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      5G網絡基站電源配套改造方案的探討
      [ 通信界 | 許鵬飛 趙偉超 呂晨 | www.sdgj0817.com | 2023/7/23 18:26:45 ]
       

      摘要:5G網絡在運行的過程中具備高速率、低時延、海量連接等特征,因此在實際運行的過程中所需要的功耗明顯增加,對于基站中的電源配套有著更高的要求。但是原有的網絡基站的電源配套設施和5G網絡的實際需求有著一定的差異性,因此為了保障5G網絡系統的正常運行,需要對原有基站中的電源配套設施進行有效的改造與升級。本文基于此,先簡單分析對5G網絡基站電源配套進行改造的必然性,后重點分析5G網絡基站電源配套改造的實際措施,希望可以為我國現階段5G網絡基站電源配套的改造方案提供一定的參考價值。

      關鍵詞:5G網絡基站;電源配套;改造方案

      截至2022年6月14日,我國5G基站數達161.5萬個,現階段我國已建成了全球技術領先的網絡基礎設施,并且在其中的一些關鍵核心技術方面實現了有效突破。伴隨著我國5G技術的逐步發展與推廣,5G和對5G移動通信網絡發展的實際特征,我國未來5G基站的總數很可能會超過4G,整體的5G網絡建設規模較為巨大,因此其建設任務也較為繁重,但是基站作為基礎的配套設施及建設是保障物質技術發展和運行的基本保障,可以在實際發展的過程中,需要重視基站的不斷建設,同時也需要對5G網絡基站的建設方案進行相應的探究。為了能夠實現長遠發展,需要對基站的配套進行有效的升級改造,而基站電源配套則是改造過程中的重點內容,需要對其進行格外關注。

      一、5G網絡基站電源配套實現改造的必然性

      5G技術的快速發展實現了熱點城市和區域之間的快速部署,體現了相關技術自身的優越性。但是與此同時伴隨著技術的快速發展和需求的相應變化,也需要對原有的基站進行相應的升級與改造,通過這樣的方式能夠有效地滿足新技術應用的相關需求,所以在一定程度上為后續一些技術創新發展提供有利條件。5G技術主要是實現了原有頻段之上的升級,相比較而言所應用的實際頻率明顯更高,而且相比較而言基站的數量也實現了大規模的增加。而這些大量的基站則是為了更好地維護5G技術頻段應用的實際標準,同時也能夠有效地配合其他相關技術應用方面的實際需求;诎l展的實際情況,5G技術在我國的推廣和應用的范圍較為廣泛,而且在短短的幾年之內就實現了相關技術的發展成熟,尤其是我國基礎移動通信運營商在技術方面能夠有效地實現5G移動網絡和4G天線的合路,為工程建設提供了更高的便利性。

      另外伴隨著5G技術的發展,在網絡隔離度方面所具備的優勢也更為突出,因為相比較以往的技術模式,5G技術在應用的過程中所需要的水平隔離度明顯較小,這也在一定程度上表示伴隨著相關技術的發展成熟,5G技術自身的優越性也更加顯著,在未來的發展過程中這些技術的應用都可以帶來較大的影響因素。而基于5G技術自身所擁有的隔離度方面的優勢,可以為存量空間的合理規劃提供必要的技術支持,同時在另一種程度上,也為現有的基站改造提供了更為便捷、高效的途徑,基站的升級改造是發展的必然趨勢。尤其由于現階段5G基站的發展對于電源方面的需求有了較為明顯的變化,致使5G基站所需要的能耗也成倍地增加,雖然5G技術的發展為現階段通信發展發揮了明顯的優勢作用,但是對于功耗需求的增加也在一定程度上抑制了5G網絡的進一步發展。

      所以在現階段針對5G網絡基站升級改造的過程中,需要格外關注電源配套方面的改造,能夠為其建設更為清晰的電源系統結構,同時也能夠精準地計算基站自身所具備的供電能力和滿足當前5G基站關于能耗的實際需求?梢栽诂F有的基站基礎上實現科學合理的改造,構建更為合理的5G基站電源輸出方案,通過這樣的方式保障整個基站的正常運行。所以在現階段的發展過程中,需要認識到5G技術和基站建設所帶來的優勢作用,同時也需要認識到5G網絡基站建設中所存在的不足,因此需要對5G網絡基站電源配套進行有效的改造升級,這也是5G技術發展的必然需求。

      二、5G網絡基站電源建設標準

      為保證5G網絡基站電源配套改造方案的合理性與科學性,在改造之前要做好充足的準備工作,結合實際情況展開思考和分析,明確5G網絡基站電源建設標準,在此基礎上完成后續一系列工作。在5G基站建設中,要保證信號能通過電磁波在空間中自由傳播,這就需要精準計算距離,考慮到距離與傳播效果的影響。一般來說當距離到達一定遠度,就會隨著距離加大而提高頻率、擴大損耗。

      在相同覆蓋區域內,一般采用850M、1.8G、2.1G、2.6GMHz進行組網,通過科學精準地分配盡量降低基站建設的數量,減少人力、物力、財力等方面的損耗。在電信、聯通移動三大主要運營商中,其所選擇的頻段有所差異,因此呈現出來的效果也有所不同,總計加起來預計基站數能達到560萬+。

      三、5G網絡基站電源配套改造措施

      (一)外市電改造

      5G基站的建設毫無疑問增加了基站的功耗,已經建設完成并且投入使用的5G網絡基站,在運行過程中平均的功耗能夠達到20千瓦以上,所以對于現網存量站的穩定運行,提出了較大的挑戰。但是為了保障5G網絡基站的平穩運行,能夠有效地滿足其發展的實際需求,為其提供足夠的能耗;窘ㄔO的過程中,需要對電源配套實現相應的改造,能夠有效地滿足現階段基站發展的實際需求。而在實際改造的過程中,首先就要對外市電進行改造,因為外市電的容量,將會影響到整個基站的實際運行情況。故而在實際改造的過程中需要考慮到基一站機房內各項設備的實際功耗、電池的充電功率和其他各類電機設備的實際運行情況,通過對這些情況的了解,能夠對當前整個基站的實際運行情況所需的能耗做到一個較為清晰的掌握,可以根據實際的情況進行具有針對性地改造。根據對實際情況的了解可以發現當前基站中的市電冗余量并不能滿足5G基站建設中新增的一些能耗需求,所以需要對當前基站中以下幾個方面進行相應的改造。

      ①為了確;局兴褂玫淖儔浩鞯娜萘磕軌蛴行У貪M足基站運行的實際需求,需要對當前變壓器實際情況進行探究,如果在此過程中容量滿足需求,但是引接線僅小于4×25mm,則可以考慮更換電纜。

      ②如果基站中原有的接火點為單相,可以將其改造為三相電,因為伴隨著5G能耗需求的增加,只有將其改造為三相電才能夠滿足基站運行的需求。

      ③在改造的過程中要確保所使用的引接線能夠滿足實際的需求,但是如果所使用的設備、變壓器的容量明顯超負荷的時候,為了能夠保障整個基站的平穩運行,也需要額外新增一路外市電,同時交流配電箱和開關的電源系統也需要適當地增加,能夠有效地滿足電量的實際需求。

      ④另外如果原先基站的電源配套設備在引接線方面并不能滿足現階段基站發展的實際需求,可以考慮基站的實際情況是否能夠搭建一路新的外市電和配套電源,通過這樣的方式能夠有效地滿足當前基站對于電量的需求。因為原先構建的網絡基站只有一套供電系統能夠提供的電量較為有限,所以需要通過新增一套供電系統,讓兩套供電系統同時供電,能夠有效地滿足5G網絡基站的實際需求。

      (二)交流配電箱的改造

      在原有基站建設的過程中,所配備的常規存量站的交流配電箱,其容量一般都是63A,也有一部分所配備的交流配電箱的容量為100A,但是這兩種配電箱的容量都不能滿足,現階段5G技術系統在運行中對于交流負荷的實際需求。所以現階段基站中的常規存量站并不能滿足實際的需求,需要對交流配電箱進行更換或者改造,根據實際的情況5G網絡基站所應用的交流配電箱的容量最好不小于100A,故而5G網絡基站的交流配電箱的改造需要根據自身實際情況來進行相應的改造與升級。

      (三)組合開關電源的改造

      目前大部分已經構建完成,并且投入使用的網絡基站的常規存量站的組合開關容量,最初都是將容量設置為300A或者是600A,這一容量在最初設置的過程中能夠滿足整個基站的實際需求。隨著5G技術系統的推廣,對于直流負荷需求為150A,但是最初有關于開關電源機架容量的設置與實際的情況有著實際的出入,并不能有效地滿足當前5G系統運行的實際需求,因此需要對其進行相應的改造。而針對原有組合開關電量容量或端子配置明顯不足情況的時候,改造的過程中可以按照以下方式進行。

      ①由于最初所設置的組合開關電源機架容量和現階段物質系統所需求的直流負荷需求有著明顯的差異性,因此在改造的過程中可以先嘗試是否可以通過擴容來滿足相應的需求。而且擴容整流模塊這一類方案能夠有效地節省人力與物力,并不需要對整個原有的系統進行大規模的改造,整體而言是較為理想的改造方案,但是在實際過程中需要確保擴容模塊與原有的模塊要保持一致性。

      ②但是如果實施了擴容整流模塊這一方案,最終新增的整流模塊并不能夠實現有效的運行,最終導致整個模塊停產,當這一情況發生的時候,也可以考慮是否增加或者是替換原有的開關電源。另外如果擴容之后新增的整流模塊能夠有效地運行,沒有出現模塊停產的情況,最終擴容以后的整個組合開關電源機架的容量仍舊無法滿足相關的需求,在此情況之下也可以考慮替換或新增開關電源;谡麄5G網絡基站系統運行的實際情況,為了滿足系統的正常運行,需要對基站電源配套進行相應的改造,但是改造則需要花費大量的時間、人力與財力,所以在改造的過程中只需要盡量地考慮直接的情況,節省人力物力。所以在組合開關電源改造的過程中,為了可以滿足容量的需求就要對其中的一些細節進行有效的把控,爭取在不對整個開關電源進行大規模改造的基礎上能夠滿足系統的正常運行需求,有效地節省了人力、物力與財力。

      ③除此以外也需要考慮到,如果改造以后的組合開關電容自身的容量能夠滿足系統運行的需求,但是剩余的端子卻明顯不足的時候,則要考慮在原有的基礎上新增一個直流配電箱,通過這樣的方式確保能夠滿足整個5G系統運行過程中對于直流負荷的實際需求。

      (四)蓄電池改造

      在對5G網絡基站電源配套方案進行改造的過程中,需要對原有的基本情況進行分析,首先原先作為常規的存量站的蓄電池容量一般會維持在300~600Ah之間,極少情況會突破這一數值。而5G系統運行對于電池的需求相比較而言更為精確,需求一般為400~500Ah。由此可以看出,原有基站的蓄電池所擁有的容量配置明顯區別5G系統,對電池的需求有著較大的差異性。所以在現階段的發展過程中,也需要對其進行相應的改造。而在具體改造的過程中,也需要考慮到以下幾種情況。

      ①首先要對基站的電池的室內存放空間進行考察,如果基站的蓄電池室內存放地區存有足夠當量的擴容空間,則可以考慮直接進行擴容,在擴容的過程中格外注意核實稱重是否可以滿足實際的需求即可。但是如果基站室內并不具備足夠的擴容空間,則可以考慮更換更大容量的蓄電池,或者是對基站整個建設空間進行全面的考察,如果實際的情況允許則可以新增室外柜或者是蓄電池。這些方案都是基于擴容的實際需求,針對室內室外的實際情況來適當地增加蓄電池來實現擴容的需求。

      ②但是基于一些基站自身建設的實際情況,屬于一些較為特殊的地點,或者是整個基站的機房空間十分緊張,室內室外都不具備增加額外蓄電池的條件。當這一情況發生的時候,則考慮將現有的電池替換為梯次電池,因為梯次電池相比較而言比基站所應用的一些常規鹽酸電池能儲備更多電量,其前提是在同等面積和同等重量的情況下。

      (五)機房空調改造

      基于網絡基站衛生建設的實際情況,為了保障基站中各個運輸設備的穩定運行,需要進行機房空調改造。因為機房空調會影響到機房內溫度,而溫度又會影響到設備的運行穩定性,所以在5G網絡基站電源配套設施改造的過程中也需要對機房空調進行重點改造。

      在實施改造的過程中,首先需要對于機房空調總制冷需求做到有效的掌握,根據冷量的總需求來制定初步的改造方案和明確空調的配置需求。而且在對機房空調改造的過程中,一般情況之下都是在已有的基礎上來進行相應的改造,所實行的改造方案是充分結合了現階段機房空調配置需求以后所進行的,通過這樣的方式確保改造完成之后的機房空調,有效地控制機房內的溫度,確保能夠完全滿足5G和傳輸等設備運行穩定性的需求。但是如果機房空調改造的方案并不能夠有效地滿足需求,可是受到一些外在因素的影響不得不進行空調的更換。在更換的過程中需要結合空調安裝的實際空間來考慮是新增空調數量還是替換原有的舊空調,不管是哪一種改造方案,最終都需要結合實際的情況來進行系統性分析。

      四、結束語

      綜上所述,5G網絡基站建設的主要目的就是為了促進我國通信行業的穩定發展,因為通信行業是保障社會發展的重要基礎產業。但是5G網絡的運行對基站的需求與以往基站建設等各方面的需求有著較大的差異性。尤其是5G基站在能耗方面的需求明顯增加成了抑制5G網絡發展的重要因素,因此在5G的發展過程中,需要對網絡基站中的電源配套進行有效的改造,以此來構建更為科學合理的電源方案,確保5G網絡基站的穩定運行。

      作者單位:許鵬飛 趙偉超 呂晨 河南省信息咨詢設計研究有限公司

      參  考  文  獻

      [1]涂攀科.5G基站電源節能改造方案研究[J].信息系統工程,2022(03):8-11.

      [2]李貴生.現網5G基站電源配套改造的研究與應用[J].中國新技術新產品,2020(06):52-53.

      [3]田成立.5G基站在地鐵隧道內的電源配套解決方案探索構架[J].通信電源技術,2021,38(02):89-91.

      [4]李曉東.現網5G基站電源配套改造的研究與應用要點構架[J].通信電源技術,2021,38(02):220-222.

      許鵬飛(1987-),男,河南滎陽,工程師,研究方向:5G基站電源配套相關研究。

       

      1作者:許鵬飛 趙偉超 呂晨 來源:中國新通信 編輯:顧北

       

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