通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及標(biāo)準(zhǔn)研究方向

陳俊檳

（中通服建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新型技術(shù)平臺(tái)的服務(wù)需求也在持續(xù)增長(zhǎng)[1]。在此情況下，為提高技術(shù)服務(wù)水平，各大企事業(yè)單位均開始構(gòu)建自己的大數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算中心。其不僅為人們帶來了多元化信息服務(wù)業(yè)務(wù)，也促使各類數(shù)據(jù)資源實(shí)現(xiàn)集成化發(fā)展。在此背景下，為保障通信服務(wù)的持續(xù)性和穩(wěn)定性，必須提供更為安全、穩(wěn)定的電源保障。

1 通信電源技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)過多年研究及發(fā)展后，通信電源技術(shù)已經(jīng)在金融銀行、倉儲(chǔ)物流、電信運(yùn)營(yíng)以及工業(yè)控制等領(lǐng)域的通信機(jī)房建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。其中，UPS通信電源技術(shù)的出現(xiàn)不僅保障了通信電源系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，也在一定程度上提高了通信機(jī)房的電源供電水平[2]。圖1為通信電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 通信電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，通信電源系統(tǒng)主要包括離線工作、在線工作以及在線互動(dòng)工作3種工作方式。

（1）離線工作方式。采用此種工作方式的通信電源功率相對(duì)較小，多用于用電設(shè)備較少的通信機(jī)房，日常維護(hù)管理方便，性價(jià)比較高。此外，采用此種工作方式的通信電源實(shí)際電能轉(zhuǎn)換效率較低，在實(shí)際使用過程中通常需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。

（2）在線工作方式。采用此種工作方式的通信電源功率相對(duì)較低，并且實(shí)際電能轉(zhuǎn)換時(shí)間需求較小，可以為通信機(jī)房提供更為充足的電能，多用于阿里云中心、中國(guó)移動(dòng)大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)中心等大型電信運(yùn)營(yíng)商通信機(jī)房和數(shù)據(jù)中心。大型通信機(jī)房和數(shù)據(jù)中心包含大量的交換機(jī)、服務(wù)器、路由器以及其他存儲(chǔ)設(shè)備，實(shí)際部署成本相對(duì)較高。

（3）在線互動(dòng)工作方式。采用此種工作方式的通信電源不僅具有通信電源在線工作方式的諸多優(yōu)勢(shì)，而且還提升了通信電源系統(tǒng)的監(jiān)控性能。操作人員可以通過在線平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取通信電源系統(tǒng)的各類參數(shù)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的各類異常，確保故障問題得到及時(shí)解決。該方式下的通信電源多用于中小型通信機(jī)房中，可以有效提高機(jī)房的續(xù)航能力，避免因通信機(jī)房電源供應(yīng)中斷所引發(fā)的數(shù)據(jù)丟失等問題。

在通信電源技術(shù)實(shí)際發(fā)展過程中，為進(jìn)一步提高安全性、可靠性以及實(shí)時(shí)性，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云監(jiān)控技術(shù)以及傳感器技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了相關(guān)目標(biāo)，還有效提升了通信電源系統(tǒng)的工作性能[3]。例如，應(yīng)用傳感器技術(shù)以后，通信電源系統(tǒng)將可以基于M2M等通信傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與用戶以及用戶與用戶之間的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。M2M作為一種關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，其在應(yīng)用過程中可以加強(qiáng)傳感器設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信交互效果，進(jìn)而保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性。再例如，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，通過電磁波來實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)中電子標(biāo)簽的讀寫，進(jìn)而為通信電源系統(tǒng)提供近場(chǎng)通信和遠(yuǎn)場(chǎng)通信服務(wù)[4]。

2 通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

信息技術(shù)、電子技術(shù)以及控制技術(shù)的快速發(fā)展促使通信電源技術(shù)得到進(jìn)一步提升，未來通信電源技術(shù)將會(huì)朝著智能化、數(shù)字化以及綠色化的方向快速發(fā)展。

2.1 智能化

通信電源技術(shù)的智能化可以實(shí)現(xiàn)通信電源系統(tǒng)的在線模組數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)分析。將相關(guān)數(shù)據(jù)信息與預(yù)設(shè)參數(shù)區(qū)間進(jìn)行匹配對(duì)比，若是實(shí)際參數(shù)超出預(yù)設(shè)參數(shù)區(qū)間范圍，那么便會(huì)自動(dòng)發(fā)出告警通知。同時(shí)通過現(xiàn)代化診斷工具自動(dòng)診斷異常區(qū)域，匹配專家數(shù)據(jù)庫中的故障類型與維護(hù)方法，為故障處理人員提供更為精準(zhǔn)有效的故障位置判斷和處理方法參考[5]。

2.2 數(shù)字化

現(xiàn)階段，部分公司的通信電源系統(tǒng)中已引入數(shù)字信號(hào)控制器。數(shù)字信號(hào)控制器不僅實(shí)現(xiàn)了多模塊冗余并發(fā)控制功能，而且在具體應(yīng)用過程中不需要額外中央控制部件支持便可以實(shí)現(xiàn)通信電源系統(tǒng)負(fù)載均衡。在通信電源系統(tǒng)運(yùn)行過程中，若是某一個(gè)UPS模組出現(xiàn)故障異常情況，那么數(shù)字信號(hào)控制器便會(huì)自動(dòng)將該故障模組的負(fù)載轉(zhuǎn)移到其他正常運(yùn)行的UPS模組，以此來持續(xù)保障通信電源系統(tǒng)的正常電力供應(yīng)。此外，通信電源系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展可以促使通信電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)矩陣化發(fā)展。將多個(gè)獨(dú)立的通信電源模組集合成為通信電源矩陣，通過數(shù)字化控制器來實(shí)現(xiàn)通信電源系統(tǒng)的并發(fā)控制，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源系統(tǒng)中整流器、逆變器以及旁路的集成化控制，最終多維度提高通信電源系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和安全性[6]。

2.3 安全性

通信電源系統(tǒng)的安全性發(fā)展需要從運(yùn)行安全、防雷設(shè)計(jì)以及三防設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行技術(shù)提升。其中，運(yùn)行安全需要著重保障各類通信用設(shè)備質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并持續(xù)推動(dòng)技術(shù)完善；防雷設(shè)計(jì)則需要提高通信電源系統(tǒng)的防雷性能；在防潮、防煙霧、防霉菌等三防設(shè)計(jì)方面，需要采用耐腐蝕材料，并通過化學(xué)處理方法對(duì)電子設(shè)備表面金屬或非金屬進(jìn)行涂層。

2.4 綠色化

當(dāng)前通信電源系統(tǒng)中所采用的電池包括鉛酸電池、三元鋰電池、銀鋅電池、磷酸鐵電池、鎳氫電池以及鐵鎳電池等。雖然這些電池所采用的組成部件與相關(guān)技術(shù)不盡相同，但它們均會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染。為滿足當(dāng)前低碳環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的大目標(biāo)，必須要推動(dòng)通信電源系統(tǒng)朝著綠色化方向發(fā)展[7]。持續(xù)引入各類綠色材料及技術(shù)替換傳統(tǒng)材料及技術(shù)，例如音樂燃料電池技術(shù)可以通過氫燃燒反應(yīng)來為通信設(shè)備提供能源供應(yīng)，由于氫反應(yīng)過程中只會(huì)產(chǎn)生水，并且其燃燒效率相對(duì)較高，因此在未來可以用作通信電源系統(tǒng)的新型能源供應(yīng)技術(shù)。此外，還可以在通信電源系統(tǒng)中引入濾波器和功率因數(shù)校正技術(shù)，對(duì)通信電源系統(tǒng)運(yùn)行過程中所產(chǎn)生諧波電流進(jìn)行有效抑制和清除，避免對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成影響[7]。

3 通信電源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究方向

由于相關(guān)通信機(jī)房中存在大量的電子設(shè)備，并且不同設(shè)備對(duì)于能源也有著不同的需求，因此為保障通信機(jī)房持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，需要研究更為完善科學(xué)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為支持，以此來達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)先行的效果，為后續(xù)通信機(jī)房提供約束和參考[8]。通信機(jī)房不僅要滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)需求，而且還要滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，在保障通信電源安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上體現(xiàn)出節(jié)能降耗等理念。具體來說，通信電源技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)研究需要基于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外通信電源相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用趨勢(shì)以及國(guó)內(nèi)外企業(yè)對(duì)于通信電源技術(shù)的研發(fā)實(shí)際需要等綜合開展[9]。

結(jié)合通信電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來看，當(dāng)前通信電源標(biāo)準(zhǔn)化方向在于完善通信機(jī)房動(dòng)力評(píng)測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)、通信機(jī)房環(huán)境能效要求評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)、通信用240 V /360 V直流配電單元運(yùn)行后評(píng)估要求及應(yīng)用要求、通信用336 V直流供電系統(tǒng)運(yùn)行后評(píng)估要求及應(yīng)用要求、240 V/336 V直流供電系統(tǒng)運(yùn)行后評(píng)估要求及應(yīng)用要求、通信用240 V/360 V直流配電單元運(yùn)行管理要求、通信用336 V直流供電系統(tǒng)運(yùn)行管理要求、240 V/336 V直流供電系統(tǒng)運(yùn)行及管理要求、通信用氫燃料電氣供電系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、大容量鉛酸蓄電池管理系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及在線運(yùn)營(yíng)直流檢測(cè)方法技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[10]。

同時(shí)，通信電源系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究重點(diǎn)方向包括高壓直流技術(shù)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、清潔能源混合供電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、新型儲(chǔ)能技術(shù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及通信局工作環(huán)境技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等[11]。其中，通信局工作環(huán)境技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要著重確立機(jī)房氣流組織要求標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)房?jī)?nèi)空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)等。

4 結(jié) 論

在信息化時(shí)代背景下，不僅要不斷推動(dòng)通信電源技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，還要進(jìn)一步完善相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)先行的效果。在保障通信電源行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的同時(shí)，還要保障我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)在各類故障或自然災(zāi)害條件下仍然可以持續(xù)穩(wěn)定為社會(huì)提供通信服務(wù)。