無線小容量站點動力配套方案的現(xiàn)狀及建議
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隨著國內(nèi)三大運營商近兩年無線小容量站點，特別是室內(nèi)覆蓋站點的大規(guī)模搶建，前期建設(shè)中未引起足夠關(guān)注的動力配套問題逐漸凸顯。因動力配套問題導致網(wǎng)絡的覆蓋質(zhì)量下降，甚至影響到客戶體驗、引起客戶投訴的情況屢見不鮮。
本文試從無線網(wǎng)絡建設(shè)的特點、動力配套的地位等方面對該問題進行分析，并力求提出一些可操作性的建議。
動力配套滯后帶來的問題
2008年運營商重組、3G牌照發(fā)放后，國內(nèi)三大運營商均開始了大規(guī)模的網(wǎng)絡部署，以獲得更好的網(wǎng)絡覆蓋質(zhì)量，在無線運營業(yè)務競爭中獲得優(yōu)勢。各運營商在此次的網(wǎng)絡建設(shè)中，普遍體現(xiàn)出以下特點：
● 以解決覆蓋為主，迅速提升網(wǎng)絡覆蓋面。
● 單站投資小。通過壓縮單站投資額，能夠使站點數(shù)量達到最大化，緩解資金缺口的壓力。
● 建設(shè)周期短，時間緊，任務重。
基于以上特點，各運營商無線建設(shè)部門在進行網(wǎng)絡建設(shè)的時候，選用的均是小站型的設(shè)備，無論是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、站點分散、單站功耗小的格局。
這些站點大部分選擇單相交流供電，直接取用市電，無備電考慮。
交流無備電供電的問題在投運后逐漸顯現(xiàn)。首先暴露的問題是市電停電導致的業(yè)務中斷。如青海聯(lián)通，通過對2009年基站退服的故障進行統(tǒng)計分析，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%、故障歷時占總歷時的98.5%，成為基站退服的重要原因。
UPS備電方案問題多多
為解決市電停電導致的業(yè)務中斷問題，動力維護部門會增加備電。因無線側(cè)采用的是交流輸入，增加備電最簡單、直接的方式就是UPS，備電時間8小時至20小時不等。
這種方案雖然暫時解決了部分站點的停電退服問題，但是從國內(nèi)幾年運行的情況看，它也給運營商帶來了無窮的煩惱，多個省份最后不得不放棄這種方案。
● 電池壽命遠低于預期
UPS配置的電池絕大部分采用12V單體，理論壽命5年左右，但實際應用中，很多站點1年不到電池就開始大量損壞。
● 維護工作量增加
UPS主機的故障率高，電池損壞率高，維護人員必須頻繁地對這些站點做出維護響應。
● 電費大幅度增加
直流供電方案重獲認可
直流方案的主要優(yōu)勢體現(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
直流供電改造方案分析
下面對幾種直流供電改造方案的優(yōu)劣及可行性進行分析。
（1）改造無線側(cè)交流輸入模塊，采用開關(guān)電源供電
這種方式最有效，最直接，經(jīng)濟性也最好，但是需要無線設(shè)備的供貨廠家配合完成。
一般情況下，無線側(cè)設(shè)備訂貨時是交直流可選的，運營商可以根據(jù)自身建設(shè)的需要來選擇采用交流或者直流的供電方式。如果建網(wǎng)時確定為交流，后續(xù)需要更改為直流，理論上能夠?qū)崿F(xiàn)，但實行起來難度大。
● 工程條件限制：無線側(cè)設(shè)備數(shù)量龐大，分布復雜，逐個站點改造難度很大；
● 技術(shù)經(jīng)濟條件限制：設(shè)備供應廠家可能改造報價很高，而這種改造只能獨家完成，不具備形成開放的競價條件，使得改造方案的技術(shù)經(jīng)濟性很差而難以通過投資審批；
● 硬件結(jié)構(gòu)限制：無線側(cè)設(shè)備因其應用環(huán)境的要求，大部分是密封結(jié)構(gòu)，板卡一次壓制成型，無法完成電源模塊的替換。
比較有效的方法是運營商訂貨時直接要求設(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)動力優(yōu)化提供了靈活配置的可能，而且不會導致建設(shè)成本的大幅上升。
在無線側(cè)無法實現(xiàn)直流改造，而又想獲得直流方案在動力保障、電池管理方面的優(yōu)勢時，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)適應性強的主要特征。此方案的擴容性好，并且在該站點建立了可靠的交、直流供電保障，在傳輸、數(shù)據(jù)等業(yè)務有供電需求時，很容易實現(xiàn)。
（3）直流遠供及交流遠供方案
近兩年隨著3G站點大規(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，日益受到運營商的重視。在現(xiàn)有站址改造的過程中，對于覆蓋半徑內(nèi)的RRU站點的供電保障被納入改造方案考慮之中。
遠供是指RRU側(cè)的近端沒有備電保障，通過電纜從具備備電能力的機房對RRU供電的動力保障模式，分為交流遠供和直流遠供。直流遠供提供-48V的直流電，交流遠供為220V交流電；直流遠供距離最遠為200m，交流遠供距離為200~3000m；直流遠供損耗較高，交流遠供損耗較低。
綜上所述，直流供電方案的改造涉及多專業(yè)、多場景，需要仔細分析網(wǎng)絡、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）開關(guān)電源
首先要確定是選擇室內(nèi)型開關(guān)電源還是室外型開關(guān)電源，兩者的性能比較見表2。
改造站點的模塊容量序列選擇與現(xiàn)網(wǎng)應爭取通用；室外站模塊要與室內(nèi)站的兼容；不同容量段的模塊實現(xiàn)混插，避免網(wǎng)上模塊的容量段過于復雜，使備件、維護等難度增大。如中興通訊的ZXD1500（V4）30A整流器與ZXD2400（V4）50A整流器可以實現(xiàn)同一機架不同容量的混插，為系統(tǒng)的平滑擴容及備件通用創(chuàng)造了有利條件。
（2）逆變器
要合理選擇逆變器容量，滿足負載容量并留有適當裕度，如采用遠供方案應考慮線損。容量過大會使建設(shè)成本過高，并且會占用更大的機房空間，維護工作量也會增加。
逆變器的工作狀態(tài)應能納入開關(guān)電源系統(tǒng)的監(jiān)控管理范圍，如以干接點方式上報“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接入交流和直流兩路輸入的逆變器產(chǎn)品，在市電正常時以市電為主供應，以減少電能反復轉(zhuǎn)換所造成的損耗；市電不穩(wěn)、中斷時，自動切換為-48V直流逆變方式供電。該類逆變器產(chǎn)品的切換時間必須滿足業(yè)務不中斷的要求。同時，對于市電條件較差的站點，為避免頻繁切換，應能設(shè)置為僅由-48V供電的狀態(tài)。
（3）蓄電池
蓄電池作為無線局站備電的主要手段，其技術(shù)也在不斷地進步。在-48V供電系統(tǒng)中，建議采用2V系列蓄電池。當前主用的蓄電池有常規(guī)的閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）、電信級電池、膠體電池、磷酸鐵鋰電池等，每種電池都各有優(yōu)缺點，進行電池選擇時，應綜合考慮資金情況，局站的溫度、防護、防盜條件等，選擇適合的產(chǎn)品。
無線基站因其自身技術(shù)的發(fā)展及運營商業(yè)務競爭的需求，呈現(xiàn)多站點、單站低能耗的特點，使得無線專業(yè)和動力專業(yè)的結(jié)合更緊密。如
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