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中興5G電源解決方案助建5G網絡

2020-08-26 10:43:41 941

5G網絡的搭建離不開關于多模式低功耗的設計要點,同時在電源設備與基站通訊終端之間,5G供電解決方案起著關重要的作用。

5G網絡整體架構與挑戰

眾所周知,5G三大業務主要包括增強容量、接入海量終端和超高可靠超低時延通信。其中增強移動寬帶可實現3D/超高清視頻、高清語音以及云辦公等;超高可靠低延時通信可實現工業自動化、自動駕駛、高可靠應用以及移動醫療等。


圖1:5G三大業務

據熊勇介紹,5G網絡的整體框架主要由UE傳送,站點接收,然后發射到三級DC,實現計算、存儲和網絡等基礎設施的建設。


圖2:5G網絡整體框架

熊勇指出,更高的頻段和數據流量的增加使得站點數量激增。據相關數據統計,DC機房、宏站和Small Cell站點數量持續增長,尤其是Small Cell站點。與此同時,5G網絡對能源的需求也呈現出不同的方向。其中,DC機房數量增加,需要更可靠、更高效的供電方案;5G基站設備功耗大幅增加,對供電提供更多挑戰;Small Cell站點爆炸式增長,其安裝方式以抱桿、壁掛為主。

5G網絡能源總體框架主要由DC機房、宏站和獨立AAU/微站三大部分組成。其所應用到的產品和系統各不相同。DC機房主推高壓直流+市電直供方案,可靠、高效、低TCO,節省供電設備投資達40%,電費節省可達10%。其次,宏站主推站點擴容,利舊電池模塊和蓄電池,節省投資;推薦高密度大功率嵌入式電源+智能鋰電池,節省空間,提升效率。獨立AAU/微站則主推PAD電源&電池方案,自冷散熱提升可靠性,上桿上塔減少線路損耗提升效率,智能電源節省運維成本。


圖3:5G網絡能源總體框架

5G供電解決方案

聚焦客戶核心價值,即高可靠、低TCO,實現又好又省的效果,是5G電源解決方案的優選。高效化、智能化和平滑擴展成為5G電源優選解決方案的衡量標準。那么,如何才能達到這三項標準呢?

熊勇指出,高效化可以通過電源轉換效率提升,高壓供電減少損耗,加粗線徑、縮短供電線路,減少線路損耗以及高效維護來節省人力等途徑得以實現。

5G核心機房(中央DC、區域DC)、大型匯聚機房均可應用。主流廠家5G核心機房設備(服務器、路由、交換等)、匯聚機房設備(OTN、PTN等)均可支持高壓直流供電。

圖4:某5G區域DC機房采用高壓直流供電現場照片

智能化則可實現智能錯峰,解決市電不足,節省投資。通過電源監控,設置市電容量,利用電池平衡供電,補充峰值時的市電差額,不僅可以減少對市電的改造,節省投資,而且能節省協調時間,實現快速5G部署。

例如在貴州的5G電源智能削峰試驗站中,貴州鐵塔針對5G高功耗需求帶來的外市電改造難題,2019年5~6月選取室內和室外兩類典型場景進行電源改造,通過站點電源容量擴容改造、智能削峰方案的智能化調度,快速高效低成本解決5G站點市電容量不足的瓶頸問題,最終以室外站點核算,智能削峰的總體改造成本僅為市電改造費用的1/4,經濟效益明顯。

圖5:5G電源智能削峰試驗站(貴州)

另外,智能鋰電可以實現智能升壓、智能共用和智能防盜;智能監控以解決多能源、多業務管理,統一管理和調度,最大限度節省能源,節省電費,并實現智能共享,計量每類業務的電量及用電比例,可按需進行業務下電設置;按需提供電能,電源與AAU或無線管理后臺進行通信,實時掌握無線設備對輸入電壓及功率的要求,調整電源電壓及功率,減少損耗達到智能協同的狀態。

電源平滑擴展則可以保護現有投資,減少對現網設備供電的沖擊;使用電池共享實現智能并聯使用,保護現有電池;以配電擴展,滿足5G需求。

在現有2G/3G/4G網絡物理站址上,部署5G通信設備,并擴容供電設施。

圖6:共站址電源擴容要點

5G共站址供電方案的核心原則是聚焦客戶核心價值,即省(綜合成本最低)、快(改造周期最短)、易(最容易實施)、少(對現網影響最少)。

圖7:共站址供電的整體建議

目前中興通訊通信電源主要包括為核心機房、傳輸機房、數據中心供電的大電源,為宏基站供電的室內電源、室外電源、嵌入式電源,以及為微站及小容量站點供電的Pad電源和壁掛電源等系列。以下是演講中中興通訊提供的部分相關供電方案。


圖8:室內600A電源系統共站址方案

圖9:室外共站供電方案:新建電源系統供電

圖10:室外共站址供電方案:利舊現有機柜

5G電源部分產品介紹

1.中心機房

中心機房主要是HVDC和48VDC供電。其中,HVDC是供電的發展趨勢,主要取決于DC機房中主設備對供電的要求。中興通訊分立式電源ZXDU88 S402廣泛應用于國內移動、電信和聯通,每年發貨超過1000套。

圖11:中興通訊分立式電源ZXDU88 S402

2.室外微站/獨立AAU(RRU)

室外微站/獨立AAU(RRU)場景典型應用于市區補盲補熱的燈桿站、樓頂宏站、拉遠站、AAU分散部署、高鐵、高速路以及隧道站等。PadPower方案的核心價值具備以下特點。

全室外:零占地,更靈活,快速低成本部署;

全自冷:可靠性更高,產品效率更高;

全高效:系統效率可達97%,供電系統更靠近用電設備,線路損耗更少;

更智能:免調測,免維護,快速部署,節省運維成本。

3.電池:智能鋰電池

智能鋰電池配合電源系統,恒定輸出57VDC的電壓,提升拉遠距離;同等距離的情況下可以減少線路損耗,同時也可以直接同現網電池混用,保護現有投資。

智能并聯無需外配合路器,可靠性更高,投資成本更低,而且新舊鋰電池混用,支持分批投入,節省初期投資。另外,智能鋰電池只有離線(被盜)自動鎖死,授權才能解鎖,還可內置GPS跟蹤,確定電池位置。因此,智能鋰電池同時可以實現智能升壓、智能混用和智能防盜。

圖12:智能鋰電池

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