淺談通信電源在通信網絡基礎設施中的重要作用

宋宏笛

（廣東省公安邊防總隊廣州通信站，廣東 廣州 510000）

1 基站通信電源的歷程與未來

1.1 基站通信電源的發展

1963年我國開始研制可控整流器，1965年開始研制逆變器和晶體管直流一直流變換器，80年代初期引進開關電源技術，中期開始把這一技術不斷地推廣到實踐的操作當中去。后來由于這種技術在開關電源方面有著顯著優勢，所以開始在通信領域運用。目前，我國通信電源普遍采用高頻開關電源。這種開關電源有著諸多的優點比如，易接受不同單位的電壓，體積縮小，耗能低，利用率高等。

1.2 基站通信電源的未來趨勢

隨著通信行業的不斷進步，通信基站數量的激增，對通信電源的要求也越來越全方位，具體的如下：

1.2.1 可靠性

由于基站分布的距離越來越遠離城市，交通不便等因素導致，不能及時維修和檢查，所以相對于可以有人時時檢測的通信局站來比，它的可靠性要求度更高。

1.2.2 拓寬電源設備的輸入電壓適應范圍

現存的國家標準規定的通信電源的輸入電壓范圍為-15%～+10%，已經無法滿足現行的輸電要求，及時拓寬30%也是不能滿足市場需求的，所以現在的首要問題是運用新的技術和設備，提高電壓適應范圍。

1.2.3 采用集中監控系統來提高工作效率

傳統的人工檢測基站模式已經不能適應現在的需求了。因為基站的數量在不斷的增加，周期的檢查耗費時間長，人力廣，效率不高。針對這一問題，我國目前采用集中監控系統。這個系統在提高工作效率，節省資金投入的同時，還能及時準確的發現問題，保證了整個通信系統的穩定。

1.2.4 提高基站通信電源的過電壓保護和防潮、防塵能力

由于大部分基站的地理位置偏僻，且處于無人狀態，所以經常受雷電和暴雨的侵襲，雨后普遍潮濕，基站內部由于缺少人工打掃，也布滿灰塵。這些小問題都是引發短路的主要原因。所以在初期對于過電壓保護設計、防潮設計、防塵設計等方面都要引起足夠的重視。首先電壓保護設計，要做到保護元件的可更換性。其次是運用高科技防潮、防霉、防煙的設備和元件。

1.2.5 提高基站通信電源及其監控系統的智能化程度

為了適應不斷增加的基站數量，我國普遍采用了集中管理分散式監控系統。這個系統的優勢在于可以通過網絡智能檢測對基站的各種數值和狀態實行即時檢測，同時監控模塊還可對電池進行全自動管理。這樣，當設備出現異常狀況時，監控系統就會出現預警，維修人員不必到事發現場，可以采用遠程輸入數據的方式，對異常情況進行及時處理。一方面提高了工作效率，另一方面也能防患于未然。

2 避錯設計及容錯設計方法介紹

2.1 避錯設計指通過加大功率器件參數的設計余量，提高電子元器件的可靠性、優化系統結構等措施來提高系統的性能的設計方法。

提高元器件的可靠性：電子元器件是組成通信系統的主要部分，因此提高通信系統的可靠性關鍵在于提高電子元件的可靠性。主要的方式就是引進和使用高科技的電子元件，提高整體的質量，并定期對電子元件進行檢測和數據監控，對出現老化和損壞的電子元件及時更換，保證整組元件的可靠性。

2.2 系統結構的優化設計

2.2.1 簡化系統結構。所謂的系統結構也是指電子元件，要在不影響系統的性能的前提下，盡量的減少元件的數量，數量的較少，對于檢測和維修都是簡捷的。

2.2.2 采用固定結構備份。對某些重要的子系統，如電源模塊必須采取數據備份，在數據缺失或者出現問題的情況下可以繼續維持系統的穩定運行，盡量減少損失。

2.2.3 采用帶有自動切換裝置的待機結構備份。這種結構有著雙重的優缺點，優點在于當某一個子系統出現異常時，系統會自動的切換到有數據備份的子系統上去，減少了對整個通信的影響，缺點是必須要增加一套輔助的設備，增加了管理的費用。

2.3 容錯設計是指在通信電源系統中故障發生時，使故障的影響能夠降到最低甚至是抵消。從而使在故障的狀態下，系統也能保證正常運作。

3 提高基站通信電源可靠性的有效途徑

提高基站通信電源可靠性的方式多種多樣，具體的如下：

3.1 通過避錯設計技術來提高通信電源的可靠性。在允許的經濟條件下，盡量的采用高技術，高品質的電子元件，即使這樣也不能做到零故障，而且不能過分的增大電子元件的成本，而降低其他設備的費用。

3.2 相比于比錯設計的局限性，容錯設計在提高通信電源的可靠性，消除故障方面有著更大的優勢。基本上影響通信電源可靠性低二因素有高頻開關電源模塊、電源監控等。解析冗余容錯技術是充分利用系統不同元件之間的冗余，當某些元件出現故障時，調動其相應的冗余部件，保證系統在允許數值之內，進行小功率運作，進而保證在出現狀況和維修指之間的空擋繼續維持系統運行。這種技術不但節省了成本還被實際檢驗為可行，所以目前普遍的被運用。

3.3 基于故障檢測與診斷技術的容錯設計

任何科學合理的預防措施和避免方式都不能做到絕對的通信系統的無故障運作。因此在預防的前提之下，還要不斷地提高故障診斷技術。故障檢測必須要運用到日益成熟的網絡設備。具體的就是通過網絡監測，把出現故障的元件及時隔離，或者利用可代替的元件，維持系統的短時間正常運行，為維修提供時間，其次還能將異常數據及時的反映到主機之上，工作人員可以及時的對異常數據進行分析和處理，在最短的時間內進行調整，大大的縮短事故的解決時間，提高工作效率。

4 通信電源系統的可靠性、可維性與可用性設計方案

目前的基站的現狀決定對通信電源提出了多層次的更高要求。

4.1 基站通信電源的可靠性設計

4.1.1 將電源模塊的交流輸入電壓范圍提高至±30%。

4.1.2 電源模塊采用自然冷卻方式，減少持續運作引發的設備高溫給元件帶來的耗損，延長設備使用壽命。

4.2 基站通信電源系統的可維性設計

為了使得發生故障之后的維修及時而簡便需要采取以下措施：

4.2.1 電源模塊的安裝方式采用帶電插拔式，電源模塊在任何狀態下可任意插入和拔出。電源模塊動態識別電路技術的運用，使得這個要求變為可行。電源的帶電插拔可以提高維修的作業效率同時降低維修難度。

4.2.2 基站通信電源系統監控的故障診斷功能為電源系統的維護提供方便。系統監控的引用可以將出現故障的數據及時反映給工作人員進行分析，從而迅速采取有效的解決措施。

4.3 基站通信電源系統的可用性設計

基站通信電源系統的可用性設計有著以下幾個方面的要求：

4.3.1 電源模塊的帶載特性。對于基站調整時出現的空載狀態，我們對電源模塊的電路拓撲及控制電路進行了改進，使電源系統可以在空載狀態下長期運行，48W50A電源模塊的空載損耗小于20W，輕載時的效率得到提高。

4.3.2 電源模塊的缺相運行特性。基站的輸入電源缺相狀況時有發生，為了防止這一現象我們普遍采用建立立即保護和關閉兩個模塊。同時我們還要保證在系統發出缺項預警時，必須保證自身的繼續運行，不至于給通信系統帶來停機的重大損失。

[1]智宇.先進通信電源技術發展與應用研究[J].北京郵電大學2010-04-30.

[2]黃恩倫，安強新，曹豐年.通信電源及其控制方法[J].華為技術有限公司，2011-10-12.