5g基站电源改造的解决方案研究

发布时间：2020-05-26

　　摘 要：5g网络已经进入实质性建设时期，新增网络设备系统会给基站的电源系统带来较大的压力，因此，需要给基站电源进行改造，以便能够满足5g网络建设的需求。本文就5g基站电源的改造方案进行了分析，希望有参考意义。

　　关键词：5g基站;解决方案;电源改造

　　5g网络建设在全球已经开展，国内的三大运营商都在积极的进行试验建设，而在网络系统建设的过程中，基站电源的供电需求有了更大的压力，尤其是在进行大规模发展时，因此，相应的基站电源系统就要进行不同程度的改造，以方便5g网络实现大规模覆盖。

　　5g系统的概述

　　1.1基站电源系统的组成

　　基站的电源系统组成通常是分为交流供电和直流供电的，在交流供电的部分，含有交流电箱、市电引入、发电机、保护器等。直流供电部分包含开关电源、蓄电池组、传输设备等。具体系统构成图如下图1。在我国，三大运营商都有自己的无线通信网络，在一个基站内，多代无线通信网络的共存，需要各个网络的无线设备都有相应的电源系统来支持，这也就使基站电源的资源会逐渐紧张。

　　1.25g基站典型场景的电源需求

　　5g网络系统在进行基站部署时，设备方案主要使用的是建设BBU+AAU单元在基站一侧，这种方式就是在室外机柜或者是机房上安装BBU单元，而在室外的天面安装AAU单元和集成RRU，其中AAU具有天线大量阵列性能。5g网路基站的建设使用的是MIMO技术，这样的话BBU单元所耗费的功能要高于4g网络系统很多，同样AAU单元的功耗也会多出4g网络较多。在基站中增加5g网络设备，相应的电源设备也增加，其机房的功耗相应提高。

　　5g基站电源改造的解决方案

　　5g网络基站建设，增加基站电源系统后，其机房会增加耗电量，主要包括主设备功耗、传输设备功耗、蓄电池组充电能耗、电能转换损失等。而基站电源的容量如果不能够满足5g网络系统增加的需求，就需要对电源进行改造。

　　2.1交流市电的改造

　　首先要看机房中市电引入的容量以及相关电缆是不是符合要求的，如果容量达不到就要进行改造。交流供电的配电箱以及开关电源的容量、电缆等不能够实现供电需求时，就需要对交流供电配电箱进行改造。市电引入通常进行扩容会存在难度，这种情况可以实施的改造方案是增加铁锂电池组，这样就可以使市电容量的压力得到减小。增加的电池组能够智能化控制，在用电量达到高峰值时，电池组放电与市电共同为机房设备用电进行服务，而在用电值较小时，电池组通过市电进行充电，这样可以使基站的引电费用得到一定的减少。

　　2.2开关电源的改造

　　5g系统设备增加后，需要通过直流系统进行供电，在满足设备增加后的电源需求时，开关电源的改造只用扩容整流模块即可，而相反的不能够满足需求时，就要相应的换掉开关电源。基站设备机房的基础条件都达到要求时，5g网络设备增加后可以增加独立的直流供电系统。如果机房条件不满足，可以增加DC/DC变换器，以此满足供电需求。系统采用一体化开关电源通常在3个左右，改造时尽量增加一套电源，而不是增加设备在原先的电源系统中。在开关电源中，如果有端子而且容量能够满足需求，就可以直接使用，而如果不满足，可以相应的更换空开。

　　2.3蓄电池的改造

　　基站中蓄电池组的后续使用时间根据不同场景有所差异，对蓄电池组进行改造需要考虑到基站的机房条件、市电的稳定性、基站的维护能力等。如果基站建设在县市区要低于乡镇、村庄的时间。如果基站的位置较为偏僻，需要对蓄电池组的后备时间尽量延长，5g设备在增加后，蓄电池组的后备时间如果不能够满足，而机房有足够空间，可以用新的大容量电池进行替代。如果机房空间不允许，可以使用新型的铁锂电池代替原先使用的铅酸蓄电池，具有体积以及重量上的优势，这样能够解决机房空间限制问题。机房空间受到限制而蓄电池组的容量不满足要求，没有条件更换大的蓄电池组时，可以利用机房内的落地机架空间，安装铁锂电池也就是梯次电池组，不用动原先的铅酸电池，增加一个管理电池的综合单元，铅酸电池以及梯次电池一起供电，使机房电源容量能够满足5g设备增加后的后备使用时间。改造图2如下。

　　2.4天馈AAU单元的电源改造

　　AAU单元的供电方案需要考虑基站现场的情况，比如电缆铺设的困难度、电源设备位置、AAU的能耗等因素。BBU单元和AAU单元的电缆长度如果比设备出厂规定的最大直流长度小时，需要使用标准配置的供电电缆连接BBU单元处的直流电源进行供电。而相反的，供电改造情况就需要利用加粗供电电缆，或者是建立一个小的室外一体化电源柜供电。

　　结束语：

　　5g网络在建设的过程中，基站电源系统能否满足供电需求是非常重要的，因此研究5g基站电源的改造对网络技术的进步发展有推动作用，而在科技的不断进步下，相信5g网络以及电源的配套建设会越来越高效。

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