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分布式基站的供电解决方案

分布式基站的供电解决方案

目前基站的配电现状,通过查看3G基站的电源配置要求,各类基站设备电源输入要求主要有2种:直流-48V电源,交流220V。 对于宏基站的-48V电源系统,已经有较完善的电源配置方式(市电引入后,配置较完善的防雷单元、通信电源、大容量的48V蓄电池组等),电源保障比较完善。而对于宏基站采用的交流220V电源系统,经现场查勘,存在较大的问题----对于新建户内基站,并没采用适合大多数电信设备使用的-48V通信电源系统,而采用UPS供电形式。在宏基站使用的UPS系统,存在以下问题:

1.一般为UPS单机运行,没有冗余配置,这将成为整个供电环节的瓶颈,一旦UPS损坏,整个系统将崩溃;

2.UPS系统一般为C级防雷,不能满足户外基站的防雷要求,而现有供电配置规划建设中,又大多没考虑B级防雷设施,极易引起UPS因市电雷电浪涌而崩溃;3.每台UPS都必须单独配置蓄电池组,现使用的UPS2KVA)电池节数一般为6-8节,而非电信其他设备普遍使用的-48V输入电源,以后其他设备需-48V电源的设备无法接入,而且所配电池一般为普通的3-5年设计寿命的12V电池,寿命时间短,维护工作量大;

4.UPS电池的电压等级,无法实现较近距离拉远基站的直流远供要求,使得系统配电更加复杂

而对于室外型宏蜂窝、微蜂窝、拉远基站等户外设备,采用专用户外电源柜或户外UPS形式,有些则就地取市电,而对于需采用-48V的拉远基站,则采用就地加适配器形式,将AC220转化为直流48V电源,提供基站使用。这些应用方法中,存在以下问题:

1、直接使用市电或只配置适配器:当发生电力线路故障、电力维修、人为意外断电等情况时,系统全部被迫停止服务(包含通话、通信以及3G的网络数据服务)。在运行商竞争日益加剧的当今,此种情况的出现,将极大消弱竞争力。

2、配置户外UPS或通信-48V电源系统:由于户外基站尤其拉远基站的分布广泛性,除了宏基站采用UPS系统存在的同样问题外,还有如下问题:

1)、安装地方较大,狭窄地方(尤其是RRU等)无法安装;

2)、无法接入市电的地方无法安装;

3)、每个设备都需要配置一套,电源系统数目非常庞大,投资成本高;

4)、每套电源都需要单独配置蓄电池组,非常分散,维护、维修费用高,工作量大;

5)、点多面广,容易被盗,尤其是蓄电池。

6)、绝大部分只能安装于恶劣的室外环境中,高低温、灰尘多,电源主机寿命非常有限;

7)、需要户外型专用电源机柜,成本高,体积大。

 3G基站的几种配电方式介绍

随着通信技术的不断发展,基站产品越来越丰富,而且各有特色。而分布式基站已经代表新一代基站的基本走向。分布式基站具有低成本、环境适应性强、工程建设方便的优势,尤其是在3G移动网络中,分布式基站得到了非常广泛的应用。目前,33G制式TD-SCDMAWCDMACDMA2000都以分布式基站产品为主,而且2G分布式基站产品也不断推出,因此分布式基站的应用越来越广泛。目前按各种覆盖场景使用的基站形式不同,基站的供电系统,大致有以下几种:

一、宏覆盖场景

宏覆盖是无线基站最主要的覆盖形式,容量大、覆盖广。按照设备使用的环境,分布式基站的宏覆盖可以分为室内和室外两种。室内宏基站的供电配置如下图所示。

从图中可以看出,宏基站的供电解决方案采用的是一套中等容量的室内型基站电源,这套电源设备既给机房内的传输设备和基带池BBU供电,同时还通过直流拉远的方式给楼顶或者铁塔上的射频拉远RRU供电。这种集中式的供电方式便于设备的集中维护,但是直流拉远距离受到限制。采用这种供电方式,防雷问题需要重点解决,在直流拉远线路的两端都增加了直流防雷箱。

二、室外微覆盖场景

室外微覆盖是室外宏覆盖的有力补充,随着移动网络的不断扩大,在城乡结合处、广大农村等区域,由于人少,业务量少,很多都采用微基站的方式进行覆盖。同时,随着网络覆盖的不断深化,在人口密集的商业中心,为了深入覆盖和扩大容量,在机房选择困难的地区也采取室外微覆盖的方式。微基站覆盖为了减少投资,大多采用室外设备建站,室外微覆盖的电源解决方案如下图所示。

从图中可以看出,室外微覆盖采用的是室外中小容量的电源供电,可以将嵌入式BBU嵌入到室外电源柜的预留空间中,同时也可以将传输设备嵌入到室外电源柜的预留空间,因此一个室外电源柜加上室外射频拉远设备就可以组成室外微站,无需机房。室外电源既给嵌入式BBU设备供电,又给室外射频拉远RRU供电。但当RRUBBU距离很远时,不太适合直流拉远,可以就近在RRU的位置增加小容量的室外电源给RRU供电。

三、室内覆盖场景

 室内覆盖主要解决热点区域的信道不足,解决建筑物内部信号较差的问题。伴随着移动通信在室内的应用越来越多,室内覆盖给移动运营商带来的收益比重越来越大,对室内覆盖和供电保障要求更高。

  室内覆盖场景按照设备的供电制式可以分为交流供电和直流供电,按照供电方式可以分为集中供电和分散供电。我们以直流供电为例说明室内覆盖的供电解决方案,交流供电只需要把直流电源更改为UPS即可。

1. 集中式供电解决方案   

集中式供电解决方案采用一套电源系统,既给BBU供电,同时通过拉远的方式对远端RRU进行供电,如图所示。方案的优点是电源集中,便于维护,节省设备投资;缺点是拉远距离有一定的限制,线路损耗比较大。

2. 分散式供电解决方案

分散式供电解决方案是采用多套电源系统分别给BBURRU就近供电,如图所示。其优点是就近供电,线路损耗小,供电分散,供电风险小;其缺点是电源系统多,投资大,设备分散,维护难度大。

 实际应用中可以采取集中供电和分散供电相结合的方式。例如针对一栋几十层高楼的室内覆盖,靠近BBURRUBBU使用同一套电源,远离BBURRU可以在楼的中部集中1~2套壁挂式电源,就近拉远进行供电,这种方式折中了集中供电和分散供电的不足,部分解决了拉远距离的问题。

分布式基站无论从供电设备、方式还是从工程设计上都提出了新的要求,随着分布式基站的大规模商用,更多的供电场景将会出现,上海汇珏愿意与运营商一起,共同携手,为通信网络提供可靠、安全、实用的动力保障,共同创建通信动力的崭新未来。

 

文章录入:邓秋艳    责任编辑:邓秋艳 
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