基站通信電源在通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的作用

方向明

(中時訊通信建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510000)

1 基站通信電源的歷程與未來

1.1 通信電源的發(fā)展

近幾年來，我國作為經(jīng)濟建設(shè)基礎(chǔ)的先行者，其中通信行業(yè)發(fā)展的極為快速，然而通信電源是各種通信系統(tǒng)中必不可少的組成部分電源系統(tǒng)的可靠性是影響通信系統(tǒng)可靠性的重要因素。我國由1963年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(guān)電源技術(shù)，中期開始把這一技術(shù)不斷地推廣到實踐的操作當(dāng)中去后來由于這種技術(shù)在開關(guān)電源方面有著顯著優(yōu)勢，所以開始在通信領(lǐng)域運用。目前，我國通信電源普遍采用高頻開關(guān)電源。這種開關(guān)電源有著諸多的優(yōu)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(yè)的不斷進步，通信基站數(shù)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(dǎo)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(shè)備的輸入電壓適應(yīng)范圍

現(xiàn)存的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通信電源的輸入電壓范圍為-15%～+10%，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)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(xiàn)在的首要問題是運用新的技術(shù)和設(shè)備，提高電壓適應(yīng)范圍。

1.2.3 采用集中監(jiān)控系統(tǒng)來提高工作效率

傳統(tǒng)的人工檢測基站模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需求了。因為基站的數(shù)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(jiān)控系統(tǒng)。這個系統(tǒng)在提高工作效率，節(jié)省資金投入的同時，還能及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題，保證了整個通信系統(tǒng)的穩(wěn)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(tài)，所以經(jīng)常受雷電和暴雨的侵襲,雨后普遍潮濕，基站內(nèi)部由于缺少人工打掃，也布滿灰塵。這些小問題都是引發(fā)短路的主要原因。所以在初期對于過電壓保護設(shè)計、防潮設(shè)計、防塵設(shè)計等方面都要引起足夠的重視。首先電壓保護設(shè)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(shè)備和元件。

1.2.5 提高基站通信電源及其監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度

為了適應(yīng)不斷增加的基站數(shù)量，我國普遍采用了集中管理分散式監(jiān)控系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以通過網(wǎng)絡(luò)智能檢測對基站的各種數(shù)值和狀態(tài)實行即時檢測，同時監(jiān)控模塊還可對電池進行全自動管理。這樣，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常狀況時，監(jiān)控系統(tǒng)就會出現(xiàn)預(yù)警，維修人員不必到事發(fā)現(xiàn)場，可以采用遠程輸入數(shù)據(jù)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(shè)計及容錯設(shè)計方法介紹

2.1 避錯設(shè)計指通過加大功率器件參數(shù)的設(shè)計余量，提高電子元器件的可靠性、優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等措施來提高系統(tǒng)的性能的設(shè)計方法。

提高元器件的可靠性：電子元器件是組成通信系統(tǒng)的主要部分，因此提高通信系統(tǒng)的可靠性關(guān)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(zhì)量，并定期對電子元件進行檢測和數(shù)據(jù)監(jiān)控，對出現(xiàn)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(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

2.2.1 簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。所謂的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是指電子元件，要在不影響系統(tǒng)的性能的前提下，盡量的減少元件的數(shù)量，數(shù)量的較少，對于檢測和維修都是簡捷的。

2.2.2 采用固定結(jié)構(gòu)備份。對某些重要的子系統(tǒng)，如電源模塊必須采取數(shù)據(jù)備份，在數(shù)據(jù)缺失或者出現(xiàn)問題的情況下可以繼續(xù)維持系統(tǒng)的穩(wěn)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(jié)構(gòu)備份。這種結(jié)構(gòu)有著雙重的優(yōu)缺點，優(yōu)點在于當(dāng)某一個子系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會自動的切換到有數(shù)據(jù)備份的子系統(tǒng)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(shè)備，增加了管理的費用。

2.3 容錯設(shè)計是指在通信電源系統(tǒng)中故障發(fā)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(tài)下，系統(tǒng)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(shè)計技術(shù)來提高通信電源的可靠性。在允許的經(jīng)濟條件下，盡量的采用高技術(shù)，高品質(zhì)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(shè)備的費用。

3.2 相比于比錯設(shè)計的局限性，容錯設(shè)計在提高通信電源的可靠性，消除故障方面有著更大的優(yōu)勢。基本上影響通信電源可靠性低二因素有高頻開關(guān)電源模塊、電源監(jiān)控等。解析冗余容錯技術(shù)是充分利用系統(tǒng)不同元件之間的冗余，當(dāng)某些元件出現(xiàn)故障時，調(diào)動其相應(yīng)的冗余部件，保證系統(tǒng)在允許數(shù)值之內(nèi)，進行小功率運作，進而保證在出現(xiàn)狀況和維修指之間的空擋繼續(xù)維持系統(tǒng)運行。這種技術(shù)不但節(jié)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(shù)的容錯設(shè)計

任何科學(xué)合理的預(yù)防措施和避免方式都不能做到絕對的通信系統(tǒng)的無故障運作。因此在預(yù)防的前提之下，還要不斷地提高故障診斷技術(shù)。故障檢測必須要運用到日益成熟的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具體的就是通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，把出現(xiàn)故障的元件及時隔離，或者利用可代替的元件，維持系統(tǒng)的短時間正常運行，為維修提供時間，其次還能將異常數(shù)據(jù)及時的反映到主機之上，工作人員可以及時的對異常數(shù)據(jù)進行分析和處理，在最短的時間內(nèi)進行調(diào)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(tǒng)的可靠性、可維性與可用性設(shè)計方案

目前的基站的現(xiàn)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(shè)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(xù)運作引發(fā)的設(shè)備高溫給元件帶來的耗損，延長設(shè)備使用壽命。

4.2 基站通信電源系統(tǒng)的可維性設(shè)計

為了使得發(fā)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(tài)下可任意插入和拔出。電源模塊動態(tài)識別電路技術(shù)的運用，使得這個要求變?yōu)榭尚小ｋ娫吹膸щ姴灏慰梢蕴岣呔S修的作業(yè)效率同時降低維修難度。

4.2.2 基站通信電源系統(tǒng)監(jiān)控的故障診斷功能為電源系統(tǒng)的維護提供方便。系統(tǒng)監(jiān)控的引用可以將出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)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(tǒng)的可用性設(shè)計

基站通信電源系統(tǒng)的可用性設(shè)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(diào)整時出現(xiàn)的空載狀態(tài)，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(tǒng)可以在空載狀態(tài)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(fā)生，為了防止這一現(xiàn)象我們普遍采用建立立即保護和關(guān)閉兩個模塊。同時我們還要保證在系統(tǒng)發(fā)出缺項預(yù)警時，必須保證自身的繼續(xù)運行，不至于給通信系統(tǒng)帶來停機的重大損失。

5 總結(jié)

總之，通信電源系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)主要包含兩方面的內(nèi)容：一方面是如何配置電源設(shè)備，如何向通信設(shè)備供電，即供電方式；另一方面是如何維護基站電源設(shè)備，即維護基站體制。