、网络布线：将变电站3对客户供电的10KV配电线路所必要路由的B相(其它相也可以)架设为光纤复合型电力线1。再将该10KV线路供电区域的低压供电线路中的中性线(也可以是其它相)架设为光纤复合型电力线1。此后，在低压供电的全网中结合地理条件、客户分布情况等环境进行周密而反复论证规划后进行实地考察选点，将所选点合适的电杆14上装上光节点9和无线收发设备20。无线收发设备20通过电磁波信号或者光信号与客户的固定终端21和移动终端22的收发机实行无线连接。布线中的光节点9、无线收发设备20安装在保护安装箱15内，保护安装箱15安装在固定支架23上，由穿芯螺丝杆固定在电杆14上。24为天线系统，由抱箍16固定在电杆14上，与保护安装箱15内的无线收发设备20通过高频信号馈线连接，如果无线收发设备20与固定终端21、移动终端22实行光信号或者其它信号连接时，两端的设备则不同。安全接地极25，必须可靠接地，确保安全。如果安装在电杆14上的光节点9、无线收发设备20等设备需要电源，可以就地在本电杆14上的低压电力线上通过计量后接取。该网络结构的特点是：收发设备20可以做到小功率、密布点、投资小，组网安装十分方便。

b、网络及信息接续：把地、县(市)城域网通过光纤复合线G送来的光信号在进入变电站3之前经分接头5分离后引入到机房4，必要时该机房可以撤销，实行直接联接；也可以把该机房建在变电站一起；还可以把机房4做成一个模块放在盒子里，安装在合适的电杆14上或其它地方。在对宽带信号进行一系列加工处理后分别与变电站3对客户供电的10KV线路中的光纤复合型电力线1中的光纤部分通过分接头5连接。分、接之前的引导光纤必须套上绝缘护套7和绝缘防水外护套6，引导光纤的全部不能允许有金属连接，以保证高压绝缘和安全及防水。再将光信号由光纤复合型电力线1送至每一台变压器8的低压供电线路范围，在该范围低压线路的合适点将光纤复合型电力线1中的光纤经分接头5分离出来，再经光纤连接器13与该低压三相四线制电网中的光纤复合型电力线1里面的光纤经分接头5连接，此时光信号已进入低压电网中的中性线部分的光纤复合型电力线1，再在被选点的合适电杆14上装设光接点9和无线收发设备20。无线收发设备20通过空间与客户的固定终端21和移动终端22实现宽带无线链接。