淺談通信基站動(dòng)力配套設(shè)備的多網(wǎng)協(xié)同發(fā)展

張紅源

南京奧聯(lián)信息技術(shù)有限公司 210019

摘要：隨著GSM、TD-SCDMA、WLAN和LTE等多網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和節(jié)能減排工作的開展推進(jìn)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)對(duì)配套資源需求越來(lái)越高，為了適應(yīng)多網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，急需開展動(dòng)力配套設(shè)備發(fā)展、配置等方面的研究，以滿足多網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求。本文根據(jù)現(xiàn)階段廣東地區(qū)基站電源的實(shí)際應(yīng)用情況，詳細(xì)分析了多網(wǎng)協(xié)同大方向下基站電源系統(tǒng)所面臨的問題，并給出了相應(yīng)的電源解決方案。

關(guān)鍵詞：多網(wǎng)協(xié)同；高效模塊；直流遠(yuǎn)供；鐵鋰電池

一、隨著GSM、TD-SCDMA、WLAN和LTE等多網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和節(jié)能減排工作的開展推進(jìn)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)對(duì)配套資源需求越來(lái)越高，為了適應(yīng)多網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，急需開展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力配套設(shè)備發(fā)展、配置等方面的研究，以滿足多網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求。

二、多網(wǎng)協(xié)同發(fā)展下基站電源系統(tǒng)面臨的問題

在目前多網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的大趨勢(shì)下，基站電源系統(tǒng)面臨著電壓等級(jí)、電源容量、直流配電、末梢網(wǎng)元和遠(yuǎn)端RU設(shè)備五方面的問題：

二（一）電壓等級(jí)：廣東地區(qū)現(xiàn)網(wǎng)基站存在24V和48V兩種電壓等級(jí)的直流供電系統(tǒng)，GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE無(wú)線和傳輸設(shè)備均為48V設(shè)備，因此24V電源站點(diǎn)需增加DC/DC轉(zhuǎn)換器為通信設(shè)備供電，轉(zhuǎn)換設(shè)備容量小、效率低。

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

二（三）直流配電：GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE無(wú)線和傳輸設(shè)備直流輸出分路數(shù)量需求較多，而現(xiàn)有開關(guān)電源大部分配置9-26個(gè)直流輸出分路。部分現(xiàn)網(wǎng)開關(guān)電源直流分路未按照多網(wǎng)設(shè)備共用電源的需求考慮，隨著多網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，經(jīng)常出現(xiàn)電源容量滿足、分路不滿足的情況。

二（四）末梢網(wǎng)元：末梢網(wǎng)元多安裝在弱電井、樓梯轉(zhuǎn)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(shè)備供電。由于小型一體化UPS本身種類繁多、技術(shù)相對(duì)落后，使用環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致小型一體化UPS故障率較高，影響到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

二（五）遠(yuǎn)端RU設(shè)備：遠(yuǎn)端RU設(shè)備功耗小、數(shù)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(jī)房設(shè)備配置了電池，但因RU遠(yuǎn)端設(shè)備未配置后備電源，市電中斷后仍然會(huì)造成通信中斷，影響到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

三、多網(wǎng)協(xié)同基站電源解決方案

根據(jù)多網(wǎng)協(xié)同的要求和電源設(shè)備特點(diǎn)，針對(duì)電壓等級(jí)、電源容量、直流配電、末梢網(wǎng)元和遠(yuǎn)端RU設(shè)備這五方面問題提出如下解決建議：

三（一）電壓等級(jí)：為滿足無(wú)線和傳輸設(shè)備的供電要求，提高系統(tǒng)共用性能和用電效率，建議將現(xiàn)網(wǎng)的24V電源逐步更換為48V電源系統(tǒng)。

三（二）電源容量：站點(diǎn)均使用一套滿容量為600A/48V的電源系統(tǒng)為GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE無(wú)線和傳輸設(shè)備供電。

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

三（四）末梢網(wǎng)元：新建站點(diǎn)原則上不再配置小型一體化UPS，建議采用高可靠性、技術(shù)先進(jìn)的小型直流開關(guān)電源替代小型UPS的應(yīng)用；若通信設(shè)備只允許交流供電，可適當(dāng)選用小型UPS設(shè)備供電。

三（五）遠(yuǎn)端RRU設(shè)備：根據(jù)實(shí)際安裝位置情況，建議適當(dāng)采用直流遠(yuǎn)供方式為遠(yuǎn)端RRU供電。

四、動(dòng)力配套新技術(shù)應(yīng)用介紹

四（一）開關(guān)電源高效模塊

作為業(yè)界最大的無(wú)線通信運(yùn)營(yíng)商，中國(guó)移動(dòng)從網(wǎng)絡(luò)需求出發(fā)，一直致力于促進(jìn)通信用高頻開關(guān)電源的技術(shù)進(jìn)步。節(jié)能高效的高頻開關(guān)電源成為發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)移動(dòng)近幾年也在研究具有更高效率的開關(guān)電源整流模塊以滿足節(jié)能減排的要求。高效開關(guān)電源整流模塊采用了高能效技術(shù)、高效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、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(guò)了96%，比普通模塊提高3%～5%，損耗降低70%左右。高效開關(guān)電源整流模塊的最高效率點(diǎn)出現(xiàn)在20%～90%負(fù)載率區(qū)間之內(nèi)，更適合實(shí)際應(yīng)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(fā)展歷史不長(zhǎng)，但由于市場(chǎng)前景不可限量，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程很快，近年受到中國(guó)移動(dòng)的強(qiáng)烈關(guān)注。通信行業(yè)主要關(guān)注磷酸鐵鋰電池的四大優(yōu)勢(shì)：

四（二）①體積小、重量輕：對(duì)于民用住宅內(nèi)的站點(diǎn)，可節(jié)省承重加固的費(fèi)用，進(jìn)一步加速站點(diǎn)的建設(shè)，“節(jié)材”優(yōu)勢(shì)更加明顯；

四（二）②高溫性能優(yōu)異：優(yōu)異的高溫性能可成倍增加戶外站電池的壽命，降低維護(hù)及更換電池費(fèi)用，提供系統(tǒng)可靠性；此外在有空調(diào)的基站中，可以嘗試將空調(diào)設(shè)置為35度時(shí)啟動(dòng)，能有效降低基站平均電耗，“節(jié)能”優(yōu)勢(shì)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(yōu)勢(shì)能有效降低目前UPS備用電池的總?cè)萘俊⑷萘拷档偷臅r(shí)對(duì)機(jī)房空間及承重要求過(guò)大等問題也伴隨得到解決，“節(jié)地”優(yōu)勢(shì)更加明顯；

四（二）④超長(zhǎng)壽命：鐵電池理論循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上，容量不低于85%，使用壽命可高達(dá)10年以上，可節(jié)省高額的更換維護(hù)成本。

四（三）280V直流遠(yuǎn)程供電

在通信光纖拉遠(yuǎn)技術(shù)應(yīng)用和全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的背景下，網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)方式多元化，通信設(shè)備信源與射頻端的位置往往根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的需求進(jìn)行布放，導(dǎo)致射頻端離中心機(jī)房距離較遠(yuǎn)，使用傳統(tǒng)的UPS設(shè)備效率低、故障率多、維護(hù)成本高，供電保障難度較大。這時(shí)就需要有一種新型的供電方式來(lái)解決上述問題，因此產(chǎn)生了280V直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)。相比48V直流供電和交流遠(yuǎn)供，280V直流遠(yuǎn)供具有供電距離遠(yuǎn)、保障安全性高，建設(shè)及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。

四（四）動(dòng)力配套新技術(shù)應(yīng)用建議

各種新產(chǎn)品、新技術(shù)應(yīng)用建議見表4.4-1：

表4.6-1：新產(chǎn)品、新技術(shù)應(yīng)用建議表

序號(hào) 新產(chǎn)品、新技術(shù) 應(yīng)用建議

1 高效整流模塊 新建站點(diǎn)全部采用高效整流模塊

2 鐵鋰電池 FTTx（小區(qū)、商務(wù)樓）、室內(nèi)分布系統(tǒng)、WLAN系統(tǒng)、室外一體化基站等，蓄電池總?cè)萘坎唤ㄗh超過(guò)200Ah。

3 高壓直流遠(yuǎn)供 適用于長(zhǎng)距離（大于100m）遠(yuǎn)端設(shè)備供電場(chǎng)合（如室內(nèi)分布系統(tǒng)、分布式基站、直放站等場(chǎng)景的遠(yuǎn)端設(shè)備供電）

結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)現(xiàn)階段廣東地區(qū)基站電源的實(shí)際應(yīng)用情況，詳細(xì)分析了多網(wǎng)協(xié)同發(fā)展大環(huán)境下基站電源系統(tǒng)所面臨的問題，并給出了相應(yīng)的解決方案。同時(shí)介紹了現(xiàn)階段動(dòng)力配套設(shè)備出現(xiàn)的新產(chǎn)品、新技術(shù)，并通過(guò)分析其技術(shù)特點(diǎn)給出了具有前瞻性的推廣建議。