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南京奥联信息技术有限公司 210019
摘要：随着GSM、TD-SCDMA、WLAN和LTE等多网络的发展和节能减排工作的开展推进，无线网络工程建设对配套资源需求越来越高，为了适应多网络的发展，急需开展动力配套设备发展、配置等方面的研究，以满足多网络建设的需求。本文根据现阶段广东地区基站电源的实际应用情况，详细分析了多网协同大方向下基站电源系统所面临的问题，并给出了相应的电源解决方案。
关键词：多网协同；高效模块；直流远供；铁锂电池
一、随着GSM、TD-SCDMA、WLAN和LTE等多网络的发展和节能减排工作的开展推进，无线网络工程建设对配套资源需求越来越高，为了适应多网络的发展，急需开展无线网络动力配套设备发展、配置等方面的研究，以满足多网络建设的需求。
二、多网协同发展下基站电源系统面临的问题
在目前多网协同发展的大趋势下，基站电源系统面临着电压等级、电源容量、直流配电、末梢网元和远端RU设备五方面的问题：
二（一）电压等级：广东地区现网基站存在24V和48V两种电压等级的直流供电系统，GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE无线和传输设备均为48V设备，因此24V电源站点需增加DC/DC转换器为通信设备供电，转换设备容量小、效率低。
二（二）电源容量：现网基站存在采用48V电源系统、24V电源系统、48V和24V电源系统三种供电方式为通信设备供电，新建基站采用48V电源系统，单套电源系统需能满足GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE无线和传输设备的典型用电需求。
二（三）直流配电：GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE无线和传输设备直流输出分路数量需求较多，而现有开关电源大部分配置9-26个直流输出分路。部分现网开关电源直流分路未按照多网设备共用电源的需求考虑，随着多网建设的推进，经常出现电源容量满足、分路不满足的情况。
二（四）末梢网元：末梢网元多安装在弱电井、楼梯转角等狭小的空间，因此多采用小型一体化UPS或市电直供的方式为通信设备供电。由于小型一体化UPS本身种类繁多、技术相对落后，使用环境复杂，导致小型一体化UPS故障率较高，影响到网络质量。
二（五）远端RU设备：远端RU设备功耗小、数量多，通常安装在梯间、电井、走廊等等非常狭小的空间，因此多采用市电直供方式供电。虽然信源机房设备配置了电池，但因RU远端设备未配置后备电源，市电中断后仍然会造成通信中断，影响到网络质量。
三、多网协同基站电源解决方案
根据多网协同的要求和电源设备特点，针对电压等级、电源容量、直流配电、末梢网元和远端RU设备这五方面问题提出如下解决建议：
三（一）电压等级：为满足无线和传输设备的供电要求，提高系统共用性能和用电效率，建议将现网的24V电源逐步更换为48V电源系统。
三（二）电源容量：站点均使用一套满容量为600A/48V的电源系统为GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE无线和传输设备供电。
三（三）直流配电：新建48V电源系统直流输出分路数量和容量需能满足多网设备的需求；已有48V电源系统如不满足多网设备需求，建议增加外挂式直流配电箱。
三（四）末梢网元：新建站点原则上不再配置小型一体化UPS，建议采用高可靠性、技术先进的小型直流开关电源替代小型UPS的应用；若通信设备只允许交流供电，可适当选用小型UPS设备供电。
三（五）远端RRU设备：根据实际安装位置情况，建议适当采用直流远供方式为远端RRU供电。
四、动力配套新技术应用介绍
四（一）开关电源高效模块
作为业界最大的无线通信运营商，中国移动从网络需求出发，一直致力于促进通信用高频开关电源的技术进步。节能高效的高频开关电源成为发展趋势，中国移动近几年也在研究具有更高效率的开关电源整流模块以满足节能减排的要求。高效开关电源整流模块采用了高能效技术、高效拓扑结构、低压降的功率器件以及更低阻抗更低能耗的材料，最佳效率超过了96%，比普通模块提高3%～5%，损耗降低70%左右。高效开关电源整流模块的最高效率点出现在20%～90%负载率区间之内，更适合实际应用情况。
四（二）磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是一种正极材料为磷酸亚铁锂（LiFePO4）的新型蓄电池。磷酸铁锂发展历史不长，但由于市场前景不可限量，产业化进程很快，近年受到中国移动的强烈关注。通信行业主要关注磷酸铁锂电池的四大优势：
四（二）①体积小、重量轻：对于民用住宅内的站点，可节省承重加固的费用，进一步加速站点的建设，“节材”优势更加明显；
四（二）②高温性能优异：优异的高温性能可成倍增加户外站电池的寿命，降低维护及更换电池费用，提供系统可靠性；此外在有空调的基站中，可以尝试将空调设置为35度时启动，能有效降低基站平均电耗，“节能”优势更加明显；
四（二）③高功率放电：铁电池在3C以上放电依然能放出全部容量的90%以上，高功率、深度放电的优势能有效降低目前UPS备用电池的总容量、容量降低的时对机房空间及承重要求过大等问题也伴随得到解决，“节地”优势更加明显；
四（二）④超長寿命：铁电池理论循环寿命达到2000次以上，容量不低于85%，使用寿命可高达10年以上，可节省高额的更换维护成本。
四（三）280V直流远程供电
在通信光纤拉远技术应用和全业务运营的背景下，网络覆盖建设方式多元化，通信设备信源与射频端的位置往往根据网络优化的需求进行布放，导致射频端离中心机房距离较远，使用传统的UPS设备效率低、故障率多、维护成本高，供电保障难度较大。这时就需要有一种新型的供电方式来解决上述问题，因此产生了280V直流远程供电系统。相比48V直流供电和交流远供，280V直流远供具有供电距离远、保障安全性高，建设及运行成本低等优点。
四（四）动力配套新技术应用建议
各种新产品、新技术应用建议见表4.4-1：
表4.6-1：新产品、新技术应用建议表
序号 新产品、新技术 应用建议
1 高效整流模块 新建站点全部采用高效整流模块
2 铁锂电池 FTTx（小区、商务楼）、室内分布系统、WLAN系统、室外一体化基站等，蓄电池总容量不建议超过200Ah。
3 高压直流远供 适用于长距离（大于100m）远端设备供电场合（如室内分布系统、分布式基站、直放站等场景的远端设备供电）
结束语
本文根据现阶段广东地区基站电源的实际应用情况，详细分析了多网协同发展大环境下基站电源系统所面临的问题，并给出了相应的解决方案。同时介绍了现阶段动力配套设备出现的新产品、新技术，并通过分析其技术特点给出了具有前瞻性的推广建议。
摘要：随着GSM、TD-SCDMA、WLAN和LTE等多网络的发展和节能减排工作的开展推进，无线网络工程建设对配套资源需求越来越高，为了适应多网络的发展，急需开展动力配套设备发展、配置等方面的研究，以满足多网络建设的需求。本文根据现阶段广东地区基站电源的实际应用情况，详细分析了多网协同大方向下基站电源系统所面临的问题，并给出了相应的电源解决方案。
关键词：多网协同；高效模块；直流远供；铁锂电池
一、随着GSM、TD-SCDMA、WLAN和LTE等多网络的发展和节能减排工作的开展推进，无线网络工程建设对配套资源需求越来越高，为了适应多网络的发展，急需开展无线网络动力配套设备发展、配置等方面的研究，以满足多网络建设的需求。
二、多网协同发展下基站电源系统面临的问题
在目前多网协同发展的大趋势下，基站电源系统面临着电压等级、电源容量、直流配电、末梢网元和远端RU设备五方面的问题：
二（一）电压等级：广东地区现网基站存在24V和48V两种电压等级的直流供电系统，GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE无线和传输设备均为48V设备，因此24V电源站点需增加DC/DC转换器为通信设备供电，转换设备容量小、效率低。
二（二）电源容量：现网基站存在采用48V电源系统、24V电源系统、48V和24V电源系统三种供电方式为通信设备供电，新建基站采用48V电源系统，单套电源系统需能满足GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE无线和传输设备的典型用电需求。
二（三）直流配电：GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE无线和传输设备直流输出分路数量需求较多，而现有开关电源大部分配置9-26个直流输出分路。部分现网开关电源直流分路未按照多网设备共用电源的需求考虑，随着多网建设的推进，经常出现电源容量满足、分路不满足的情况。
二（四）末梢网元：末梢网元多安装在弱电井、楼梯转角等狭小的空间，因此多采用小型一体化UPS或市电直供的方式为通信设备供电。由于小型一体化UPS本身种类繁多、技术相对落后，使用环境复杂，导致小型一体化UPS故障率较高，影响到网络质量。
二（五）远端RU设备：远端RU设备功耗小、数量多，通常安装在梯间、电井、走廊等等非常狭小的空间，因此多采用市电直供方式供电。虽然信源机房设备配置了电池，但因RU远端设备未配置后备电源，市电中断后仍然会造成通信中断，影响到网络质量。
三、多网协同基站电源解决方案
根据多网协同的要求和电源设备特点，针对电压等级、电源容量、直流配电、末梢网元和远端RU设备这五方面问题提出如下解决建议：
三（一）电压等级：为满足无线和传输设备的供电要求，提高系统共用性能和用电效率，建议将现网的24V电源逐步更换为48V电源系统。
三（二）电源容量：站点均使用一套满容量为600A/48V的电源系统为GSM、DCS、TD-SCDMA、LTE无线和传输设备供电。
三（三）直流配电：新建48V电源系统直流输出分路数量和容量需能满足多网设备的需求；已有48V电源系统如不满足多网设备需求，建议增加外挂式直流配电箱。
三（四）末梢网元：新建站点原则上不再配置小型一体化UPS，建议采用高可靠性、技术先进的小型直流开关电源替代小型UPS的应用；若通信设备只允许交流供电，可适当选用小型UPS设备供电。
三（五）远端RRU设备：根据实际安装位置情况，建议适当采用直流远供方式为远端RRU供电。
四、动力配套新技术应用介绍
四（一）开关电源高效模块
作为业界最大的无线通信运营商，中国移动从网络需求出发，一直致力于促进通信用高频开关电源的技术进步。节能高效的高频开关电源成为发展趋势，中国移动近几年也在研究具有更高效率的开关电源整流模块以满足节能减排的要求。高效开关电源整流模块采用了高能效技术、高效拓扑结构、低压降的功率器件以及更低阻抗更低能耗的材料，最佳效率超过了96%，比普通模块提高3%～5%，损耗降低70%左右。高效开关电源整流模块的最高效率点出现在20%～90%负载率区间之内，更适合实际应用情况。
四（二）磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是一种正极材料为磷酸亚铁锂（LiFePO4）的新型蓄电池。磷酸铁锂发展历史不长，但由于市场前景不可限量，产业化进程很快，近年受到中国移动的强烈关注。通信行业主要关注磷酸铁锂电池的四大优势：
四（二）①体积小、重量轻：对于民用住宅内的站点，可节省承重加固的费用，进一步加速站点的建设，“节材”优势更加明显；
四（二）②高温性能优异：优异的高温性能可成倍增加户外站电池的寿命，降低维护及更换电池费用，提供系统可靠性；此外在有空调的基站中，可以尝试将空调设置为35度时启动，能有效降低基站平均电耗，“节能”优势更加明显；
四（二）③高功率放电：铁电池在3C以上放电依然能放出全部容量的90%以上，高功率、深度放电的优势能有效降低目前UPS备用电池的总容量、容量降低的时对机房空间及承重要求过大等问题也伴随得到解决，“节地”优势更加明显；
四（二）④超長寿命：铁电池理论循环寿命达到2000次以上，容量不低于85%，使用寿命可高达10年以上，可节省高额的更换维护成本。
四（三）280V直流远程供电
在通信光纤拉远技术应用和全业务运营的背景下，网络覆盖建设方式多元化，通信设备信源与射频端的位置往往根据网络优化的需求进行布放，导致射频端离中心机房距离较远，使用传统的UPS设备效率低、故障率多、维护成本高，供电保障难度较大。这时就需要有一种新型的供电方式来解决上述问题，因此产生了280V直流远程供电系统。相比48V直流供电和交流远供，280V直流远供具有供电距离远、保障安全性高，建设及运行成本低等优点。
四（四）动力配套新技术应用建议
各种新产品、新技术应用建议见表4.4-1：
表4.6-1：新产品、新技术应用建议表
序号 新产品、新技术 应用建议
1 高效整流模块 新建站点全部采用高效整流模块
2 铁锂电池 FTTx（小区、商务楼）、室内分布系统、WLAN系统、室外一体化基站等，蓄电池总容量不建议超过200Ah。
3 高压直流远供 适用于长距离（大于100m）远端设备供电场合（如室内分布系统、分布式基站、直放站等场景的远端设备供电）
结束语
本文根据现阶段广东地区基站电源的实际应用情况，详细分析了多网协同发展大环境下基站电源系统所面临的问题，并给出了相应的解决方案。同时介绍了现阶段动力配套设备出现的新产品、新技术，并通过分析其技术特点给出了具有前瞻性的推广建议。