5G網(wǎng)絡(luò)高可靠市電保障方案的探索

程勇

摘要：相對前幾代無線通信技術(shù)，5G技術(shù)帶來的高速率低時延特性會極大的促進社會生產(chǎn)和人們的生活，但是5G基站的高功耗帶來的外市電保障也是當(dāng)前工程建設(shè)中的難題。本文介紹了中國聯(lián)通重慶分公司在5G實驗網(wǎng)工程建設(shè)中遇到的市電改造困難以及由此帶來的5G基站集中供電創(chuàng)新方案。從5G基站的集中高QOS供電保障、機房的布局選擇、傳輸?shù)谋憷缘冉嵌热胧?，探?G基站建設(shè)中市電保障的高可靠性、高效率、高效益實施方案。

關(guān)鍵詞：5G;無線基站建設(shè);基站供電保障;可靠性;高效率;低成本

中圖分類號：TN914.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）01-0223-01

0 概述

在目前5G實驗網(wǎng)建網(wǎng)建設(shè)過程中，重慶聯(lián)通遇到了較大的困難，工程推進較4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)明顯滯后。5G建設(shè)目前主要以利舊現(xiàn)網(wǎng)站址和桿塔資源，疊加改造為主。經(jīng)重慶鐵塔公司核實，目前鐵塔公司90%的站點外市電容量無法滿足5G需求，需要進行大量的配套改造工作，包括鐵塔配套、外市電改造，動力配套改造。尤其以外市電的改造難度最大、耗時最長、費用最高，平均單站外市電改造需要25天以上，成為制約5G建設(shè)效率的關(guān)鍵。如何在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前期充分考慮以上問題，并且同時兼顧5G中后期發(fā)展中新增站址供電保障和集約化建設(shè)等問題，重慶聯(lián)通工程建設(shè)中心提出了集中供電方案，在高效、可靠、低成本方面開展了效益分析與性能評估。

1 5G網(wǎng)絡(luò)的市電保障解決方案

結(jié)合各運營商的5G建設(shè)規(guī)劃，鐵塔公司應(yīng)突破以往“一站一點的供電方式”，引入劃片區(qū)集中供電思路，以1KM為半徑，直接向電力公司申請用電負荷，建設(shè)集中供電系統(tǒng)，集中對片區(qū)內(nèi)基站采用直供電方式進行配電。同時集中配置大功率發(fā)電、備電設(shè)施對片區(qū)內(nèi)站點進行集中保障。該方式組建的集中供電系統(tǒng)具有高可靠，低成本，電費單價低，可滿足5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求。

2 集中供電思路

鐵塔公司應(yīng)定期收集運營商的5G建設(shè)需求或根據(jù)運營商滾動建設(shè)規(guī)劃，制定自己的集中供電系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃，目前先期應(yīng)考慮在商圈、高校、城市熱點景區(qū)等場景，以1KM為半徑考慮，8至10個基站市電需求容量，由電力公司直接提供用電容量滿足通信設(shè)備用電需求。

集中供電系統(tǒng)包括10KV專用變壓器和集中供電機房，含交直流配電、電池、發(fā)電機組、動環(huán)監(jiān)控和運營商傳輸設(shè)備機架和BBU集中放置機架等空間位置。

3 集中供電機房建設(shè)原則

集中供電系統(tǒng)的關(guān)鍵在于集中供電機房的位置的選擇。集中供電機房不僅要考慮通信設(shè)備的安裝需求，也要考慮方便作為集中供電的統(tǒng)一搭火點的需求。因此集中供電機房的建設(shè)原則需要考慮以下因素：（1）集中供電機房位置要臨近高壓下電點。集中機房首先考慮10KV環(huán)網(wǎng)柜或10KV開閉所周邊具備選址條件的位置，以降低高壓引入成本。（2）集中供電機房到周邊基站的距離應(yīng)小于1KM。集中供電機房周邊現(xiàn)網(wǎng)站密集，或規(guī)劃新建站密集，配電需求明確，并且為保證供電質(zhì)量，集中供電機房到基站的距離應(yīng)小于1KM。（3）計劃配電的下端現(xiàn)網(wǎng)站市電多為轉(zhuǎn)供電。集中供電后，轉(zhuǎn)供電改為直供電，有利于降低用電成本。（4）現(xiàn)網(wǎng)基站市電隱患多，有外電改造和擴容訴求。（5）集中供電機房附近傳輸管道和桿路資源豐富，光纜、線纜便于達到周邊基站。（6）城市密集區(qū)建議考慮車庫內(nèi)靠近小區(qū)或者樓宇配電機房周邊。

4 集中供電市電配置原則

系統(tǒng)功耗估算：非5G系統(tǒng)按照1.5KW/套考慮容量，5G系統(tǒng)按照1.5KW/AAU、1.3KW/5GBBU考慮，蓄電池充電功耗按照實際配置容量考慮，機柜按照0.5KW-1KW/臺配置，機房按照3P空調(diào)2.5KW/臺，外市電容量使用率按照85%考慮。

5 集中供電效益評估

以建設(shè)一個下掛10個站點的集中供電站為例，每個基站三家運營商共享，共9套系統(tǒng)。建設(shè)一個完備的集中供電站，包括機房及電源配套，250KVA以上箱式變壓器及高低壓配電線纜材料費、工程服務(wù)費，投資估算合計97.2萬元，其中外市電改造為88.75萬元，平均單站投資為8.87萬元，約為“一站一點”供電方式市電改造的2倍左右。改造后轉(zhuǎn)供電變?yōu)橹惫╇?，電費均價為0.69元/度，較全網(wǎng)轉(zhuǎn)供電均價下降40%。單個基站9套系統(tǒng)（三家共享，含5G系統(tǒng)），年平均單站耗電量5.2萬度，采用集中供電后，單站年均節(jié)約電費2.39萬元，2年即可沖抵集中供電建設(shè)單站外市電額外投資，經(jīng)濟效益極為可觀。按照重慶聯(lián)通目前全網(wǎng)40%的轉(zhuǎn)供電測算，通過集中供電改造后，從第三年開始，因電價下降帶來的效益每年可達6000萬元以上。

6 集中供電優(yōu)勢

集中供電系統(tǒng)配有專用變壓器，直接從高壓環(huán)網(wǎng)下電，高壓電穩(wěn)定可靠，低壓穩(wěn)定輸出，不受外界影響。集中供電管理，可在統(tǒng)一節(jié)點對末梢站點進行發(fā)電保障，提升維護可靠性和時效性。集中供電系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵在于鐵塔配套改造規(guī)劃與運營商5G建設(shè)規(guī)劃同步，并先于運營商的主體建設(shè)項目1～2個月實施，一旦運營商需求提交后，可快速響應(yīng)，快速保障，統(tǒng)一監(jiān)控，提升建設(shè)效率。集中供電，集中發(fā)電保障，又提高了維護效率。

7 結(jié)論

本文通過對5G無線基站建設(shè)的供電保障方式進行了分析和探討，針對阻礙5G快速建設(shè)的市電改造等關(guān)鍵問題，提出了使用集中供電的方式對小規(guī)模5G基站群進行供電和保障。從高壓配電接入、集中供電機房選擇、集約化的最后1KM光纜傳輸、集中發(fā)電保障等功能設(shè)計，充分體現(xiàn)集中供電高可靠、低成本、高效率的優(yōu)勢，可在5G后續(xù)大規(guī)模工程建設(shè)中，特別是針對集中連片的轉(zhuǎn)供電基站改造，能夠較好的滿足建設(shè)需求，具有較高的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 周三.高壓直流供電系統(tǒng)在IDC機房的應(yīng)用與探討[J].信息通信，2019（01）：268-270.

[2] 林健明，陳啟章，楊杰.共建共享模式下接入機房-48V直流供電系統(tǒng)建設(shè)方案[J].通信電源技術(shù)，2018，35（02）：91-94.

[3] 呂海濤.網(wǎng)絡(luò)中心機房供電系統(tǒng)解決方案[J].信息與電腦（理論版），2017（12）：191-193.