宋宏笛

（廣東省公安邊防總隊(duì)廣州通信站，廣東 廣州 510000）

1 基站通信電源的歷程與未來(lái)

1.1 基站通信電源的發(fā)展

1963年我國(guó)開(kāi)始研制可控整流器，1965年開(kāi)始研制逆變器和晶體管直流一直流變換器，80年代初期引進(jìn)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，中期開(kāi)始把這一技術(shù)不斷地推廣到實(shí)踐的操作當(dāng)中去。后來(lái)由于這種技術(shù)在開(kāi)關(guān)電源方面有著顯著優(yōu)勢(shì)，所以開(kāi)始在通信領(lǐng)域運(yùn)用。目前，我國(guó)通信電源普遍采用高頻開(kāi)關(guān)電源。這種開(kāi)關(guān)電源有著諸多的優(yōu)點(diǎn)比如，易接受不同單位的電壓，體積縮小，耗能低，利用率高等。

1.2 基站通信電源的未來(lái)趨勢(shì)

隨著通信行業(yè)的不斷進(jìn)步，通信基站數(shù)量的激增，對(duì)通信電源的要求也越來(lái)越全方位，具體的如下：

1.2.1 可靠性

由于基站分布的距離越來(lái)越遠(yuǎn)離城市，交通不便等因素導(dǎo)致，不能及時(shí)維修和檢查，所以相對(duì)于可以有人時(shí)時(shí)檢測(cè)的通信局站來(lái)比，它的可靠性要求度更高。

1.2.2 拓寬電源設(shè)備的輸入電壓適應(yīng)范圍

現(xiàn)存的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通信電源的輸入電壓范圍為-15%～+10%，已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)行的輸電要求，及時(shí)拓寬30%也是不能滿足市場(chǎng)需求的，所以現(xiàn)在的首要問(wèn)題是運(yùn)用新的技術(shù)和設(shè)備，提高電壓適應(yīng)范圍。

1.2.3 采用集中監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)提高工作效率

傳統(tǒng)的人工檢測(cè)基站模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需求了。因?yàn)榛镜臄?shù)量在不斷的增加，周期的檢查耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，人力廣，效率不高。針對(duì)這一問(wèn)題，我國(guó)目前采用集中監(jiān)控系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)在提高工作效率，節(jié)省資金投入的同時(shí)，還能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保證了整個(gè)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1.2.4 提高基站通信電源的過(guò)電壓保護(hù)和防潮、防塵能力

由于大部分基站的地理位置偏僻，且處于無(wú)人狀態(tài)，所以經(jīng)常受雷電和暴雨的侵襲，雨后普遍潮濕，基站內(nèi)部由于缺少人工打掃，也布滿灰塵。這些小問(wèn)題都是引發(fā)短路的主要原因。所以在初期對(duì)于過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)、防潮設(shè)計(jì)、防塵設(shè)計(jì)等方面都要引起足夠的重視。首先電壓保護(hù)設(shè)計(jì)，要做到保護(hù)元件的可更換性。其次是運(yùn)用高科技防潮、防霉、防煙的設(shè)備和元件。

1.2.5 提高基站通信電源及其監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度

為了適應(yīng)不斷增加的基站數(shù)量，我國(guó)普遍采用了集中管理分散式監(jiān)控系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)智能檢測(cè)對(duì)基站的各種數(shù)值和狀態(tài)實(shí)行即時(shí)檢測(cè)，同時(shí)監(jiān)控模塊還可對(duì)電池進(jìn)行全自動(dòng)管理。這樣，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常狀況時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)預(yù)警，維修人員不必到事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，可以采用遠(yuǎn)程輸入數(shù)據(jù)的方式，對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)處理。一方面提高了工作效率，另一方面也能防患于未然。

2 避錯(cuò)設(shè)計(jì)及容錯(cuò)設(shè)計(jì)方法介紹

2.1 避錯(cuò)設(shè)計(jì)指通過(guò)加大功率器件參數(shù)的設(shè)計(jì)余量，提高電子元器件的可靠性、優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等措施來(lái)提高系統(tǒng)的性能的設(shè)計(jì)方法。

提高元器件的可靠性：電子元器件是組成通信系統(tǒng)的主要部分，因此提高通信系統(tǒng)的可靠性關(guān)鍵在于提高電子元件的可靠性。主要的方式就是引進(jìn)和使用高科技的電子元件，提高整體的質(zhì)量，并定期對(duì)電子元件進(jìn)行檢測(cè)和數(shù)據(jù)監(jiān)控，對(duì)出現(xiàn)老化和損壞的電子元件及時(shí)更換，保證整組元件的可靠性。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.2.1 簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。所謂的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是指電子元件，要在不影響系統(tǒng)的性能的前提下，盡量的減少元件的數(shù)量，數(shù)量的較少，對(duì)于檢測(cè)和維修都是簡(jiǎn)捷的。

2.2.2 采用固定結(jié)構(gòu)備份。對(duì)某些重要的子系統(tǒng)，如電源模塊必須采取數(shù)據(jù)備份，在數(shù)據(jù)缺失或者出現(xiàn)問(wèn)題的情況下可以繼續(xù)維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，盡量減少損失。

2.2.3 采用帶有自動(dòng)切換裝置的待機(jī)結(jié)構(gòu)備份。這種結(jié)構(gòu)有著雙重的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)某一個(gè)子系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的切換到有數(shù)據(jù)備份的子系統(tǒng)上去，減少了對(duì)整個(gè)通信的影響，缺點(diǎn)是必須要增加一套輔助的設(shè)備，增加了管理的費(fèi)用。

2.3 容錯(cuò)設(shè)計(jì)是指在通信電源系統(tǒng)中故障發(fā)生時(shí)，使故障的影響能夠降到最低甚至是抵消。從而使在故障的狀態(tài)下，系統(tǒng)也能保證正常運(yùn)作。

3 提高基站通信電源可靠性的有效途徑

提高基站通信電源可靠性的方式多種多樣，具體的如下：

3.1 通過(guò)避錯(cuò)設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)提高通信電源的可靠性。在允許的經(jīng)濟(jì)條件下，盡量的采用高技術(shù)，高品質(zhì)的電子元件，即使這樣也不能做到零故障，而且不能過(guò)分的增大電子元件的成本，而降低其他設(shè)備的費(fèi)用。

3.2 相比于比錯(cuò)設(shè)計(jì)的局限性，容錯(cuò)設(shè)計(jì)在提高通信電源的可靠性，消除故障方面有著更大的優(yōu)勢(shì)?；旧嫌绊懲ㄐ烹娫纯煽啃缘投蛩赜懈哳l開(kāi)關(guān)電源模塊、電源監(jiān)控等。解析冗余容錯(cuò)技術(shù)是充分利用系統(tǒng)不同元件之間的冗余，當(dāng)某些元件出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)動(dòng)其相應(yīng)的冗余部件，保證系統(tǒng)在允許數(shù)值之內(nèi)，進(jìn)行小功率運(yùn)作，進(jìn)而保證在出現(xiàn)狀況和維修指之間的空擋繼續(xù)維持系統(tǒng)運(yùn)行。這種技術(shù)不但節(jié)省了成本還被實(shí)際檢驗(yàn)為可行，所以目前普遍的被運(yùn)用。

3.3 基于故障檢測(cè)與診斷技術(shù)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)

任何科學(xué)合理的預(yù)防措施和避免方式都不能做到絕對(duì)的通信系統(tǒng)的無(wú)故障運(yùn)作。因此在預(yù)防的前提之下，還要不斷地提高故障診斷技術(shù)。故障檢測(cè)必須要運(yùn)用到日益成熟的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。具體的就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)，把出現(xiàn)故障的元件及時(shí)隔離，或者利用可代替的元件，維持系統(tǒng)的短時(shí)間正常運(yùn)行，為維修提供時(shí)間，其次還能將異常數(shù)據(jù)及時(shí)的反映到主機(jī)之上，工作人員可以及時(shí)的對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，大大的縮短事故的解決時(shí)間，提高工作效率。

4 通信電源系統(tǒng)的可靠性、可維性與可用性設(shè)計(jì)方案

目前的基站的現(xiàn)狀決定對(duì)通信電源提出了多層次的更高要求。

4.1 基站通信電源的可靠性設(shè)計(jì)

4.1.1 將電源模塊的交流輸入電壓范圍提高至±30%。

4.1.2 電源模塊采用自然冷卻方式，減少持續(xù)運(yùn)作引發(fā)的設(shè)備高溫給元件帶來(lái)的耗損，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

4.2 基站通信電源系統(tǒng)的可維性設(shè)計(jì)

為了使得發(fā)生故障之后的維修及時(shí)而簡(jiǎn)便需要采取以下措施：

4.2.1 電源模塊的安裝方式采用帶電插拔式，電源模塊在任何狀態(tài)下可任意插入和拔出。電源模塊動(dòng)態(tài)識(shí)別電路技術(shù)的運(yùn)用，使得這個(gè)要求變?yōu)榭尚?。電源的帶電插拔可以提高維修的作業(yè)效率同時(shí)降低維修難度。

4.2.2 基站通信電源系統(tǒng)監(jiān)控的故障診斷功能為電源系統(tǒng)的維護(hù)提供方便。系統(tǒng)監(jiān)控的引用可以將出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)及時(shí)反映給工作人員進(jìn)行分析，從而迅速采取有效的解決措施。

4.3 基站通信電源系統(tǒng)的可用性設(shè)計(jì)

基站通信電源系統(tǒng)的可用性設(shè)計(jì)有著以下幾個(gè)方面的要求：

4.3.1 電源模塊的帶載特性。對(duì)于基站調(diào)整時(shí)出現(xiàn)的空載狀態(tài)，我們對(duì)電源模塊的電路拓?fù)浼翱刂齐娐愤M(jìn)行了改進(jìn)，使電源系統(tǒng)可以在空載狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)行，48W50A電源模塊的空載損耗小于20W，輕載時(shí)的效率得到提高。

4.3.2 電源模塊的缺相運(yùn)行特性?；镜妮斎腚娫慈毕酄顩r時(shí)有發(fā)生，為了防止這一現(xiàn)象我們普遍采用建立立即保護(hù)和關(guān)閉兩個(gè)模塊。同時(shí)我們還要保證在系統(tǒng)發(fā)出缺項(xiàng)預(yù)警時(shí)，必須保證自身的繼續(xù)運(yùn)行，不至于給通信系統(tǒng)帶來(lái)停機(jī)的重大損失。

[1]智宇.先進(jìn)通信電源技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究[J].北京郵電大學(xué)2010-04-30.

[2]黃恩倫，安強(qiáng)新，曹豐年.通信電源及其控制方法[J].華為技術(shù)有限公司，2011-10-12.