智能光电一体箱的设计及应用

2022-05-11董小华DONGXiaohua

价值工程 2022年17期

董小华 DONG Xiao-hua

（万马科技股份有限公司，杭州 311306）

0 引言

随着移动通信运营商4G向5G网络建设模式的转变和手机无线频率的改变，传统的基站已经满足不了5G网络覆盖要求，越来越多5G微基站将会建设起来，并呈现出新特点与新需求：从以前的主要解决手机信号覆盖需求转变为保障用户通信容量；在主要保障通信容量的情况下，交流供电的小微基站不再需要配置不间断电源；小微基站的室外交流电引入需要配置防雷装置以及各RRU设备所需的供电装置；小微基站引入光缆与拉远RRU的接口适配需要光纤熔接盘与光纤配线设备；5G小微基站建设采用多样化特点，基站主要安装在路边灯杆或者监控杆等市政设施上，由于灯杆和监控杆等市政设施通常为一体式杆体，挂载能力有限，而且灯杆和监控杆等都是市政设施，对美化要求比较高，同时，出于安全和防盗考虑，防止他人偷盗和破坏设备。基于此，应用在交流输入的小微基站的智能光电一体箱应运而生。

智能光电一体箱可应用于公园广场、沿街道路、社区、商超、车站、机场、医院及配套的地下停车场等微基站建设所有场景，结合灯杆、监控杆或楼顶抱杆安装，也可直接挂墙安装，环境融合度高。下一步将继续在微基站建设推广应用智能光电一体箱主要目的是对城市信号盲点区域覆盖提供保障，并与现有城市设施相融合。智能光电一体箱主要用于通信运营商、国家电网、道路交通及广电用通信网络中的主干光缆与配线光缆的连接、分配及调度，市电引入提供设备所需电源的分配，将传统配电箱、光分纤箱、防盗功能融为一体，不但解决了建设微基站所需的配套设备需求，而且还满足了城市美化需求。

1 智能光电一体箱特点

①智能光电一体箱将光分纤箱和基站用交流配电箱合为一体，同时增加了防盗功能，用以解决微基站建设所需的配套设备同时还满足城市建设的美化需求；

②智能光电一体箱箱体尺寸小（箱体尺寸不大于：宽*深*高=380mm*200mm*380mm）。

③智能光电一体箱内部由配电部分、光纤传输部分、绝缘隔离部分三部分组成。有效的将配电部分和光配部分合为一体，并起到光和电分离的作用。

④智能光电一体箱可实现落地安装（地面支架）、壁挂式及抱杆式三种安装方式。

⑤智能光电一体箱内部配置12芯光纤熔配单元以及1进3出的配电单元，配电部分配置带有RS485接口和单相单回路计量功能的导轨式电表，NB-IOT模块+天线。此新型结构成功解决了室外主干光缆与光缆终端设备之间的连接和分配，同时具备配电管理、配电监控功能，并可实现远程抄表。提高工作效率、节约人力物力、满足城市美化需求、可实现远程管理等优点。

2 智能光电一体箱简介和主要材料

2.1 智能光电一体设备箱简介（详见图1产品实物图）

图1 产品实物图

①产品规格。

SMC箱体尺寸：330×115×340mm（宽×深×高）；

金属箱体尺寸：300×170×320mm（宽×深×高）。

②工作温度范围-20℃～+45℃，工作湿度≤95%RH；机箱工作电压范围AC165～AC264V；防护等级符合IP55。

③主体材质为5mm厚SMC材料或1.2mm优质冷板防锈蚀处理；涂层平整光滑、颜色均匀，无明显色差，无起皮、掉漆、腐蚀等缺陷，无划痕划伤、露底、气泡等现象；涂层具备一定的抗静电能力。内部配置配电模块、光配模块、无线监控模块等。

④箱体全部的外露操作部位无尖角、挂丝，角部倒圆半径不小于2mm。

2.2 主要材料

钣金件、塑料件、绝缘支撑件、铜材、线材、电气附件等。所有原材料均符合国家环境安全标准要求，产品符合国家法律、法规相关要求。

3 智能光电一体箱结构原理（详见图2内部走线示意图）

图2 内部走线示意图

智能光电一体箱是将光分纤箱和基站用交流配电箱合为一体，同时增加了防盗功能，微基站建设所需配套设备得到了解决，同时还满足城市美化需求。由于外形美观、小巧，适用于公园广场、沿街道路、社区、商超、车站、机场、医院及配套的地下停车场等微基站建设所有场景。

①智能光电一体箱由箱体、内部结构件、附件组成；光电一体箱的工作单元采用模块化、无跳纤结构。其中包括光缆固定装置、尾纤连接器停泊区、光纤熔接盘片等，配电部分包含断路器、浪涌保护器、防雷接地组件、智能电表、NB-IOT模块+天线等。

②智能光电一体箱内部由配电部分、光纤传输部分、绝缘隔离部分三部分组成。

③配电部分位于箱体底板或箱体左侧，内部包括一路输入断路器及若干路输出断路器（输入断路器的极限短路分断能力Icu≥10kA，运行短路分断能力Ics≥7.5kA；输出断路器的极限短路分断能力Icu（或额定短路能力Icn）≥6kA，运行短路分断能力Ics≥4.5kA）；一个五芯插座，可满足维护时使用；一个智能电表带有RS485接口，可用于远程电量的计量；一套NB-IOT模块+天线；一套防雷模块及其保护装置；配电部分有防护面板，防止操作时手触碰到导线，箱内有一次电路图，该部分主要给微基站设备供电。

④光纤传输部分位于箱体门上或箱体右侧，主要由一块12芯直熔盘、12颗FC（SC）适配器、0.8m长12芯束状尾纤组成。光缆引入箱体时，应有可靠的光缆开剥固定装置，固定后的光缆金属挡潮层、铠装层及加强芯应可靠连接至高压防护接地装置，光缆开剥后用塑料套管或缠绕管保护并固定引入光纤熔接盘；并设有光纤存储装置，为富余光纤提供存储空间，方便光纤施工和维护，光缆引入箱体时，其弯曲半径应不小于光缆直径的15倍；箱体内纤芯、尾纤布放时，其曲率半径应不小于30mm。该部分主要给微基站提供光接口。

⑤绝缘隔离部分位于配电部分及光纤传输部分之间，主要作用是对以上两部分进行一个分隔。

⑥智能光电一体箱整体装配牢固，采用模块化设计、同一零部件具有一致性和互换性。

⑦智能光电一体箱满足以下最小布线要求：市电引入至机箱1条2*10mm2交流电源线，RRU设备至工作+保护地地排3条1*16mm2接地线，2条光缆，12条尾纤，防雷地排、工作地+保护地地排至联合地网2条1*35mm2接地线，机箱至RRU设备3条2*16mm2电源线。

⑧智能光电一体箱底部留有线缆走线输入输出孔，自带孔洞密封圈，保证防护等级，光缆和电缆独立进出线。

⑨箱体能正面开门与维护，具有足够的维护操作空间，能方便地更换交直流元器件，灵活可靠地操作所有开关、按钮。

⑩门设计为可方便拆卸式，柜门可根据要求单扇结构，开合转动灵活、锁定可靠、装卸方便，箱门开启后具有可靠的门限位固定保护，固定后的开启角度不小于110°，门的间隙不大于2mm；门上配置防盗门锁。