光宽2.0时代ODN接地策略

关强华 蓝郁峰 欧阳黎 陈少川

光宽2.0时代ODN接地策略

关强华 蓝郁峰 欧阳黎 陈少川

中国电信光纤到户进入2.0时代，无源光网络PON的光配线网ODN全部由光分路器等无源器件组成，不再含有电源及任何有源器件，目前暂时没有相应的标准明确ODN的防雷接地要求，给各级建设、维护人员造成了相当大的困惑，从ODN的工作场景出发，分析其雷害来源，明确提出ODN的接地策略。

ODN 光缆 金属 接地

关强华

中国电信股份有限公司广东研究院工程师，主要研究方向为通信系统的安全防护，在通信防护技术领域具有深厚的理论基础及丰富的实践经验。

蓝郁峰

中国电信股份有限公司广东分公司高级工程师，主要从事通信电源系统的运营管理。

欧阳黎

中国电信股份有限公司广东分公司工程师，主要从事宽带接入系统的建设管理。

陈少川

中国电信股份有限公司广东研究院高级工程师，主要研究方向为通信系统的安全防护。

1 引言

随着技术发展，接入层的通信局站向小型化发展并向用户端前移，大量的小型通信局站面临征地困难，工作环境恶劣的难题，很多情况下并不具备有效的接地条件，例如PON中的ODN就多以机柜、机箱、机盒的形式安装在户外街道、大楼楼道、弱电井中，目前，暂时没有相应的标准明确ODN的防雷接地要求，给各级建设、维护人员造成了相当大的困惑。为协助推动中国电信光宽2.0策略，企业内非常需要明确ODN的接地要求。

2 现有ODN接地情况

2.1 ODN网的架构

如图1所示，ODN网主要包括了一级光交接箱和二级、三级光分线盒。

图1 ODN网的构成

2.2 ODN网的安装环境

如图2、图3、图4所示，ODN网主要以机柜、机箱的形式安装在户外街道、大楼楼道、弱电井中。

图2 ODN网的安装环境示意

注1：ODN的安装环境主要包括：

－ 户外街道边、小区路边

－ 用户或商业楼宇外墙、楼道、弱电井、地下室

图3 街边柜安装环境的光交箱照片

图4 居民楼挂墙安装的光分线盒照片

2.3 现场实际的接地情况

如图5和图6所示，街边柜安装环境的光交接箱一般会新建地网，同时光缆的金属构件也会做接地处理，但光缆铠装层或金属护层往往不连接，也不做绝缘处理，留下了较大的雷击隐患。

如图4和图7所示，即使光分线盒的进线光缆的金属构件做了接地处理，但由于光分线盒本身没有接地条件，所以事实上进线光缆并没有接地。

3 ODN雷害来源分析及接地策略

3.1 ODN雷害来源分析

由于ODN全部由光分路器等无源器件组成，不含有源器件，所以，ODN的雷害主要来源于光缆的金属构件。目前ODN的光缆及其金属构件主要包括：

（1）OLT至一级光交接箱的含有金属加强芯和铠装护层的光缆：这一段光缆由于含有金属构件且距离较长，是主要的雷害来源，因此这一段光缆的金属构件必须做好接地处理。

（2）一级光交接箱至光分线盒之间的光缆：从目前的实际情况来看，这一段光缆绝大多数也是采用含有金属加强芯和铠装护层的光缆且室外走线，所以也是雷害来源之一，其金属构件必须做好接地处理或绝缘处理。

图5 街边柜设施的接地实景照片

图6 光交接箱新建地网钢筋布局结构示意图

图7 光分线盒内的接地排并没有接地

（3）光分线盒至用户家庭ONU之间的光缆：这一段光缆绝大多数采用无金属加强芯的皮线光缆，当采用此类光缆时，因为光缆无金属构件，不存在引雷的问题，不会将室外的雷击引至用户家庭，因此，光分线盒至用户家庭ONU之间推荐采用此类光缆。但是在现场调研中笔者也发现部分光分线盒至用户家庭ONU之间的光缆有金属加强芯且两端均未做接地处理，当光分线盒安装于室外或挂墙安装，有较大的风险将室外雷击引至用户家庭内，造成ONU的损坏甚至危及用户人身安全，应予以禁止。

3.2 ODN接地策略

根据ODN各段光缆类型的不同和设备接地条件的不同，应该因地制宜的实施相应的接地策略。

（1）OLT至一级光交接箱的光缆接地策略：由于OLT至一级光交接箱多采用有金属构件的光缆，因此，该光缆两端必须做接地处理，有条件的情况下，光缆接头盒处也应做接地处理。光缆在OLT局端接地方法如图8所示：将光缆金属加强芯和金属护层直接接在与机架绝缘的专用接地排上，并用不小于16mm2的多股铜线引到局站内第一级汇流排接地，如果光缆金属护层接地有困难，则应用绝缘胶布做好绝缘处理。光缆在光交接箱内接地方法与局端类似：将光缆金属加强芯和金属护层直接接在与光交接箱箱体绝缘的专用接地排上，并用不小于16mm2的多股铜线引到箱体地网，箱体地网如图6所示，其工频接地电阻应尽量不大于10Ω。

图8 光缆在局端的接地方法

（2）一级光交接箱至光分线盒之间的光缆接地策略：当该段光缆含有金属构件时，其在光交接箱内的接地同上文所述：将光缆金属加强芯和金属护层直接接在与光交接箱箱体绝缘的专用接地排上，并用不小于16mm2的多股铜线引到箱体地网。光分线盒及分线盒内光缆的接地要求如下：① 推荐使用非金属导电材料制作盒体，当盒体为绝缘材料制成时，即使盒内光缆有遭受雷击，也可以有效避免盒内雷电对盒外人员、设施的影响。② 光分线盒内的光缆地排与盒体的绝缘距离（爬电距离）应有明确的要求，要求不小于15mm、耐压不小于15 kV，尽量达到20mm。这是因为根据众多科研人员的长期的观测和测量，长距离架空金属线在遭受感应雷击时，绝大部分的雷击电压小于12 kV，最大雷电电压小于18 kV，按1 kV电压的爬电距离为1mm计算，光缆地排与盒体的绝缘距离不小于15mm时可以保证在绝大部分情况下的雷击安全。③一级光交接箱至光分线盒之间的光缆含有金属构件时，如果有条件，光分线盒内的光缆金属构件也应按要求做好接地处理：将光缆金属加强芯和金属护层直接接在与光分线盒盒体绝缘距离不小于15mm的接地排上，并用不小于16mm2的多股铜线引到地网或楼内主钢筋（该接地点必须外罩绝缘护套或绝缘盒并有醒目的触电标志，保证不会有人在雷击时遭受人身伤害）。当光分线盒无接地条件且光交接箱与光分线盒距离较近时，光缆金属构件可仅接至分线盒地排，地排可不接地，这时，通过地排与盒体之间的绝缘间距来保障雷击时的安全。

另外，无金属构件的光缆生产技术能力已经有了很大的进步，其价格下降也比较快，有条件的情况下，光交接箱与光分线盒之间的光缆推荐采用无金属构件的光缆。

图9 光分线盒内的接地排的绝缘距离

（3）光分线盒至用户家庭ONU之间的光缆接地策略：该段光缆应使用无金属构件的皮线光缆，当采用此类光缆，可不考虑防雷接地问题。当出于强度考虑，光分线盒至用户家庭ONU之间必须采用含有金属加强芯的皮线光缆时，出于用户人身安全考虑，光缆在光分线盒内必须可靠接地且光分线盒也必须可靠接地，接地方法同上文所述，同时，该光缆在进入用户家庭前应断开金属加强芯且必须做接地或绝缘处理，处理方法同上文所述。

4 结束语

由于PON的光配线网ODN全部由光分路器等无源器件组成，因此其雷电来源比较单一，只要理清其雷害来源和防雷接地原理，并在设备（光交接箱、光分线盒）采购、工程建设时严格遵守本文所述内容，就可以达到良好的防雷效果，保证光宽2.0网络的雷击安全和光宽用户的设备、人身安全。

2016-11-21）

10.3969/j.issn.1006-6403.2016.12.001