高效智能的通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

龐然，林長(zhǎng)軍，孫林江，楊磊，鄭曉坤

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司遼陽(yáng)供電公司，遼寧 遼陽(yáng) 111000）

0 引言

社會(huì)不斷發(fā)展拉動(dòng)了國(guó)民文化素質(zhì)的提升，而隨著基本生活資料的需求被滿足之后，出于國(guó)民不斷增長(zhǎng)的精神享受的追求，現(xiàn)今信息時(shí)代下噴涌累加的信息以及各企業(yè)圍繞通信設(shè)備不斷進(jìn)行的技術(shù)優(yōu)化以及設(shè)備革新無(wú)一不鑄造了現(xiàn)今人民對(duì)于通信技術(shù)應(yīng)用的嚴(yán)苛要求。而眾所周知電源技術(shù)作為現(xiàn)今通信技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)其始終在高效智能化層面有著無(wú)法匹對(duì)現(xiàn)今人民需求的缺漏。倘若能夠在通信電源技術(shù)層面圍繞居民的需求做出合理的設(shè)備調(diào)整以及技術(shù)優(yōu)化其能夠在極大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)于技術(shù)市場(chǎng)的擴(kuò)張。通過(guò)此種途徑從側(cè)面幫助通信項(xiàng)目提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)而在極大程度上強(qiáng)化了經(jīng)濟(jì)收益提升的可能性。

1 通信電源技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

眾所周知，包括韓國(guó)和美國(guó)在內(nèi)的世界多個(gè)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)率先開(kāi)啟了5G通信。中國(guó)也在20多個(gè)城市開(kāi)始了5G通信試點(diǎn)并會(huì)在未來(lái)大力推廣。5G通信的建設(shè)方興未艾，相比于現(xiàn)有的3G、4G通信，5G通信具有超高速率、極低延時(shí)等特點(diǎn)[1]。這些特點(diǎn)產(chǎn)生的原因是5G通信采用了更高頻段的頻譜，以中國(guó)為例：4G LTE的頻段為1.8GHz-2.65GHz，而5G目前公布的頻段為3.3GHz-5GHz。而未來(lái)還會(huì)建設(shè)高于6GHz的毫米波(mmW)5G通信。根據(jù)光速公式：c=λv頻率v越高，意味著波長(zhǎng)λ越小，對(duì)于無(wú)線通信，這意味著通信信號(hào)的覆蓋面積越小。這一方面需要5G通信基站的密度更高，另一方面需要單一通信基站采用Massive MIMO （64T64R、128T128R等）、beamforming等技術(shù)解決信號(hào)覆蓋面積小等問(wèn)題。這些新技術(shù)和應(yīng)用對(duì)于通信電源的自然散熱能力，維護(hù)成本等提出了新的需求。同時(shí)，5G較為豐富的組網(wǎng)架構(gòu)和布局方式帶來(lái)了更多的供電方式及其組合，包括交流（UPS）直接供電、-48V供電、HVDC（高壓直流）供電等。建立于5G蒞臨的時(shí)代背景下通信技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，其不僅是時(shí)代發(fā)展所帶來(lái)的需求，其更是人民對(duì)于美好生活追求道路上必需的技術(shù)儲(chǔ)備。因此圍繞通信電源技術(shù)而開(kāi)展的市場(chǎng)應(yīng)用，在迫切的市場(chǎng)需求以及時(shí)代技術(shù)要求下迎來(lái)了必要的技術(shù)挑戰(zhàn)，其在一定程度上促進(jìn)了通信電源技術(shù)的突破要求。

2 通信電源技術(shù)突破市場(chǎng)需求

基于現(xiàn)今在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)5G的建設(shè)仍舊無(wú)法完全取締現(xiàn)有3G和4G通信，因此現(xiàn)今針對(duì)通信電源技術(shù)應(yīng)用設(shè)備開(kāi)展的技術(shù)改造仍舊以現(xiàn)有基站和中心局部分技術(shù)改造增添的優(yōu)化方式為主，其在極大程度上擺明了通信電源現(xiàn)今需要同時(shí)給3G/4G和5G通信設(shè)備供電[2]。而在此前提技術(shù)應(yīng)用背景下其對(duì)通信電源的輸出功率與功率密度以及安全穩(wěn)定性等多方面技術(shù)保障形成又一輪全新需求。但與之相伴而來(lái)的是5G通信的建設(shè)給開(kāi)關(guān)電源企業(yè)帶來(lái)了巨大商機(jī)。依托安信證券研究中心的數(shù)據(jù)進(jìn)而圍繞5G通信電源所做出的市場(chǎng)規(guī)模評(píng)估預(yù)期市場(chǎng)份額為315億元人民幣，與此同時(shí)巨大商機(jī)以一副沖擊姿態(tài)到來(lái)的同時(shí)亦為通信電源設(shè)計(jì)者造就了全新的技術(shù)設(shè)計(jì)要求。

2.1 更高的輸出功率

由于5G通信需要采用Massive MIMO等技術(shù)，5G基站的AAU單扇區(qū)輸出功率由4G的40W～80W上升到200W甚至更高，同時(shí)由于處理的數(shù)據(jù)量大幅度增加造就了對(duì)應(yīng)的設(shè)備處理數(shù)據(jù)基數(shù)的噴涌膨脹，其功率已經(jīng)超過(guò)1000W，然而為了確保原有的信息處理功率其對(duì)于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)效率的要求不斷拉升，進(jìn)而導(dǎo)致其對(duì)于設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)的輸出功率有著更為嚴(yán)苛的要求[3]。同原有4G通信基站供電的通信電源輸出功率2000W～3000W相比，現(xiàn)今復(fù)合型的電源供給基站不僅是設(shè)備構(gòu)成可謂是錯(cuò)綜復(fù)雜，其輸出功率的類型以及份額可謂是參差不齊。在追求輸出功率提升的同時(shí)仍舊需要依據(jù)不同類型的通信設(shè)備需求從而配給通信電源供給，其在極大程度上加劇了輸出功率拉升的技術(shù)困難程度。

2.2 更高的功率密度

對(duì)于通信數(shù)據(jù)中心及宏基站，多數(shù)采用現(xiàn)有設(shè)備擴(kuò)容的方式來(lái)建設(shè)5G通信設(shè)備。其中留給用于5G通信需要的電能的電源柜的空間往往極其有限，甚至只能采用原有電源柜。在這些情況下電源柜的輸出功率需要大幅度增加[4]。其在一定程度上加重了設(shè)備效率運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)擔(dān)，除此之外受限于基站內(nèi)部有限空間的約束促使了現(xiàn)今電源供給設(shè)備仍舊只能夠保持原有體積以加大功率的方式提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率，歸根結(jié)底其本質(zhì)實(shí)則為對(duì)于現(xiàn)今設(shè)備的一種變相超負(fù)荷使用。但眾所周知，無(wú)論是多么優(yōu)良的設(shè)備，都無(wú)法招架住日復(fù)一日，年復(fù)一年的超負(fù)荷使用，因此現(xiàn)今在此種條件限制下便導(dǎo)致了市場(chǎng)對(duì)于功率密度的合理優(yōu)化提升的高性價(jià)比方案的需求。

2.3 設(shè)備散熱保障

通信設(shè)備的使用離不開(kāi)電力的供應(yīng)，而在這一過(guò)程中的安全隱患，是大多數(shù)企業(yè)往往會(huì)疏忽的地帶。但一旦安全隱患被觸及，導(dǎo)致隱患升級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重事故，其不僅會(huì)對(duì)企業(yè)造成意外且龐大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)對(duì)企業(yè)的安全保障聲譽(yù)造就惡劣影響，進(jìn)而影響消費(fèi)者對(duì)公司的產(chǎn)品主觀上失去好感。無(wú)論是何種后果，對(duì)于企業(yè)的影響都是不容忽視且不容小覷的，因而圍繞通信設(shè)備電源供給體系構(gòu)筑當(dāng)中的散熱環(huán)節(jié)需要企業(yè)以及政府做出針對(duì)性管控[5]。但現(xiàn)今市場(chǎng)多數(shù)應(yīng)用的散熱技術(shù)在多數(shù)情況下無(wú)一不面對(duì)著耗能大與成本高以及散熱效率不盡如人意的技術(shù)困擾，其進(jìn)而造就了市場(chǎng)對(duì)于散熱技術(shù)的性能優(yōu)化以及安全保障等多方面的技術(shù)革新需求。

3 通信電源技術(shù)智能優(yōu)化傾向

對(duì)于通信電源而言高功率輸出的決定因素始終同功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)熱高效散失與器件溫度穩(wěn)定保障緊密相連。但眾所周知散熱由兩大要素取決其一是損耗得失大小，損耗小則實(shí)現(xiàn)高效散熱輕而易舉，反之亦然；其二是電源的散熱能力，其受限于散熱器和熱路設(shè)計(jì)等散熱設(shè)備的性能。理論分析可知前者是設(shè)備產(chǎn)熱源泉，針對(duì)其下手解決問(wèn)題難度較低；而后者內(nèi)外影響的關(guān)鍵因素諸多如設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境以及設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸等，此類因素導(dǎo)致了在現(xiàn)今技術(shù)扶持下難以實(shí)現(xiàn)根本性優(yōu)化。因而兩者相較取其輕，建立于前者產(chǎn)熱因素實(shí)現(xiàn)通信電源技術(shù)智能優(yōu)化是儼然成為現(xiàn)今市場(chǎng)技術(shù)傾向兌現(xiàn)落實(shí)的必由之路。除此之外，溫度可通過(guò)數(shù)據(jù)具現(xiàn)化的關(guān)鍵性因素的存在在極大程度上為通信電源技術(shù)優(yōu)化造就了調(diào)控智能高效化的可能性[6]。其可通過(guò)智能監(jiān)管實(shí)現(xiàn)通信電源供給基站運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的設(shè)備溫度管控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備熱能散失的高效轉(zhuǎn)化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通信電源供給的輸出功率層面的有效優(yōu)化從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的通信電源技術(shù)的高效化以及智能化。

4 結(jié)論

眾所周知電源技術(shù)作為現(xiàn)今通信技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)且在大數(shù)據(jù)時(shí)代通信設(shè)備的廣泛運(yùn)用促使了其相對(duì)應(yīng)的性能供給需求在一定范圍內(nèi)源源不斷的上升，其在極大程度上促使了市場(chǎng)以及民生對(duì)于通信電源技術(shù)智能化以及高效化的迫切需求。基于現(xiàn)今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)各能力結(jié)合衍生而出的大數(shù)據(jù)庫(kù)在信息匯總梳理應(yīng)用層面所帶來(lái)的遠(yuǎn)超其余技術(shù)于便利性以及時(shí)效性上的卓越領(lǐng)先，其在極大層面上給通信行業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)了優(yōu)良的體系建立優(yōu)勢(shì)。因而出于把握我國(guó)在通信行業(yè)的前沿技術(shù)的世界級(jí)領(lǐng)先，扎扎實(shí)實(shí)突破現(xiàn)今通信電源供給的技術(shù)限制，實(shí)現(xiàn)通信行業(yè)的徹底智能化轉(zhuǎn)變能夠?yàn)槲覈?guó)在5G技術(shù)上的國(guó)際市場(chǎng)戰(zhàn)略布局以及國(guó)際技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)斬獲不菲益處的目的帶來(lái)肉眼可見(jiàn)的提升進(jìn)而實(shí)現(xiàn)國(guó)家實(shí)力的優(yōu)化增強(qiáng)，其在一定程度上對(duì)于中華民族偉大復(fù)興于大數(shù)據(jù)時(shí)代緊隨科技競(jìng)爭(zhēng)的前線乃至屹立于國(guó)際首位有著莫大的戰(zhàn)略布局的關(guān)鍵程度。