淺談通信基站動力配套設備的多網協同發展

張紅源

南京奧聯信息技術有限公司 210019

摘要：隨著GSM、TD-SCDMA、WLAN和LTE等多網絡的發展和節能減排工作的開展推進，無線網絡工程建設對配套資源需求越來越高，為了適應多網絡的發展，急需開展動力配套設備發展、配置等方面的研究，以滿足多網絡建設的需求。本文根據現階段廣東地區基站電源的實際應用情況，詳細分析了多網協同大方向下基站電源系統所面臨的問題，并給出了相應的電源解決方案。

關鍵詞：多網協同；高效模塊；直流遠供；鐵鋰電池

一、隨著GSM、TD-SCDMA、WLAN和LTE等多網絡的發展和節能減排工作的開展推進，無線網絡工程建設對配套資源需求越來越高，為了適應多網絡的發展，急需開展無線網絡動力配套設備發展、配置等方面的研究，以滿足多網絡建設的需求。

二、多網協同發展下基站電源系統面臨的問題

在目前多網協同發展的大趨勢下，基站電源系統面臨著電壓等級、電源容量、直流配電、末梢網元和遠端RU設備五方面的問題：

二（一）電壓等級：廣東地區現網基站存在24V和48V兩種電壓等級的直流供電系統，GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE無線和傳輸設備均為48V設備，因此24V電源站點需增加DC/DC轉換器為通信設備供電，轉換設備容量小、效率低。

二（二）電源容量：現網基站存在采用48V電源系統、24V電源系統、48V和24V電源系統三種供電方式為通信設備供電，新建基站采用48V電源系統，單套電源系統需能滿足GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE無線和傳輸設備的典型用電需求。

二（三）直流配電：GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE無線和傳輸設備直流輸出分路數量需求較多，而現有開關電源大部分配置9-26個直流輸出分路。部分現網開關電源直流分路未按照多網設備共用電源的需求考慮，隨著多網建設的推進，經常出現電源容量滿足、分路不滿足的情況。

二（四）末梢網元：末梢網元多安裝在弱電井、樓梯轉角等狹小的空間，因此多采用小型一體化UPS或市電直供的方式為通信設備供電。由于小型一體化UPS本身種類繁多、技術相對落后，使用環境復雜，導致小型一體化UPS故障率較高，影響到網絡質量。

二（五）遠端RU設備：遠端RU設備功耗小、數量多，通常安裝在梯間、電井、走廊等等非常狹小的空間，因此多采用市電直供方式供電。雖然信源機房設備配置了電池，但因RU遠端設備未配置后備電源，市電中斷后仍然會造成通信中斷，影響到網絡質量。

三、多網協同基站電源解決方案

根據多網協同的要求和電源設備特點，針對電壓等級、電源容量、直流配電、末梢網元和遠端RU設備這五方面問題提出如下解決建議：

三（一）電壓等級：為滿足無線和傳輸設備的供電要求，提高系統共用性能和用電效率，建議將現網的24V電源逐步更換為48V電源系統。

三（二）電源容量：站點均使用一套滿容量為600A/48V的電源系統為GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE無線和傳輸設備供電。

三（三）直流配電：新建48V電源系統直流輸出分路數量和容量需能滿足多網設備的需求；已有48V電源系統如不滿足多網設備需求，建議增加外掛式直流配電箱。

三（四）末梢網元：新建站點原則上不再配置小型一體化UPS，建議采用高可靠性、技術先進的小型直流開關電源替代小型UPS的應用；若通信設備只允許交流供電，可適當選用小型UPS設備供電。

三（五）遠端RRU設備：根據實際安裝位置情況，建議適當采用直流遠供方式為遠端RRU供電。

四、動力配套新技術應用介紹

四（一）開關電源高效模塊

作為業界最大的無線通信運營商，中國移動從網絡需求出發，一直致力于促進通信用高頻開關電源的技術進步。節能高效的高頻開關電源成為發展趨勢，中國移動近幾年也在研究具有更高效率的開關電源整流模塊以滿足節能減排的要求。高效開關電源整流模塊采用了高能效技術、高效拓撲結構、低壓降的功率器件以及更低阻抗更低能耗的材料，最佳效率超過了96%，比普通模塊提高3%～5%，損耗降低70%左右。高效開關電源整流模塊的最高效率點出現在20%～90%負載率區間之內，更適合實際應用情況。

四（二）磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池是一種正極材料為磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）的新型蓄電池。磷酸鐵鋰發展歷史不長，但由于市場前景不可限量，產業化進程很快，近年受到中國移動的強烈關注。通信行業主要關注磷酸鐵鋰電池的四大優勢：

四（二）①體積小、重量輕：對于民用住宅內的站點，可節省承重加固的費用，進一步加速站點的建設，“節材”優勢更加明顯；

四（二）②高溫性能優異：優異的高溫性能可成倍增加戶外站電池的壽命，降低維護及更換電池費用，提供系統可靠性；此外在有空調的基站中，可以嘗試將空調設置為35度時啟動，能有效降低基站平均電耗，“節能”優勢更加明顯；

四（二）③高功率放電：鐵電池在3C以上放電依然能放出全部容量的90%以上，高功率、深度放電的優勢能有效降低目前UPS備用電池的總容量、容量降低的時對機房空間及承重要求過大等問題也伴隨得到解決，“節地”優勢更加明顯；

四（二）④超長壽命：鐵電池理論循環壽命達到2000次以上，容量不低于85%，使用壽命可高達10年以上，可節省高額的更換維護成本。

四（三）280V直流遠程供電

在通信光纖拉遠技術應用和全業務運營的背景下，網絡覆蓋建設方式多元化，通信設備信源與射頻端的位置往往根據網絡優化的需求進行布放，導致射頻端離中心機房距離較遠，使用傳統的UPS設備效率低、故障率多、維護成本高，供電保障難度較大。這時就需要有一種新型的供電方式來解決上述問題，因此產生了280V直流遠程供電系統。相比48V直流供電和交流遠供，280V直流遠供具有供電距離遠、保障安全性高，建設及運行成本低等優點。

四（四）動力配套新技術應用建議

各種新產品、新技術應用建議見表4.4-1：

表4.6-1：新產品、新技術應用建議表

序號 新產品、新技術 應用建議

1 高效整流模塊 新建站點全部采用高效整流模塊

2 鐵鋰電池 FTTx（小區、商務樓）、室內分布系統、WLAN系統、室外一體化基站等，蓄電池總容量不建議超過200Ah。

3 高壓直流遠供 適用于長距離（大于100m）遠端設備供電場合（如室內分布系統、分布式基站、直放站等場景的遠端設備供電）

結束語

本文根據現階段廣東地區基站電源的實際應用情況，詳細分析了多網協同發展大環境下基站電源系統所面臨的問題，并給出了相應的解決方案。同時介紹了現階段動力配套設備出現的新產品、新技術，并通過分析其技術特點給出了具有前瞻性的推廣建議。