直流遠供技術在通信基站隧道建設場景應用及建設成本分析

羅　棚

（中國鐵塔股份有限公司 重慶市分公司，重慶　401121）

直流遠供技術在通信基站隧道建設場景應用及建設成本分析

羅棚

（中國鐵塔股份有限公司 重慶市分公司，重慶401121）

隨著移動通信網絡的完善，基站日益增多，隧道基站的電力供應問題變成了通信業務發展的重要瓶頸，直流遠供技術以其安全、經濟、適用、易維護等特性取代傳統供電模式成為解決這一問題的主要方法。

直流遠供；通信基站；隧道場景；成本

通信基站建設是通信事業不斷發展的基礎，而基站的建設固然離不開電源的供應。在通信基站建設過程中，經常會遇到如高鐵、隧道、山區等特殊場景，傳統的基站建設電源供應方案通常是采用就近接市區電網，但這些特殊場景常常面臨著市電引入困難、投資巨大、報裝保修繁瑣等問題，而通過直流遠供技術的引入，不僅實現了遠端設備的不間斷電力供應，同時兼具投資成本低、安全性能高等多方面優點，后期運行維護的費用也大大降低。

1　直流遠供技術原理

直流遠供技術在通信基站建設電源供應方面得到了越來越廣泛的應用，其基本原理是：利用局端設備將傳統的48V電源隔離升壓，使其變成直流高壓（280～400V），再利用電纜將電力傳輸至遠端設備，遠端設置變壓器，將高壓直流電變壓至所需要的輸入電壓，以此達到為遠端設備提供穩定的、24小時電源供應的目的。

直流遠供電源采用的主要技術是脈沖寬度調制 （Pulse Width Modulation，PWM）脈寬調制技術，起到電能傳輸作用的電纜可以是電力線纜、雙絞線纜或復合光纜，設備投入方面無須安裝電表、漏電保護開關、大體積不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）等。這種遠端供電系統尤其適用于為一些特殊場景如當地接電不便或供電不穩定的通信設備提供穩定、經濟、可靠的電源供應。

圖1　直流遠供系統

2　直流遠供技術較傳統電源的優勢

目前的通信基站建設中的傳統供電方式為集中供電和分散供電兩種，其中集中式供電指在基站機房配置電源系統，集中為安裝在不同位置的通信設備供電，二分散式供電指基站設備就是使用本地交流電源。與傳統供電方式相比，直流遠供電源供應方式在特定場景具有其獨有的優勢，具體如下：

2.1適用于特殊場景遠端供電

在供電網條件較好的城市區域，傳統的供電設備供電、備電，由于引電距離相對較短，供電方便，線路易于敷設，設備安裝及維護也較為便利。

而在山區、農村、隧道等一些特殊場景，由于供電網條件較差，甚至不能獲取電源供應，這時就需要直流遠供技術為基站提供穩定安全的電力供應。

2.2建設成本低，施工簡單

直流遠供建站的建設成本相較于傳統供電方式來說，前者明顯低于后者，導致成本降低的原因主要有如下幾點：首先是無須建設專用供電線路，可與通信光纜同路由敷設；其次是手續簡單，不需要向供電管理部門報批；再次直流遠供基站施工周期短，遠端所需配套設備簡單。

2.3運行維護成本低

傳統供電方式往往存在著日常維護、運營管理成本高的問題，主要是因為設備安裝在野外，環境惡劣，導致設備運行使用壽命降低，電源設備被盜及沿線盜電等現象也時有發生，還需要支付電力部門代為維護和日常管理的相關費用。

采用直流遠供技術，其電源設備安裝于機房，局端室內環境中，便于統一運行維護及管理，而且相較于室外多變的環境，在室內的設備故障率更低，減少運行維護的工作量，而且直流供電可以采用鋁芯導線電纜進行傳輸，代替了交流傳輸的銅芯導線，電纜材料的不同有效減少了電纜被盜問題的發生，減少了被盜損失。

2.4安全性更高

傳統供電方式，尤其是分散式的供電方式，直接取用本地的交流電源，極容易受當地電力供應系統影響，一旦發生電力供應不穩或者停電等情形，將直接導致通信基站電力供應的中斷。而直流遠供技術的采用，使得通信基站電力供應擺脫當地電力供應情況的束縛，實現了電力中斷但信號不中斷，大大提高了通信網絡的穩定性和安全性。

3　基站隧道新建設與原有線路改造適用場景

直流遠供技術的適用場景主要為一些不適合應用傳統電源供電方式的特定、特殊場景（如高鐵、地鐵沿線基站，山區、隧道、農村地區基站等）設備的供電及管理；通信網絡遠端各種設備，特別是低功耗設備、室外型設備的供電與管理；各種需要高保障的供電需求的網絡元件設備（如備份供電等）的供電與管理，其他無法取得電源的設備或場景的供電與管理。

其中通信基站隧道建設與原有線路改造適用場景，主要分為鐵路隧道、公路隧道等多種。其中每種隧道由于自身條件導致都有著自身獨特的特點，公路隧道內通常較為寬敞，車輛的通過對于隧道內信號影響不大，可以在實際空間允許的情況下選擇尺寸大的天線，以增大覆蓋面積，增加效益。相反，鐵路隧道由于只供鐵路穿行，通常隧道內較為狹窄，火車的通過填滿了隧道內的大部分空間，嚴重影響信號質量，且隧道的狹窄嚴格限制了天線安裝的空間，大大影響了天線的尺寸和增益。

當直流遠供電源供應系統在隧道場景應用時，局端安裝在附近的宏基站或接入網點機房內，通過復合光纜或專用電纜傳輸至遠端；遠端與射頻拉遠單元（Radio Remote Unit，RRU）、直放站等設備安裝在一起，為其供電。

4　傳統電源供電與直流遠供建設成本分析對比

通信基站供電系統中，直流遠供供電系統和傳統的供電系統兩種不同的供電方式，其建設內容也大不相同，在很多方面存在差異。

直流遠供系統局端需要增加局端設備，同時擴容局端直流電源系統，而傳統的供電系統不需要；在本地工程建設方面，二者都需要遠端設備安裝、電纜的引入及敷設以及接地制作，但是直流供電可以利用光纜管線，傳統交流供電系統則需要新建專門的交流引入電纜管線，室內安裝時還需要新建或租用機房；在本地工程協調方面，傳統供電方式涉及內容也較為繁瑣；最后是運行維護方面，直流遠供系統電費一次支付，設備和線路維護較為方便，但傳統供電系統電費需多處支付，設備和線路的維護較為復雜，設備室內安裝時還需要定期更換電池。

由于兩種供電系統在建設內容上存在著差異，因此，對于某種特定的場景來說，場景的不同及供電條件的差異，均會導致兩種供電系統的投資成本存在較大不同。

綜上分析表明，在解決通信基站隧道建設的電源保障方案中，直流遠供系統與傳統的供電方案相比，具有投資及后期維護管理成本低的優點，是一種優良的遠端設備電源供電解決方案。在設備費用方面，當實際場景中對于遠端基站的需求量較大時，直流遠供系統占有優勢，其設備費用投資少；而相反，如若遠端基站較少，那么直流遠供系統的優勢就不能顯現，反而比傳統供電方式的設備費用投資多；

在工程建設方面，主要涉及電纜的敷設和施工費用兩個方面，具體的情況和電纜的長度有關，在長度相同的情況下，傳統供電方式需要新建交流管線，進行電纜的敷設，材料成本及施工成本均較高；而直流遠供系統主要直流供電，且電纜的敷設可以沿原有的光纜管線進行敷設，大大節約了材料成本及施工費用，這也是直流遠供系統的一大特點，如城區場景。

基于以上兩點，當本地引入距離較為合適的情況下，建議采用本地交流供電，這樣可以節省直流遠供系統局端設備等的投入；但是當場景設計光纜長度較長，或者無法獲得本地交流供電時，則宜選用直流遠供電源供電系統。如高鐵、輕軌、高速公路、地鐵沿線覆蓋基站，山區、隧道、農村地區基站等特殊場景。

隨著通信網絡的發展和基站供電保障體系要求的不斷提高，在有些特定場景中，傳統的基站供電系統已經難以滿足實際需求，借助直流遠供系統的優勢和基站建設實際狀況和需求，可有效降低基站設備的供電管理及后期維護成本，提升通信基站供電保障水平，提高通信網絡質量。

［1］王維民，張曉剛，張強，等.直流遠程供電方案在基站建設中的應用［J］.信息通信，2014（5）：219.

［2］秦夷.高速公路直流遠程供電方案分析［J］.中國交通信息化，2012（11）：137-139.

Analysis on the application of DC remote supply technology in the construction of communication base station tunnel construction and construction cost

Luo Peng
（Chongqing Branch of China Tower Co.， Ltd.， Chongqing 401121， China）

With the improvement of mobile communication network and the increasing number of base station，tunnel base station power supply problems become an important bottleneck in the development of communication business.The DC remote supply technology replaced traditional power supply mode relying on its features of safety， affordable， practical and easy to maintenance， becoming the main method to solve this problem.

DC remote supply； communication base station； tunnel scene； cost

羅棚（1987— ），男，重慶。