无线小容量站点动力配套方案的现状及建议-电子工程世界

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随着国内三大运营商近两年无线小容量站点，特别是室内覆盖站点的大规模抢建，前期建设中未引起足够关注的动力配套问题逐渐凸显。因动力配套问题导致网络的覆盖质量下降，甚至影响到客户体验、引起客户投诉的情况屡见不鲜。

    本文试从无线网络建设的特点、动力配套的地位等方面对该问题进行分析，并力求提出一些可操作性的建议。

    动力配套滞后带来的问题

    2008年运营商重组、3G牌照发放后，国内三大运营商均开始了大规模的网络部署，以获得更好的网络覆盖质量，在无线运营业务竞争中获得优势。各运营商在此次的网络建设中，普遍体现出以下特点：
    ● 以解决覆盖为主，迅速提升网络覆盖面。
    ● 单站投资小。通过压缩单站投资额，能够使站点数量达到最大化，缓解资金缺口的压力。
    ● 建设周期短，时间紧，任务重。
    基于以上特点，各运营商无线建设部门在进行网络建设的时候，选用的均是小站型的设备，无论是2G的微基站、室内覆盖基站，还是3G的RRU设备，单站的用户能力均不大，形成了数量众多、站点分散、单站功耗小的格局。
    这些站点大部分选择单相交流供电，直接取用市电，无备电考虑。
    交流无备电供电的问题在投运后逐渐显现。首先暴露的问题是市电停电导致的业务中断。如青海联通，通过对2009年基站退服的故障进行统计分析，停电引起的基站退服故障占了总故障的90%以上，而其中微基站停电造成的基站退服故障频次占总故障的97%、故障历时占总历时的98.5%，成为基站退服的重要原因。
    UPS备电方案问题多多
    为解决市电停电导致的业务中断问题，动力维护部门会增加备电。因无线侧采用的是交流输入，增加备电最简单、直接的方式就是UPS，备电时间8小时至20小时不等。
    这种方案虽然暂时解决了部分站点的停电退服问题，但是从国内几年运行的情况看，它也给运营商带来了无穷的烦恼，多个省份最后不得不放弃这种方案。
    ● 电池寿命远低于预期
    UPS配置的电池绝大部分采用12V单体，理论寿命5年左右，但实际应用中，很多站点1年不到电池就开始大量损坏。
    ● 维护工作量增加
    UPS主机的故障率高，电池损坏率高，维护人员必须频繁地对这些站点做出维护响应。
    ● 电费大幅度增加
    直流供电方案重获认可
    直流方案的主要优势体现为系统可靠性高，效率高，电池管理功能完善等，如表1所示。
                  表1 直流通信电源和UPS的比较

    国内多个省份的运营商在采用UPS方案几年后，又回到了开关电源直流备电的方案。
    直流供电改造方案分析
    下面对几种直流供电改造方案的优劣及可行性进行分析。
    （1）改造无线侧交流输入模块，采用开关电源供电
    这种方式最有效，最直接，经济性也最好，但是需要无线设备的供货厂家配合完成。
    一般情况下，无线侧设备订货时是交直流可选的，运营商可以根据自身建设的需要来选择采用交流或者直流的供电方式。如果建网时确定为交流，后续需要更改为直流，理论上能够实现，但实行起来难度大。
    ● 工程条件限制：无线侧设备数量庞大，分布复杂，逐个站点改造难度很大；
    ● 技术经济条件限制：设备供应厂家可能改造报价很高，而这种改造只能独家完成，不具备形成开放的竞价条件，使得改造方案的技术经济性很差而难以通过投资审批；
    ● 硬件结构限制：无线侧设备因其应用环境的要求，大部分是密封结构，板卡一次压制成型，无法完成电源模块的替换。
    比较有效的方法是运营商订货时直接要求设备具有双输入接口（220V交流和48V直流），这样既能满足前期快速建网的要求，又给后续动力优化提供了灵活配置的可能，而且不会导致建设成本的大幅上升。

    （2）开关电源加逆变器方案
    在无线侧无法实现直流改造，而又想获得直流方案在动力保障、电池管理方面的优势时，逆变器方案就成了必然的选择。
    相比直流方案，逆变器方案效率低、存在单点故障；但是与UPS方案比，保留了直流电源方案的电池管理功能完善、电网适应性强的主要特征。此方案的扩容性好，并且在该站点建立了可靠的交、直流供电保障，在传输、数据等业务有供电需求时，很容易实现。
    （3）直流远供及交流远供方案
     近两年随着3G站点大规模的建设，RRU侧供电保障因其单站容量小、数量庞大的特点，日益受到运营商的重视。在现有站址改造的过程中，对于覆盖半径内的RRU站点的供电保障被纳入改造方案考虑之中。
    远供是指RRU侧的近端没有备电保障，通过电缆从具备备电能力的机房对RRU供电的动力保障模式，分为交流远供和直流远供。直流远供提供-48V的直流电，交流远供为220V交流电；直流远供距离最远为200m，交流远供距离为200~3000m；直流远供损耗较高，交流远供损耗较低。
    综上所述，直流供电方案的改造涉及多专业、多场景，需要仔细分析网络、供电、环境等特征，综合考量各种相关因素，才能制定出合理、合适的改造方案。
    改造方案的设备选择
    （1）开关电源
     首先要确定是选择室内型开关电源还是室外型开关电源，两者的性能比较见表2。

表2 室内型和室外型开关电源的比较

     室外型开关电源因其安装方式灵活，环境适应能力强，近几年得到了大规模的应用。
     改造站点的模块容量序列选择与现网应争取通用；室外站模块要与室内站的兼容；不同容量段的模块实现混插，避免网上模块的容量段过于复杂，使备件、维护等难度增大。如中兴通讯的ZXD1500（V4）30A整流器与ZXD2400（V4）50A整流器可以实现同一机架不同容量的混插，为系统的平滑扩容及备件通用创造了有利条件。

    （2）逆变器

    要合理选择逆变器容量，满足负载容量并留有适当裕度，如采用远供方案应考虑线损。容量过大会使建设成本过高，并且会占用更大的机房空间，维护工作量也会增加。
    逆变器的工作状态应能纳入开关电源系统的监控管理范围，如以干接点方式上报“逆变模块故障”、“交流输出电压异常”等告警信息。
    可以考虑选择具备同时接入交流和直流两路输入的逆变器产品，在市电正常时以市电为主供应，以减少电能反复转换所造成的损耗；市电不稳、中断时，自动切换为-48V直流逆变方式供电。该类逆变器产品的切换时间必须满足业务不中断的要求。同时，对于市电条件较差的站点，为避免频繁切换，应能设置为仅由-48V供电的状态。

    （3）蓄电池

    蓄电池作为无线局站备电的主要手段，其技术也在不断地进步。在-48V供电系统中，建议采用2V系列蓄电池。当前主用的蓄电池有常规的阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）、电信级电池、胶体电池、磷酸铁锂电池等，每种电池都各有优缺点，进行电池选择时，应综合考虑资金情况，局站的温度、防护、防盗条件等，选择适合的产品。

    无线基站因其自身技术的发展及运营商业务竞争的需求，呈现多站点、单站低能耗的特点，使得无线专业和动力专业的结合更紧密。如果无线专业和动力专业在无线网建设时能充分沟通论证，考虑到动力配套的可靠性和经济性，并为后续动力优化创造条件，则一定能够为运营商无线网的优质运行提供更充分的动力保障。

关键字：无线动力配套编辑：探路者引用地址：无线小容量站点动力配套方案的现状及建议

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