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)絡的發(fā)展和節(jié)能減排工作的開展推進，無線網(wǎng)絡工程建設對配套資源需求越來越高，為了適應多網(wǎng)絡的發(fā)展，急需開展動力配套設備發(fā)展、配置等方面的研究，以滿足多網(wǎng)絡建設的需求。本文根據(jù)現(xiàn)階段廣東地區(qū)基站電源的實際應用情況，詳細分析了多網(wǎng)協(xié)同大方向下基站電源系統(tǒng)所面臨的問題，并給出了相應的電源解決方案。

關(guān)鍵詞：多網(wǎng)協(xié)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(wǎng)絡的發(fā)展和節(jié)能減排工作的開展推進，無線網(wǎng)絡工程建設對配套資源需求越來越高，為了適應多網(wǎng)絡的發(fā)展，急需開展無線網(wǎng)絡動力配套設備發(fā)展、配置等方面的研究，以滿足多網(wǎng)絡建設的需求。

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)展的大趨勢下，基站電源系統(tǒng)面臨著電壓等級、電源容量、直流配電、末梢網(wǎng)元和遠端RU設備五方面的問題：

二（一）電壓等級：廣東地區(qū)現(xiàn)網(wǎng)基站存在24V和48V兩種電壓等級的直流供電系統(tǒng)，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(zhuǎn)換器為通信設備供電，轉(zhuǎn)換設備容量小、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(shù)量需求較多，而現(xiàn)有開關(guān)電源大部分配置9-26個直流輸出分路。部分現(xiàn)網(wǎng)開關(guān)電源直流分路未按照多網(wǎng)設備共用電源的需求考慮，隨著多網(wǎng)建設的推進，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備供電。由于小型一體化UPS本身種類繁多、技術(shù)相對落后，使用環(huán)境復雜，導致小型一體化UPS故障率較高，影響到網(wǎng)絡質(zhì)量。

二（五）遠端RU設備：遠端RU設備功耗小、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(wǎng)絡質(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)同的要求和電源設備特點，針對電壓等級、電源容量、直流配電、末梢網(wǎng)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(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：站點均使用一套滿容量為600A/48V的電源系統(tǒng)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(tǒng)直流輸出分路數(shù)量和容量需能滿足多網(wǎng)設備的需求；已有48V電源系統(tǒng)如不滿足多網(wǎng)設備需求，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)先進的小型直流開關(guān)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(jù)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(shù)應用介紹

四（一）開關(guān)電源高效模塊

作為業(yè)界最大的無線通信運營商，中國移動從網(wǎng)絡需求出發(fā)，一直致力于促進通信用高頻開關(guān)電源的技術(shù)進步。節(jié)能高效的高頻開關(guān)電源成為發(fā)展趨勢，中國移動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)、高效拓撲結(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出現(xiàn)在20%～90%負載率區(qū)間之內(nèi)，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(fā)展歷史不長，但由于市場前景不可限量，產(chǎn)業(yè)化進程很快，近年受到中國移動的強烈關(guān)注。通信行業(yè)主要關(guān)注磷酸鐵鋰電池的四大優(yōu)勢：

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

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，降低維護及更換電池費用，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)設置為35度時啟動，能有效降低基站平均電耗，“節(jié)能”優(yōu)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(yōu)勢能有效降低目前UPS備用電池的總?cè)萘?、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(jié)地”優(yōu)勢更加明顯；

四（二）④超長壽命：鐵電池理論循環(huán)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(jié)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(shù)應用和全業(yè)務運營的背景下，網(wǎng)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(jù)網(wǎng)絡優(yōu)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(tǒng)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(chǎn)生了280V直流遠程供電系統(tǒng)。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(yōu)點。

四（四）動力配套新技術(shù)應用建議

各種新產(chǎn)品、新技術(shù)應用建議見表4.4-1：

表4.6-1：新產(chǎn)品、新技術(shù)應用建議表

序號 新產(chǎn)品、新技術(shù) 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(qū)、商務樓）、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(nèi)分布系統(tǒng)、分布式基站、直放站等場景的遠端設備供電）

結(jié)束語

本文根據(jù)現(xiàn)階段廣東地區(qū)基站電源的實際應用情況，詳細分析了多網(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，并給出了相應的解決方案。同時介紹了現(xiàn)階段動力配套設備出現(xiàn)的新產(chǎn)品、新技術(shù)，并通過分析其技術(shù)特點給出了具有前瞻性的推廣建議。