高壓直流遠供在LTE基站設計中的應用指導

唐連雷

（吉林吉大通信設計院股份有限公司，吉林 長春130012）

在LTE移動通信網(wǎng)絡建設的基站設計中，考慮到供電環(huán)境受限、節(jié)能減排、降低投資、分布式組網(wǎng)等因素，在基站的后備電源方面，引入了高壓直流遠供電源系統(tǒng)。這一措施從根本上解決了通信設備供電分散、市電開戶造價高、接入困難等對基站設計造成的困擾。

1 高壓直流遠供電源系統(tǒng)概述

1．1 組成原理

高壓直流遠供電源系統(tǒng)直接將局端機房內(nèi)穩(wěn)定的－48 V電源經(jīng)遠供電源處理，以最大效率的方式通過復合光纜或電力線直接給遠方或接入端的通信設備供電。分布式基站電源設計中應用的高壓直流遠供電源系統(tǒng)簡圖如圖1所示。

圖1 高壓直流遠供電源系統(tǒng)簡圖

1．2 優(yōu)點

（1）取電方便，不需要另外找電源，能解決野外取電難的問題；

（2）電源穩(wěn)定，不受市電干擾，且具有一定的電池后備時間；

（3）遠供線路與市電完全隔離，線路不接地并與大地懸浮，一定程度上降低了漏電的風險，供電獨立性較強；

（4）減少電表／電源柜／漏電保護開關的使用，降低成本，減少市電審批環(huán)節(jié)；

（5）降低施工成本，可以選用傳輸電纜與光纜的復合結(jié)構(gòu)，可以與光纜一同施工；

（6）有效簡化了維護工作，與在遠端配置后備電源相比，降低了維護工作量。

1．3 注意事項

（1）高壓直流遠供需考慮長距離直流供電條件下的壓降及線損，另需考慮電纜的拉遠距離、線路線徑、負載大小等參數(shù)。一般情況下，拉遠距離在1 km左右時采用高壓直流遠供方式最為經(jīng)濟；

（2）如果遠端設備故障，無法判斷是光纜還是電纜故障；

（3）光電復合纜的敷設還未出臺相關規(guī)范。從設計角度不建議使用，現(xiàn)在如需使用高壓直流遠供，電纜和光纜需分開布放，目前建議不再使用光電復合光纜。

2 常見的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

高壓直流遠供電源系統(tǒng)常見的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)有點對點結(jié)構(gòu)型、星型結(jié)構(gòu)型、鏈式結(jié)構(gòu)型及混合式結(jié)構(gòu)型，其對應的應用場景如表1所示。

表1 高壓直流遠供電源系統(tǒng)應用場景

3 應用場景及設計方案

高壓直流遠供電源系統(tǒng)在基站設計中的應用場景如圖2。設計方案列舉如表2所示。

圖2 高壓直流遠供電源系統(tǒng)的應用場景

表2 高壓直流遠供電源系統(tǒng)的設計方案

4 高壓直流遠供案例分析

4．1 綿陽GSM網(wǎng)絡工程

綿陽移動2013年啟動了兩期GSM網(wǎng)絡工程，分別為抽閑補忙工程和網(wǎng)絡優(yōu)化工程，其中采用高壓直流遠供建設方式的站點數(shù)量分別達到了32%、73%，而投資占比僅分別為16%、55%，詳見表3。

表3 綿陽GSM網(wǎng)絡工程的高壓直流遠供案例分析

以三臺樟樹路燈（拉遠）基站為例描述采用高壓直流遠供方式的設計方案：綿陽南河大道與金牛大道交接處是弱覆蓋區(qū)域，附近300 m左右有移動基站，由于受周圍樓房阻擋，此區(qū)域的信號覆蓋較差。根據(jù)站點分布密度、覆蓋效果及投資成本分析，擬在此丁字路口建設6 m燈桿，來解決該處弱覆蓋，后備電源保障采用高壓直流遠供。建設方案為：高壓直流遠供的局端設備、無線主設備BBU安裝在該拉遠站點的上端站；高壓直流遠供的遠端設備、3個RRU、3副天線接掛在燈桿上，RRU到BBU端需布放光電復合纜。示意圖如圖3。

圖3 高壓直流遠供方案圖

4．2 綿陽TD－SCDMA網(wǎng)絡工程

綿陽移動2013年啟動了TD－SCDMA網(wǎng)絡工程六期工程，其中綿陽第一批站址儲備三臺宏基站配套工程中新址新建78個TD－SDMA宏站。采用高壓直流遠供建設方式的站點為6個燈桿，數(shù)量占比8%；總體投資682萬元，高壓直流遠供的6個站點投資26萬元，投資占比4%。

該6個高壓直流遠供站點的設計方案：每個燈桿拉遠在上端點配置1個局端（輸入－48 V，輸出3 000 W），1個直流遠供局端掛墻安裝架；在拉遠站點處配置1個遠端（1路輸入，3路輸出，輸出－48 V，600 W），1個室外分配單元，1個室外防雷盒。以三臺南河路燈（拉遠）站點為例，該基站位于三臺縣南河路與金牛大道交叉處，主要覆蓋南河路兩側(cè)及金牛大道，通過利舊6 m路燈桿的方式增加天線來實現(xiàn)網(wǎng)絡對道路的覆蓋，但由于該站點處于交通干道，無法通過新增獨立電源進行供電，故后備電源設計為采用高壓直流遠供方式。

4．3 綿陽LTE網(wǎng)絡工程

綿陽移動2014年LTE二期工程中需要建設58個天網(wǎng)監(jiān)控燈桿站點，提升城區(qū)網(wǎng)格內(nèi)道路的覆蓋水平，解決集團道路測試問題。該58個天網(wǎng)監(jiān)控燈桿站點全部采用高壓直流遠供方式解決燈桿站點的后備電源問題。

5 結(jié) 論

綜上所述，高壓直流遠供電源系統(tǒng)在基站設計中得到了靈活應用，解決了傳統(tǒng)供電系統(tǒng)無法處理的選址困難、引市電困難、投資大、維護量大的難題，主要適用于為了解決遠端功耗不太大、距離不太遠、無法新建直流電源系統(tǒng)且需要后備電源保障的場景。另由于目前中國移動通信集團尚未頒布高壓直流遠供方面的企業(yè)標準，故從設計角度不建議大規(guī)模使用。