《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無(wú)線小容量站點(diǎn)動(dòng)力配套方案的現(xiàn)狀及建議
李建忠
中興通訊技術(shù)
摘要: 隨著國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商近兩年無(wú)線小容量站點(diǎn),特別是室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)的大規(guī)模搶建,前期建設(shè)中未引起足夠關(guān)注的動(dòng)力配套問(wèn)題逐漸凸顯。因動(dòng)力配套問(wèn)題導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量下降,甚至影響到客戶體驗(yàn)、引起客戶投訴的情況屢見(jiàn)不鮮。 本文試從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的特點(diǎn)、動(dòng)力配套的地位等方面對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析,并力求提出一些可操作性的建議。
Abstract:
Key words :

    隨著國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商近兩年無(wú)線小容量站點(diǎn),特別是室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)的大規(guī)模搶建,前期建設(shè)中未引起足夠關(guān)注的動(dòng)力配套問(wèn)題逐漸凸顯。因動(dòng)力配套問(wèn)題導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量下降,甚至影響到客戶體驗(yàn)、引起客戶投訴的情況屢見(jiàn)不鮮。
    本文試從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的特點(diǎn)、動(dòng)力配套的地位等方面對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析,并力求提出一些可操作性的建議。
    動(dòng)力配套滯后帶來(lái)的問(wèn)題
    2008年運(yùn)營(yíng)商重組、3G牌照發(fā)放后,國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商均開(kāi)始了大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)部署,以獲得更好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量,在無(wú)線運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。各運(yùn)營(yíng)商在此次的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,普遍體現(xiàn)出以下特點(diǎn):
    ● 以解決覆蓋為主,迅速提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋面。
    ● 單站投資小。通過(guò)壓縮單站投資額,能夠使站點(diǎn)數(shù)量達(dá)到最大化,緩解資金缺口的壓力。
    ● 建設(shè)周期短,時(shí)間緊,任務(wù)重。
    基于以上特點(diǎn),各運(yùn)營(yíng)商無(wú)線建設(shè)部門在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的時(shí)候,選用的均是小站型的設(shè)備,無(wú)論是2G的微基站、室內(nèi)覆蓋基站,還是3G的RRU設(shè)備,單站的用戶能力均不大,形成了數(shù)量眾多、站點(diǎn)分散、單站功耗小的格局。
    這些站點(diǎn)大部分選擇單相交流供電,直接取用市電,無(wú)備電考慮。
    交流無(wú)備電供電的問(wèn)題在投運(yùn)后逐漸顯現(xiàn)。首先暴露的問(wèn)題是市電停電導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷。如青海聯(lián)通,通過(guò)對(duì)2009年基站退服的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,停電引起的基站退服故障占了總故障的90%以上,而其中微基站停電造成的基站退服故障頻次占總故障的97%、故障歷時(shí)占總歷時(shí)的98.5%,成為基站退服的重要原因。
    UPS備電方案問(wèn)題多多
    為解決市電停電導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷問(wèn)題,動(dòng)力維護(hù)部門會(huì)增加備電。因無(wú)線側(cè)采用的是交流輸入,增加備電最簡(jiǎn)單、直接的方式就是UPS,備電時(shí)間8小時(shí)至20小時(shí)不等。
    這種方案雖然暫時(shí)解決了部分站點(diǎn)的停電退服問(wèn)題,但是從國(guó)內(nèi)幾年運(yùn)行的情況看,它也給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了無(wú)窮的煩惱,多個(gè)省份最后不得不放棄這種方案。
    ● 電池壽命遠(yuǎn)低于預(yù)期
    UPS配置的電池絕大部分采用12V單體,理論壽命5年左右,但實(shí)際應(yīng)用中,很多站點(diǎn)1年不到電池就開(kāi)始大量損壞。
    ● 維護(hù)工作量增加
    UPS主機(jī)的故障率高,電池?fù)p壞率高,維護(hù)人員必須頻繁地對(duì)這些站點(diǎn)做出維護(hù)響應(yīng)。
    ● 電費(fèi)大幅度增加
    直流供電方案重獲認(rèn)可
    直流方案的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為系統(tǒng)可靠性高,效率高,電池管理功能完善等,如表1所示。
                  表1 直流通信電源和UPS的比較

    國(guó)內(nèi)多個(gè)省份的運(yùn)營(yíng)商在采用UPS方案幾年后,又回到了開(kāi)關(guān)電源直流備電的方案。
    直流供電改造方案分析
    下面對(duì)幾種直流供電改造方案的優(yōu)劣及可行性進(jìn)行分析。
    (1)改造無(wú)線側(cè)交流輸入模塊,采用開(kāi)關(guān)電源供電
    這種方式最有效,最直接,經(jīng)濟(jì)性也最好,但是需要無(wú)線設(shè)備的供貨廠家配合完成。
    一般情況下,無(wú)線側(cè)設(shè)備訂貨時(shí)是交直流可選的,運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)自身建設(shè)的需要來(lái)選擇采用交流或者直流的供電方式。如果建網(wǎng)時(shí)確定為交流,后續(xù)需要更改為直流,理論上能夠?qū)崿F(xiàn),但實(shí)行起來(lái)難度大。
    ● 工程條件限制:無(wú)線側(cè)設(shè)備數(shù)量龐大,分布復(fù)雜,逐個(gè)站點(diǎn)改造難度很大;
    ● 技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制:設(shè)備供應(yīng)廠家可能改造報(bào)價(jià)很高,而這種改造只能獨(dú)家完成,不具備形成開(kāi)放的競(jìng)價(jià)條件,使得改造方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性很差而難以通過(guò)投資審批;
    ● 硬件結(jié)構(gòu)限制:無(wú)線側(cè)設(shè)備因其應(yīng)用環(huán)境的要求,大部分是密封結(jié)構(gòu),板卡一次壓制成型,無(wú)法完成電源模塊的替換。
    比較有效的方法是運(yùn)營(yíng)商訂貨時(shí)直接要求設(shè)備具有雙輸入接口(220V交流和48V直流),這樣既能滿足前期快速建網(wǎng)的要求,又給后續(xù)動(dòng)力優(yōu)化提供了靈活配置的可能,而且不會(huì)導(dǎo)致建設(shè)成本的大幅上升。
    (2)開(kāi)關(guān)電源加逆變器方案
    在無(wú)線側(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)直流改造,而又想獲得直流方案在動(dòng)力保障、電池管理方面的優(yōu)勢(shì)時(shí),逆變器方案就成了必然的選擇。
    相比直流方案,逆變器方案效率低、存在單點(diǎn)故障;但是與UPS方案比,保留了直流電源方案的電池管理功能完善、電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)的主要特征。此方案的擴(kuò)容性好,并且在該站點(diǎn)建立了可靠的交、直流供電保障,在傳輸、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)有供電需求時(shí),很容易實(shí)現(xiàn)。
    (3)直流遠(yuǎn)供及交流遠(yuǎn)供方案
     近兩年隨著3G站點(diǎn)大規(guī)模的建設(shè),RRU側(cè)供電保障因其單站容量小、數(shù)量龐大的特點(diǎn),日益受到運(yùn)營(yíng)商的重視。在現(xiàn)有站址改造的過(guò)程中,對(duì)于覆蓋半徑內(nèi)的RRU站點(diǎn)的供電保障被納入改造方案考慮之中。
    遠(yuǎn)供是指RRU側(cè)的近端沒(méi)有備電保障,通過(guò)電纜從具備備電能力的機(jī)房對(duì)RRU供電的動(dòng)力保障模式,分為交流遠(yuǎn)供和直流遠(yuǎn)供。直流遠(yuǎn)供提供-48V的直流電,交流遠(yuǎn)供為220V交流電;直流遠(yuǎn)供距離最遠(yuǎn)為200m,交流遠(yuǎn)供距離為200~3000m;直流遠(yuǎn)供損耗較高,交流遠(yuǎn)供損耗較低。
    綜上所述,直流供電方案的改造涉及多專業(yè)、多場(chǎng)景,需要仔細(xì)分析網(wǎng)絡(luò)、供電、環(huán)境等特征,綜合考量各種相關(guān)因素,才能制定出合理、合適的改造方案。
    改造方案的設(shè)備選擇
    (1)開(kāi)關(guān)電源
     首先要確定是選擇室內(nèi)型開(kāi)關(guān)電源還是室外型開(kāi)關(guān)電源,兩者的性能比較見(jiàn)表2。
                  表2 室內(nèi)型和室外型開(kāi)關(guān)電源的比較
     室外型開(kāi)關(guān)電源因其安裝方式靈活,環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),近幾年得到了大規(guī)模的應(yīng)用。
     改造站點(diǎn)的模塊容量序列選擇與現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)爭(zhēng)取通用;室外站模塊要與室內(nèi)站的兼容;不同容量段的模塊實(shí)現(xiàn)混插,避免網(wǎng)上模塊的容量段過(guò)于復(fù)雜,使備件、維護(hù)等難度增大。如中興通訊的ZXD1500(V4)30A整流器與ZXD2400(V4)50A整流器可以實(shí)現(xiàn)同一機(jī)架不同容量的混插,為系統(tǒng)的平滑擴(kuò)容及備件通用創(chuàng)造了有利條件。
    (2)逆變器
    要合理選擇逆變器容量,滿足負(fù)載容量并留有適當(dāng)裕度,如采用遠(yuǎn)供方案應(yīng)考慮線損。容量過(guò)大會(huì)使建設(shè)成本過(guò)高,并且會(huì)占用更大的機(jī)房空間,維護(hù)工作量也會(huì)增加。
    逆變器的工作狀態(tài)應(yīng)能納入開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的監(jiān)控管理范圍,如以干接點(diǎn)方式上報(bào)“逆變模塊故障”、“交流輸出電壓異常”等告警信息。
    可以考慮選擇具備同時(shí)接入交流和直流兩路輸入的逆變器產(chǎn)品,在市電正常時(shí)以市電為主供應(yīng),以減少電能反復(fù)轉(zhuǎn)換所造成的損耗;市電不穩(wěn)、中斷時(shí),自動(dòng)切換為-48V直流逆變方式供電。該類逆變器產(chǎn)品的切換時(shí)間必須滿足業(yè)務(wù)不中斷的要求。同時(shí),對(duì)于市電條件較差的站點(diǎn),為避免頻繁切換,應(yīng)能設(shè)置為僅由-48V供電的狀態(tài)。
    (3)蓄電池
    蓄電池作為無(wú)線局站備電的主要手段,其技術(shù)也在不斷地進(jìn)步。在-48V供電系統(tǒng)中,建議采用2V系列蓄電池。當(dāng)前主用的蓄電池有常規(guī)的閥控密封鉛酸蓄電池(VRLA)、電信級(jí)電池、膠體電池、磷酸鐵鋰電池等,每種電池都各有優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行電池選擇時(shí),應(yīng)綜合考慮資金情況,局站的溫度、防護(hù)、防盜條件等,選擇適合的產(chǎn)品。
    無(wú)線基站因其自身技術(shù)的發(fā)展及運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)的需求,呈現(xiàn)多站點(diǎn)、單站低能耗的特點(diǎn),使得無(wú)線專業(yè)和動(dòng)力專業(yè)的結(jié)合更緊密。如果無(wú)線專業(yè)和動(dòng)力專業(yè)在無(wú)線網(wǎng)建設(shè)時(shí)能充分溝通論證,考慮到動(dòng)力配套的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,并為后續(xù)動(dòng)力優(yōu)化創(chuàng)造條件,則一定能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商無(wú)線網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)運(yùn)行提供更充分的動(dòng)力保障。
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