極簡(jiǎn)模式下基站配套的帶內(nèi)監(jiān)控研究

劉 鑫，陳耀文，李 韻

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，無(wú)線基站的建設(shè)模式因?yàn)槭艹杀?、物業(yè)等影響，更多采用云無(wú)線接入網(wǎng)（Cloud- Radio Access Network，CRAN）機(jī)房加天面極簡(jiǎn)的模式建設(shè)?！疤贾泻汀笔钱?dāng)今世界最為緊迫的使命，同時(shí)碳減排成為信息與通信技術(shù)（Information and Communications Technology，ICT）行業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)，多國(guó)發(fā)布面向ICT行業(yè)的碳中和細(xì)分政策?！秶?guó)務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)（國(guó)發(fā)〔2021〕4號(hào)）》中提出：加快信息服務(wù)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，做好大中型數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房綠色建設(shè)和改造，建立綠色運(yùn)營(yíng)維護(hù)體系[1]。深圳移動(dòng)公司響應(yīng)國(guó)家和集團(tuán)公司政策要求，積極探索極簡(jiǎn)建設(shè)模式下，建立全網(wǎng)多站點(diǎn)協(xié)同的綠色運(yùn)營(yíng)維護(hù)體系。

1 極簡(jiǎn)站點(diǎn)建設(shè)模式

與傳統(tǒng)的模式不同，極簡(jiǎn)的天面采用的都是微配套或者刀片電源的建設(shè)模式。新模式下，對(duì)于天面設(shè)備和供電的監(jiān)控有不同方式，有采用射頻拉遠(yuǎn)單元（Remote Radio Unit，RRU）外告方式監(jiān)控，也有增加動(dòng)環(huán)監(jiān)控單元（Field Supervision Unit，F(xiàn)SU）監(jiān)控的方式，還有帶內(nèi)監(jiān)控的方式[2,3]。網(wǎng)管平臺(tái)建設(shè)模式有多種方式，具體如圖1所示。

圖1 網(wǎng)管平臺(tái)建設(shè)模式

2 華為OPM的使用和監(jiān)控方式

文章主要研究極簡(jiǎn)模式下的華為技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱華為）配套產(chǎn)品的帶內(nèi)監(jiān)控模式。

2.1 華為OPM在極簡(jiǎn)的使用接入模式

針對(duì)極簡(jiǎn)站點(diǎn)配套，深圳移動(dòng)首先與華為合作，開(kāi)展極簡(jiǎn)模式廠家配套的應(yīng)用。即使用華為廠家提供的光電源管理（Optical Power Management，OPM）電源和鋰電池作為有源天線單元（Active Antenna Unit，AAU）的配套電源[4]。

華為OPM的模式，不用增加額外異廠家的電源設(shè)備，且支持掛墻、抱桿等與AAU同類型的安裝模式，簡(jiǎn)單易操作，便于站點(diǎn)的快速建設(shè)。同時(shí)，該模式支撐AAU、RRU、室內(nèi)基帶處理單元（Building Base band Unit，BBU）的帶內(nèi)監(jiān)控，不用增加FSU和外告監(jiān)控，達(dá)到了極簡(jiǎn)站的目的。

2.2 華為OPM監(jiān)控和使用方式

針對(duì)無(wú)線拉遠(yuǎn)站AAU/RRU場(chǎng)景，華為刀片電源支持戶用儀表總線（Meter Bus，MBUS）通信場(chǎng)景。對(duì)于RRU和刀片電源均支持MBUS的條件下（OPM30M Ver.B、OPM30M Ver.C、OPM40M 支 持MBUS），只需將刀片電源負(fù)載接口與RRU電源接口連接即可，無(wú)需額外連接其他監(jiān)控線纜[5]。單路RRU拉遠(yuǎn)監(jiān)控組網(wǎng)如圖2所示。

圖2 單路RRU拉遠(yuǎn)監(jiān)控組網(wǎng)圖

2.2.1 硬件連接

硬件設(shè)備連接如表1所示。

表1 硬件設(shè)備連接參數(shù)

對(duì)于多個(gè)MBUS RRU組網(wǎng)場(chǎng)景，硬件連接完成后只需挑選任意一臺(tái)RRU作為管理者進(jìn)行配置即可，組網(wǎng)如圖3所示。

圖3 多路RRU拉遠(yuǎn)監(jiān)控組網(wǎng)圖

2.2.2 網(wǎng)管配置

硬件連接后，需要在U2 000網(wǎng)管增加軟件配置。其具體步驟如下文所述。

步驟1：在掩碼自編碼器（Masked Autoencoders，MAE）上配置機(jī)柜。

步驟2：在MAE上配置性能監(jiān)測(cè)單元（Performance Monitoring Unit，PMU）（PMU管理者柜框號(hào)為BBU，若監(jiān)控線接到BBU的MON0口，則管理者端口號(hào)為0；若監(jiān)控線接到BBU的MON1口，則管理者端口號(hào)為1）。如 ADD PMU：CN=1，SRN=7，PTYPE=ETP，MCN=0（管理者柜號(hào))，MSRN=0（管理者框號(hào)），MPN=0，Address=3，LSDF=DISABLE，ACCLF=DISABLE。

步驟3：在MAE上配置電源供應(yīng)器（PC Power Supply Unit，PSU），需要根據(jù)PSU實(shí)際數(shù)量進(jìn)行添加。

步驟4：在MAE上配置鋰電池。

2.2.3 OPM200電源系統(tǒng)監(jiān)控和監(jiān)控鏈路

OPM200電源系統(tǒng)監(jiān)控如圖4所示，OPM監(jiān)控鏈路如圖5所示。

圖4 OPM200電源系統(tǒng)監(jiān)控

圖5 OPM監(jiān)控鏈路

2.3 極簡(jiǎn)帶內(nèi)監(jiān)控命令和數(shù)據(jù)

2.3.1 監(jiān)控查詢命令

針對(duì)極簡(jiǎn)代維監(jiān)控，可以通過(guò)定義的軟件和指令直接查詢電池和電源的情況。具體命令如下。

（1）DSP PMU?？梢圆樵兿蘖鳡顟B(tài)、次要負(fù)載上下電狀態(tài)、按時(shí)間負(fù)載下電能力、配電槽位不備電能力、母排電壓（V）、負(fù)載總電流（A）、蓄電池電流（A）、交流電壓（V）、交流限流能力（支持）、環(huán)境溫度（℃）、軟件版本號(hào)、硬件PCB版本號(hào)、硬件可編程器件版本號(hào)、編譯時(shí)間、版本說(shuō)明、生產(chǎn)日期、內(nèi)循環(huán)風(fēng)扇平均轉(zhuǎn)速（r/min）以及外循環(huán)風(fēng)扇平均轉(zhuǎn)速（r/min）。

（2）DSP BATTERY?？梢圆樵冸姵仡愋?、電池組路數(shù)、剩余容量（%）、剩余備電時(shí)間（min）、蓄電池溫度（℃）、蓄電池電流（A）、充放電狀態(tài)、蓄電池上下電狀態(tài)、蓄電池累計(jì)充電時(shí)間（h）、蓄電池累計(jì)休眠時(shí)間（h）、鋰電池個(gè)數(shù)、鋰電池額定容量、鋰電池效率以及停電次數(shù)。

（3）DSP ELABEL?？梢圆樵冸娮訕?biāo)簽。

（4）DSP BRDVER?？梢圆樵冘浖姹?、硬件版本。

（5）DSP BRDMFRINFO。可以查詢型號(hào)、條碼、描述、生產(chǎn)日期以及生產(chǎn)商。

2.3.2 DSP PMU和DSP BATTERY查詢結(jié)果

DSP PMU和DSP BATTERY查詢結(jié)果如圖6和圖7所示。

圖6 DSP PMU查詢結(jié)果

圖7 DSP BATTERY查詢結(jié)果

2.3.3 OPM帶內(nèi)監(jiān)控項(xiàng)

告警名稱以及具體原因如表1所示。

表1 告警名稱以及具體原因

2.4 預(yù)警分析功能

從OPM帶內(nèi)監(jiān)控信息看，可以主動(dòng)實(shí)現(xiàn)以下預(yù)警分析功能：一是電源、電池模塊硬件故障會(huì)上報(bào)告警，提醒客戶上站檢查，避免定期巡檢；二是市電輸入異常告警上報(bào)，實(shí)時(shí)關(guān)注市電狀態(tài)，避免站點(diǎn)掉站；三是電池支撐情況可以隨時(shí)獲知，預(yù)先獲取發(fā)電有效時(shí)間，避免基站退服。

2.5 各監(jiān)控方式對(duì)比

從上述的極簡(jiǎn)站點(diǎn)帶內(nèi)監(jiān)控情況，對(duì)比基本的外告監(jiān)控和FSU動(dòng)環(huán)監(jiān)控，可以得到各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.5.1 外告模式

針對(duì)設(shè)備電源類外告，主要是主電告警、整流模塊告警、熔絲告警、低壓告警以及雷擊告警等。通過(guò)RRU上傳的外告更少，具體根據(jù)RRU廠家決定。外告連接場(chǎng)景如圖8所示。

圖8 外告連接場(chǎng)景

2.5.2 動(dòng)環(huán)FSU模式

相對(duì)極簡(jiǎn)模式室外模式，OPM主要對(duì)比戶外小型一體化電源或者能源柜。而對(duì)于極簡(jiǎn)站點(diǎn)，動(dòng)環(huán)FSU采用主要在于監(jiān)控通過(guò)有線需要增加纖芯資源，無(wú)線則需要增加物聯(lián)網(wǎng)卡等且監(jiān)控不穩(wěn)定。

2.5.3 3種監(jiān)控方式對(duì)比

帶內(nèi)監(jiān)控、外部告警、動(dòng)環(huán)告警這3種監(jiān)控方式對(duì)比如表3所示。

表2 最新戶外一體化電源監(jiān)控參數(shù)信息

表3 3種監(jiān)控方式對(duì)比

（1）從對(duì)電源和電池的監(jiān)控上，OPM相對(duì)外告監(jiān)控量更多，并且可控制；相對(duì)動(dòng)環(huán)FSU，相對(duì)監(jiān)控量不多，但主要的主電、設(shè)備和備電都有監(jiān)控，并且不需增加額外接線和監(jiān)控設(shè)備。

（2）從建設(shè)和成本上，OPM雖然單廠家供給設(shè)備成本稍高，但不需增加額外的空間和設(shè)備，物業(yè)談判容易實(shí)現(xiàn)，且完全室外化，不需空調(diào)等設(shè)備，可更加節(jié)能。

3 應(yīng)用展望

目前，華為OPM模式極大地匹配極簡(jiǎn)站點(diǎn)，建站物業(yè)談判難度可以降低，設(shè)備安裝可以與AAU/RRU同步，且完全室外化，高效節(jié)能。因?yàn)閷儆谥髟O(shè)備廠家供應(yīng)設(shè)備，在高度適配主設(shè)備廠家的同時(shí)，目前只支持通過(guò)同設(shè)備廠家的AAU/RRU/BBU的方式實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)監(jiān)控，不能支持外告、動(dòng)環(huán)FSU的監(jiān)控，建議首先具備外告功能，可以通過(guò)異廠家的RRU/AAU設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)建議支持485接口，外接動(dòng)環(huán)FSU監(jiān)控。目前，OPM主要應(yīng)用在室外RRU/AAU極簡(jiǎn)拉遠(yuǎn)模式，建議可以針對(duì)室分無(wú)機(jī)房站點(diǎn)，取代之前的UPS備電和電源系統(tǒng)，更高效地做好室分無(wú)機(jī)房備電和電源配套。因此，更建議傾向在極簡(jiǎn)模式下，采用帶內(nèi)監(jiān)控，省事省力安全可靠。

4 結(jié) 論

在當(dāng)前5G的建設(shè)模式中，極簡(jiǎn)模式建站越來(lái)越多。主要研究在極簡(jiǎn)模式下基站配套的監(jiān)控問(wèn)題，重點(diǎn)研究主設(shè)備廠家的帶內(nèi)監(jiān)控模式，介紹了帶內(nèi)監(jiān)控的連接、告警定義、參數(shù)以及監(jiān)控方式方法等，體現(xiàn)帶內(nèi)監(jiān)控的特點(diǎn)，并通過(guò)對(duì)比針對(duì)不同電源的監(jiān)控方案，包括外告、動(dòng)環(huán)FSU等，從監(jiān)控參數(shù)、成本等方面研究選擇。最終建議在極簡(jiǎn)模式下選擇帶內(nèi)監(jiān)控方式，與主設(shè)備更貼近，建設(shè)成本低，具備實(shí)施監(jiān)控的功能，省心省力且安全高效。