中國移動通信集團(tuán)江蘇有限公司南京分公司 姜 寧

1 目前存在的幾個問題

1.1 組網(wǎng)存在的供電問題

基于目前移動通信的特點(diǎn)，通常都采用將基帶單元（BBU）和射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）進(jìn)行分離，BBU集中放置在機(jī)房，靈活機(jī)動地開展遠(yuǎn)端RRU模塊建設(shè)，既提高了組網(wǎng)效率，又能滿足各類無線環(huán)境的通信需求。但是在BBU加RRU的組網(wǎng)方式中，RRU作為遠(yuǎn)端有源模塊，遠(yuǎn)離機(jī)房設(shè)備，其供電問題就變成了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的焦點(diǎn)。

1.2 基站建設(shè)和維護(hù)存在的問題

室外型小基站和拉遠(yuǎn)站點(diǎn)安裝條件差，取電困難且可靠性不高。各種站型的市電引入問題不好解決，直接影響后續(xù)基站建設(shè)的工期，導(dǎo)致不能按時完成。對于偏遠(yuǎn)農(nóng)村的基站，如果不建設(shè)機(jī)房，會因為較偏僻產(chǎn)生安全問題以及停電次數(shù)較多、時間較長產(chǎn)生供電問題，而建設(shè)機(jī)房后的配套投資明顯增大，投資收益的矛盾突出。

綜上所述，為了解決上述問題我們將直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)作為專題，主要針對南京移動溧水分公司溧水臥龍湖水庫北直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐。

2 遠(yuǎn)供方式

2.1 RRU及遠(yuǎn)端設(shè)備供電解決方案

目前對于RRU及遠(yuǎn)端設(shè)備的供電方案大致分為以下3種。

2.1.1 市電直接供電

即就近接入220V交流市電直接給RRU單元、室內(nèi)分布系統(tǒng)（宏蜂窩基站、室內(nèi)微蜂窩基站和直放站等）供電。這種方式就近取電，損耗小，但是同樣存在供電問題。市電并不是穩(wěn)定的，它存在著很多電能質(zhì)量問題，例如電壓浪涌、高壓尖脈沖、暫態(tài)過電壓、電壓下陷、線路噪聲、頻率偏移、持續(xù)低電壓、供電中斷等。這些質(zhì)量問題既可以引起系統(tǒng)終端設(shè)備硬件老化等相對較輕的不良影響，也可以導(dǎo)致數(shù)據(jù)完全丟失或主設(shè)備燒毀等較大的事故。而且就近取電又受取電場合等環(huán)境的因素的影響很大。

市電直接供電方式存在的問題歸納如下：

1）供電的可靠性不能得到有效保障。隨時受市電供應(yīng)情況的制約，如電網(wǎng)檢修停電等情況；同時，本地用電單位或個人經(jīng)常以各種原因拉閘限電、斷電，導(dǎo)致可靠性差。

2）普通民用交流電電壓波動大，影響系統(tǒng)設(shè)備功效，極易造成系統(tǒng)終端設(shè)備被電源浪涌所沖壞。

3）安裝及維護(hù)需供電局、外單位或市民等的協(xié)助，管理成本高。

4）供電糾紛導(dǎo)致的RRU無法正常工作的情況屢見不鮮。

2.1.2 市電加UPS供電

市電直接供電最直接的考慮是采用一種市電加UPS（不間斷電源）的供電方式，即在各終端設(shè)備旁配備小型UPS。

本地加裝UPS解決方案的優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成熟、價格相對合理、已有大規(guī)模應(yīng)用。

但由于要引入電池設(shè)備并安裝于室外等環(huán)境，因此也存在許多不足。

第一，因為UPS設(shè)備電池容量有限，所以小容量UPS后備時間是有限的，而且UPS主機(jī)因大多要處于弱電井或室外安裝，環(huán)境非常差，灰塵多，所以UPS因環(huán)境因素容易損壞；第二，UPS電池的使用壽命受電池充放電次數(shù)限制及溫度的影響較大，所以說電池使用壽命對環(huán)境氣候的依賴性較大，如VRLA（閥控式密封鉛酸蓄電池）最佳使用溫度為25℃左右，氣溫每升高10℃，電池壽命就減半；第三，UPS安裝不便，維護(hù)量大（安裝于樓頂、弱電井等，空間狹小，維護(hù)困難，需定期巡檢，定期對電池充放電）維護(hù)費(fèi)用高，而且更換新電池、處理舊電池所需費(fèi)用巨大，電池發(fā)生泄漏時可能損壞設(shè)備器件；第四，UPS投資成本費(fèi)用高（初期成本加每1～2年更換一次蓄電池的費(fèi)用），UPS安裝點(diǎn)多而分散，電池容易被盜。同樣，需要遠(yuǎn)距離拉線時，必須單獨(dú)進(jìn)行管路施工，無法走弱電管路。

2.1.3 直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)

直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)是利用宏基站或機(jī)房內(nèi)的大容量通信電源和蓄電池組（容量大），經(jīng)由局端設(shè)備進(jìn)行DC/DC（直流/直流）升壓，以電纜、復(fù)合光纜為傳輸介質(zhì)，通過能量管理分配器分路監(jiān)控、隔離、限流，最后經(jīng)遠(yuǎn)端設(shè)備轉(zhuǎn)換成末梢網(wǎng)元設(shè)備所需的電壓等級，從而實(shí)現(xiàn)對末梢網(wǎng)元的不間斷供電和電源集中監(jiān)控的效果。

使用直流供電系統(tǒng)不受當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)復(fù)雜的負(fù)荷變化、晝夜變化、電站多樣化等因素而產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓過高或過低的影響。不受當(dāng)?shù)卮笮驮O(shè)備開啟、關(guān)閉等因素而產(chǎn)生的電磁干擾、諧波、閃變和浪涌的影響，杜絕了當(dāng)?shù)貜?fù)雜電力網(wǎng)絡(luò)中，直接雷和感應(yīng)雷對通信設(shè)備的損害。所以直流遠(yuǎn)程供電網(wǎng)絡(luò)純凈、單一，供電電壓穩(wěn)定，可延長設(shè)備使用壽命。其特性如表1所示。

3 方案的比較

針對RRU供電解決方案的調(diào)研，對比各解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)從下述幾個方面進(jìn)行比較。

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3.1 降低管理成本方面

首先，采用遠(yuǎn)程供電的整個流程，在運(yùn)營商安裝部門內(nèi)部就能完成，無需供電局、外單位的協(xié)助，大大降低了管理成本；其次，采用遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)，供電部分可以同通信終端設(shè)備一起安裝，不需另行鋪設(shè)專用線路，大大地節(jié)省工程成本，加快了工程進(jìn)度。

3.2 降低運(yùn)維成本方面

當(dāng)供電設(shè)備點(diǎn)多面廣時，市電加UPS等供電方式涉及大量的運(yùn)行維護(hù)成本，而遠(yuǎn)供電源是一種免維護(hù)產(chǎn)品，大大地降低維護(hù)成本。由于系統(tǒng)為“懸浮”系統(tǒng)，解決了因市電的波動、雷電干擾、停電時間長所帶來的種種問題，節(jié)省了大量的維護(hù)工作量。

3.3 減少意外停電造成的損失方面

不難發(fā)現(xiàn)，UPS供電時間有限，不能應(yīng)對長時間的停電，難免會因停電造成服務(wù)中斷，且超長使用壽命的戶外UPS的電池壽命一般在l～2年，而遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)設(shè)備壽命在10～20年。

對上述供電解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)見表2。

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鑒于以上原因，采取遠(yuǎn)程供電方式在通信機(jī)房取電，通過電纜或復(fù)合光纜傳送到無線單元RRU部分，既能保證電源供應(yīng)的穩(wěn)定性、增強(qiáng)向遠(yuǎn)端RRU設(shè)備供電的安全性和可靠性，也不會增加經(jīng)濟(jì)成本，同時減少了大量與業(yè)主協(xié)調(diào)的工作量。直流遠(yuǎn)程供電方案有利于網(wǎng)絡(luò)中電源設(shè)備的集中建設(shè)、集中維護(hù)運(yùn)行，降低運(yùn)行和維護(hù)成本，同時也可提高電源設(shè)備的整體使用效率。

4 現(xiàn)場簡介

溧水臥龍湖水庫北直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)遠(yuǎn)供電源項目主要是解決二干河拉遠(yuǎn)基站供電問題。主機(jī)房在距離1.2km左右的臥龍湖水庫北基站，此次直流遠(yuǎn)供系統(tǒng)主要為二干河的兩臺RRU設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程供電。局端設(shè)備安裝于臥龍湖水庫北基站，從近端機(jī)房內(nèi)取電，升壓后通過傳輸電纜送至拉遠(yuǎn)站點(diǎn)，二干河遠(yuǎn)端設(shè)備降壓為48V為2臺RRU設(shè)備進(jìn)行供電。

該局端設(shè)備位于臥龍湖水庫北基站，將開關(guān)電源輸出的48 V直流電升壓到DC380V（260～400V可調(diào)），通過傳輸電纜輸送二干河基站，在經(jīng)遠(yuǎn)端降壓為DC48V給RRU供電。見圖1。

5 實(shí)施效果

該項目建設(shè)完成15個月后對其建設(shè)成本和設(shè)備使用效率指標(biāo)進(jìn)行了比對，通過比對得出結(jié)論：偏遠(yuǎn)郊區(qū)建設(shè)成本下降95%，設(shè)備使用效率提升5%。遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)的供電方式完全滿足現(xiàn)行形勢下通信設(shè)備的各種運(yùn)用場景。

6 結(jié)束語

本次實(shí)踐是對比兩個情景相同的宏基站與遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)的應(yīng)用。建設(shè)成本下降較大，特別是偏遠(yuǎn)的郊區(qū)，下降率95%、設(shè)備利用率提升5%。另外，遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)更可大量使用在室分系統(tǒng)、拉遠(yuǎn)分布式基站、綜合接入系統(tǒng)、無線寬帶、監(jiān)控等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。由于遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)牽涉到局端的－48V通信電源系統(tǒng)、遠(yuǎn)端的通信設(shè)備以及中間的供電線路，每個點(diǎn)的實(shí)際情況又各不相同，建議要針對每個點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場勘察并委托設(shè)計。另外，遠(yuǎn)供中施工的桿路路由變化較多，所以需完善直流遠(yuǎn)供施工及驗收規(guī)范，特別是“工程變更”與“重大工程質(zhì)量事故報告表”“供電路由圖”等。

目前其他運(yùn)營商在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的一些問題，都是與建設(shè)相關(guān)，如建設(shè)前期沒有進(jìn)行設(shè)計與會審，只是廠家提供了方案，實(shí)施完成后沒有驗收，工程工藝沒有把關(guān)等。所以項目的委托設(shè)計、會審、相關(guān)資料與驗收等工作非常重要，資料的提供為日后的故障處理與日常維護(hù)工作及各維護(hù)專業(yè)職責(zé)劃分等工供依據(jù)，達(dá)到安全可靠與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的最佳組合。