陳耀剛 曹銘 張科

【摘要】 本設(shè)計方案根據(jù)目前一體化各專業(yè)安裝設(shè)計規(guī)范要求，通過靈活的設(shè)備選型，采用新型集成化節(jié)能設(shè)備，運用集約化設(shè)計思路優(yōu)化機房空間布局，空調(diào)方案靈活且有針對性，最大程度地降低對機房空間的需求并達到降本增效的目標。希望本方案能有助于提高基站機房的面積及空間的利用效率，降低機房的能耗，促進基站的選址成功率和續(xù)約率。

【關(guān)鍵詞】 綠色 節(jié)能 一體化 安裝設(shè)計

一、背景

隨著網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不斷升級，設(shè)備集成度和小型化趨勢明顯，在GSM、TD-SCDMA和TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中，均大規(guī)模引入了分布式基站設(shè)備，采用了分離式的結(jié)構(gòu)和集約化設(shè)計后，設(shè)備單元能耗的下降、防護標準提高，環(huán)境適應(yīng)能力進一步改善，設(shè)備安裝、現(xiàn)場修理、維護工作難度以及對配套設(shè)備的要求均有不同程度降低；同時配套連接線纜的光纖化程度較高，減少了對金屬饋纜的需求，降低了饋纜布放的復(fù)雜性。以上這些特性使得可以針對分布式基站安裝進行最小化設(shè)計，降低選址難度與建設(shè)維護成本，實現(xiàn)機房內(nèi)設(shè)備的集中化高效管理。

二、設(shè)計思路

2.1各專業(yè)考慮因素

2.1.1無線

根據(jù)當期用戶及業(yè)務(wù)發(fā)展需求，測算無線設(shè)備配置，考慮多系統(tǒng)、高配置要求完成設(shè)備選型，優(yōu)選分布式、多載波基站設(shè)備。由于分布式基站設(shè)備體積小、重量輕、設(shè)備模塊少，安裝方式靈活，對于機房面積的需求降低，可采用落地、掛墻、支架、抱桿等多種安裝方式；尤其適合與傳輸、數(shù)據(jù)等設(shè)備共享標準機柜的形式，利于統(tǒng)一管理，同時占地空間大大減少，有效地降低選址難度。另外，由于新型分布式基站對于工作環(huán)境要求的降低，可適當降低空調(diào)配置等級或減免空調(diào)配置。同樣也可降低基站對于外電容量的需求、同時減少用電量，降低運營成本。目前，各廠家都推出了高度不超過3U、滿配重量不超過12kg的緊湊型BBU，可掛墻安裝或利用19”機架安裝，甚至堆疊安裝，大大節(jié)省了安裝空間；RRU滿配重量不超過25kg，設(shè)備容量不超過25升，可靈活采用抱桿、掛墻、落地等安裝方式。

2.1.2傳輸

現(xiàn)網(wǎng)GSM、TD-S及TD-L傳輸主要承載方式為PTN，WLAN主要承載方式為PON；綜合考慮網(wǎng)絡(luò)安全等多方面要求，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以環(huán)狀或環(huán)帶鏈；設(shè)備選型需綜合考慮承載需求（端口、帶寬等）及現(xiàn)場安裝條件。

考慮PTN系統(tǒng)成環(huán)需求，PTN設(shè)備端口需求為：4×GE+1×FE+9×E1/ 2×10GE+ 2×GE+1×FE+9×E1。現(xiàn)網(wǎng)接入環(huán)為GE和10GE環(huán)；考慮后期擴容需求及帶寬要求，可統(tǒng)一按10GE接入設(shè)備考慮。

空間及電源資源較豐富站點，可采用承載能力較強設(shè)備，如華為1900/中興6220；空間及電源資源較緊缺站點，可采用集成度較高設(shè)備，如華為960；傳輸設(shè)備可與無線設(shè)備共用綜合機柜安裝；機房空間資源緊張時，傳輸設(shè)備及光纜成端ODB可采用壁掛式方式安裝。

2.1.3電源

基站電源設(shè)備選型配置時除應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求，還應(yīng)該積極選用各項節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)提高基站整體能效水平，降低運營成本。目前，基站電源節(jié)能措施實施效果較好的主要有：高效整流模塊、鐵鋰電池和高溫鉛酸電池等。

1）高效整流模塊。高效開關(guān)電源整流模塊采用了高能效技術(shù)、高效拓撲結(jié)構(gòu)、低壓降的功率器件以及更低阻抗更低能耗的材料，最佳效率超過了96%，比普通模塊提高3%～5%，損耗降低70%左右。高效開關(guān)電源整流模塊的最高效率點出現(xiàn)在20%～90%負載率區(qū)間之內(nèi)，更適合實際應(yīng)用情況。

2）鐵鋰電池。相對于傳統(tǒng)鉛酸電池，鐵鋰電池具有循環(huán)使用壽命長、耐高溫、體積小、重量輕、無污染等優(yōu)點，對建筑空間、承重等安裝條件要求較低。但目前，磷酸鐵鋰電池原材料的一致性和電池產(chǎn)品的一致性還存在問題，尤其是大容量電池（100Ah及以上大容量電池）。因此現(xiàn)階段磷酸鐵鋰電池還無法應(yīng)用于在大容量基站中，可在如FTTx（小區(qū)、商務(wù)樓）、室內(nèi)分布系統(tǒng)、WLAN系統(tǒng)、室外一體化基站等小容量站點進行應(yīng)用。

3）高溫鉛酸電池。相對于傳統(tǒng)閥控密封蓄電池對溫度的敏感性，高溫電池采用多項專利技術(shù)克服高溫條件下引起的蓄電池正極板柵腐蝕、失水干涸、熱失控和負極硫酸鹽化等難題，在-40℃至+70℃范圍內(nèi)，能夠正常使用，且使用壽命與普通電池在常溫下相比不發(fā)生縮短現(xiàn)象。因此可以提高基站環(huán)境溫度或在部分地區(qū)取消基站空調(diào)配置，達到節(jié)能減排效果。

三、最小化節(jié)能安裝設(shè)計

在多網(wǎng)共存的前提下，為了提高基站機房的面積及空間的利用效率，降低機房的能耗，促進基站的選址成功率和續(xù)約率，需要打破固有思維，進行基站最小化節(jié)能設(shè)計。設(shè)計要同時兼顧考慮節(jié)能化、各專業(yè)一體化的要求，可按照規(guī)范的強弱進行權(quán)衡，同時應(yīng)綜合權(quán)衡建設(shè)可實施性、維護實施性和擴展性。面向多網(wǎng)協(xié)同開展一體化配套建設(shè)，重點從“最小化”和“節(jié)能”兩個維度開展方案設(shè)計：

無線基站選用分布式、多載波基站設(shè)備：減少機房空間占用，降低設(shè)備能耗。

集約化設(shè)計，實現(xiàn)設(shè)備集中管理：分布式近端設(shè)備堆疊式安裝在標準綜合柜內(nèi)，配置專門的配電單元以及光纖配線架，將外部線纜統(tǒng)一到綜合柜內(nèi)，利于集中管理維護，有效地節(jié)省線纜資源。傳輸設(shè)備統(tǒng)一安裝于傳輸綜合柜內(nèi)，預(yù)留足夠的配線空間，并充分利用綜合機柜空余空間安裝無線設(shè)備。

運用新型節(jié)能電源設(shè)備：組合開關(guān)電源使用高效模塊；使用高溫鉛酸蓄電池提高空調(diào)設(shè)置溫度，降低空調(diào)耗電 。

運用新型集成化電源設(shè)備：在一體化機柜基站中使用嵌入式電源，在適用場景下使用鐵鋰電池，節(jié)省空間占用，降低對機房承重要求；

靈活考慮柜式及壁掛式空調(diào)：減小對機房面積的要求，降低空調(diào)耗電 。

空調(diào)通風散熱設(shè)計更有針對性：出風口靠近功耗最大的無線主設(shè)備。

采用堆疊式安裝設(shè)計方式：使用綜合設(shè)備柜將同類設(shè)備集中安裝，如無線綜合柜、傳輸綜合柜；綜合柜配置統(tǒng)一的直流配電單元和ODF配線單元，滿足各類設(shè)備的統(tǒng)一接入需求；綜合柜內(nèi)部劃分不同的設(shè)備分區(qū)，統(tǒng)一規(guī)劃，實現(xiàn)分區(qū)管理。

節(jié)能設(shè)計：

1、電源采用組合開關(guān)電源，整流模塊使用高效整流模塊，基站常態(tài)運行時，整流模塊使用休眠技術(shù)，提高整流模塊利用效率；

2、無線基站近端設(shè)備和遠端設(shè)備均由機房內(nèi)電源供電，實現(xiàn)信源和遠端設(shè)備備電時間一致，降低維護成本和施工難度；

3、從基站節(jié)能和深圳地區(qū)氣候情況考慮，蓄電池組使用高溫鉛酸蓄電池組，可以將基站空調(diào)設(shè)置溫度由28度提高到35度，減少基站空調(diào)耗電量。

空調(diào)通風：

計算出基站所需的冷負荷，以此為依據(jù)對空調(diào)設(shè)備進行選型，保障主設(shè)備、電源系統(tǒng)等設(shè)備的正常運行。本方案采用一主一備配置2臺空調(diào)，其中1臺3P柜式空調(diào)，1臺2P掛式空調(diào)（安裝在機房門下方，減少對機房空間的占用），出風口靠近功耗較大的綜合設(shè)備柜。

各專業(yè)的配置匯總表及與傳統(tǒng)基站對比如表1。

四、總結(jié)

本設(shè)計方案根據(jù)目前一體化各專業(yè)設(shè)計規(guī)范要求，在設(shè)定無線設(shè)備配置的基礎(chǔ)上，通過靈活的設(shè)備選型，采用新型集成化節(jié)能設(shè)備，運用集約化設(shè)計思路優(yōu)化機房空間布局，空調(diào)方案靈活且有針對性，最大程度地降低對機房空間的需求并達到降本增效的目標。希望本方案能有助于提高基站機房的面積及空間的利用效率，降低機房的能耗，促進基站的選址成功率和續(xù)約率。

參 考 文 獻

[1]李玉昇，趙黎明，葉榮.“通信局房電源系統(tǒng)蓄電池后備時間的探討”.《電信工程技術(shù)與標準化》 -2011；

[2]李玉異，鞏欣.“移動通信基站直流電源系統(tǒng)容量配置計算”.《電信工程技術(shù)與標準化》 – 2009

[3]吳罡，阮勇，楊一男.“通信電源設(shè)計中創(chuàng)新思想的探討”. 《郵電設(shè)計技術(shù)》 - 2011