無線接入網(wǎng)的無線通信節(jié)能技術(shù)研究

張揚(yáng)（大慶油田信息技術(shù)公司無線通信分公司）

隨著無線通信建設(shè)的發(fā)展，無線通信基站數(shù)量的增多，基站耗電總量的需求越來越大，降低電能消耗、減少電費(fèi)的支出，成為無線通信公司所關(guān)心的問題。主設(shè)備越來越多的使用低能耗產(chǎn)品，高能耗老型號(hào)的產(chǎn)品即將被低能耗產(chǎn)品替代。在配套設(shè)備方面，應(yīng)當(dāng)注重節(jié)能降耗，主要從蓄電池、空調(diào)及動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控等3種主要設(shè)備“節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境”。

1 合理利用蓄電池

基站開關(guān)電源和蓄電池是一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng)，密不可分。很多開關(guān)電源具有完善的電池管理功能，充分利用開關(guān)電源的功能來保護(hù)蓄電池。開關(guān)電源有蓄電池低電壓保護(hù)功能，但是部分基站蓄電池低電壓保護(hù)設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，容易引起蓄電池過放電而嚴(yán)重?fù)p壞蓄電池。因此禁止開關(guān)電源關(guān)閉低壓脫離功能，所有基站蓄電池低電壓保護(hù)設(shè)置應(yīng)設(shè)置為正常工作狀態(tài)。一般電池放電中電壓應(yīng)當(dāng)設(shè)置在1.85V 左右[1]。

部分基站將動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備電源直接接在蓄電池母排上面，小電流長時(shí)間放電容易導(dǎo)致蓄電池組過放電嚴(yán)重?fù)p壞蓄電池。因此動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備電源應(yīng)該接開關(guān)電源直流輸出單元上的輸出熔絲，對(duì)于有二次放電功能的開關(guān)電源動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備應(yīng)該與傳輸設(shè)備處于同一級(jí)。

2 空調(diào)節(jié)能

據(jù)有關(guān)資料分析，每個(gè)無線通信基站的空調(diào)電費(fèi)支出大約占整個(gè)基站電費(fèi)的50%左右，是總支出的主要構(gòu)成部分。因而，有效降低無線通信空調(diào)能耗是基站的主要工作。

2.1 直接自然通風(fēng)

隨著無線通信建設(shè)的發(fā)展，無線通信基站數(shù)量的增多，基站建設(shè)越來越偏遠(yuǎn)，對(duì)于氣候條件為冬暖夏涼，晝夜溫差不大的偏遠(yuǎn)基站，這種基站空氣濕度適中、潔凈度好，因此可以直接開窗，采用活動(dòng)的頁片自然通風(fēng)（取消空調(diào)），當(dāng)通風(fēng)時(shí)頁片開啟，不通風(fēng)時(shí)頁片自動(dòng)關(guān)閉，這種百頁窗形式有效的隔離了室外空氣，對(duì)防塵、防鼠也有一定效果。

2.2 使用空調(diào)機(jī)雙機(jī)切換器

空調(diào)雙機(jī)切換器是根據(jù)空調(diào)的好壞、機(jī)房室內(nèi)環(huán)境溫度邏輯關(guān)系自動(dòng)控制兩臺(tái)空調(diào)。切換器根據(jù)溫度不斷調(diào)整空調(diào)的開關(guān)機(jī)，當(dāng)環(huán)境溫度只需要一臺(tái)或不需要空調(diào)的情況下，能夠起到一定節(jié)電功能[2]。

建設(shè)時(shí)配備兩臺(tái)空調(diào)機(jī)是防止空調(diào)機(jī)出現(xiàn)故障后有備機(jī)可用，通常采取雙機(jī)同時(shí)運(yùn)行或者由維護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)倒換機(jī)器，非常被動(dòng)、不及時(shí)。安裝了雙機(jī)切換器后，雙機(jī)切換器的故障倒機(jī)功能能夠確保運(yùn)行的空調(diào)機(jī)出現(xiàn)故障后及時(shí)啟動(dòng)備用空調(diào)機(jī)。另一方面，雙機(jī)切換器的溫度控制功能保證當(dāng)一臺(tái)空調(diào)機(jī)制冷能力不夠時(shí)備用空調(diào)機(jī)能自動(dòng)啟動(dòng)。因此，雙機(jī)切換器使基站設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境更加有保障，提高了設(shè)備的安全性。

3 利用動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控節(jié)能

3.1 直接利用動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)控制空調(diào)

大慶油田信息技術(shù)公司進(jìn)行了動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)工程建設(shè)，其中較多基站采用了獨(dú)立監(jiān)控。獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)基站的監(jiān)控量進(jìn)行遙測(cè)和遙控[3]。監(jiān)控人員根據(jù)環(huán)境溫度，對(duì)基站的空調(diào)進(jìn)行開關(guān)機(jī)。減少了維護(hù)人員的維護(hù)工作量，同時(shí)亦可以節(jié)電節(jié)能。這種方式對(duì)節(jié)能有一定的作用，但人為影響較多，不夠智能化。

3.2 利用動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)智能通風(fēng)

機(jī)房空調(diào)的溫、濕度設(shè)置應(yīng)隨著季節(jié)的變化而進(jìn)行改變，在保證通信機(jī)房的適用環(huán)境情況下讓空調(diào)的溫、濕度設(shè)置點(diǎn)盡可能與外部環(huán)境接近，從而大大節(jié)約了空調(diào)用電。同時(shí)機(jī)房空調(diào)的溫度設(shè)置應(yīng)有一定的梯度，避免壓縮機(jī)同時(shí)啟動(dòng)使得啟動(dòng)電流增大造成耗能。空調(diào)“去濕”工作原理見圖1，正常的空調(diào)“去濕”工作需要制冷和加熱，消耗大量能源。對(duì)于已建動(dòng)環(huán)系統(tǒng)的本地網(wǎng)，則可以利用接口協(xié)議及對(duì)多種連接方式的支持，容易接入到監(jiān)控系統(tǒng)中。

圖1 空調(diào)去濕工作原理

另外，空調(diào)在室內(nèi)的送風(fēng)方式也與空調(diào)能耗有著密切關(guān)系。當(dāng)機(jī)房內(nèi)氣流組織合理，通信設(shè)備的散熱方式與空調(diào)的送風(fēng)方式匹配時(shí)，才能確保較好的散熱效果。在新建機(jī)房時(shí)可考慮利用動(dòng)力環(huán)境系統(tǒng)的控制功能，建立空調(diào)送風(fēng)需量控制。即機(jī)房內(nèi)采用風(fēng)管送風(fēng)，在各列設(shè)備上端安裝溫度采集裝置，對(duì)主設(shè)備直接送風(fēng)降溫。而對(duì)于新建機(jī)房，可以考慮在建設(shè)初期就對(duì)機(jī)房內(nèi)的送、回風(fēng)走向進(jìn)行規(guī)劃，將整個(gè)制冷系統(tǒng)納入到機(jī)房整體設(shè)計(jì)當(dāng)中，充分考慮擴(kuò)容等情況進(jìn)行整體規(guī)劃。同時(shí)，由于新機(jī)房設(shè)備并未完全安裝固定，因此在后期安裝設(shè)備時(shí)應(yīng)避免不規(guī)范的安裝方式，保證空調(diào)風(fēng)道暢通和送風(fēng)流暢。

動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)智能通風(fēng)對(duì)節(jié)能降耗有較好的效果，但由于在基站直接開口安裝智能通風(fēng)設(shè)備，改變了基站的土建結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了室內(nèi)室外空氣同為一體，空氣的濕度、潔凈度得不到保證，同時(shí)這種直接通風(fēng)有可能遭鼠害。所以為基站移動(dòng)通信設(shè)備帶來了更多的維護(hù)量，不宜大規(guī)模使用。氣候條件適宜、空氣濕度適中、潔凈度高的基站可以嘗試。

4 總結(jié)

無線通信運(yùn)營商處在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，使用ARPU的單用戶增長比較緩慢，還有可能在逐漸減少，從這方面講銳減了無線通信運(yùn)營商的利潤。同時(shí)，無線通信移動(dòng)網(wǎng)的流量卻急劇上升，用于發(fā)展、操作、升級(jí)無線入網(wǎng)的費(fèi)用在不斷增加，而盈利額增加比較緩慢。為了維持利潤和長期上升，無線通信運(yùn)營商必須尋求低成本的方法，為用戶提供無線通信業(yè)務(wù)。

[1]蘇偉,劉琪.基于終端移動(dòng)與業(yè)務(wù)到達(dá)認(rèn)知的自適應(yīng)無線接入控制機(jī)制[J].電子學(xué)報(bào),2011(9):2148-2153.

[2]楊璐,吳清亮.無線接入網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)公平調(diào)度算法[J].通信學(xué)報(bào),2012,33(1):103-106.

[3]司鵬.無線寬帶接入新技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.