直流遠供在基站組網(wǎng)中的應(yīng)用

摘 要：當前基站建設(shè)面臨的主要問題是選址難，機房+天面方式無法獲得業(yè)主認同，為解決這一難題，基站演進為BBU+RRU結(jié)構(gòu)，希望在遠端僅建設(shè)射頻天面減少物業(yè)協(xié)調(diào)難度，但隨之產(chǎn)生了基站遠端RRU供電的新問題。需要引入直流遠供加以解決

關(guān)鍵詞：分布式基站 直流遠供 供電新問題

中圖分類號：TN929文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0041-01

基站建設(shè)面臨的主要問題是選址難，機房+天面方式無法獲得業(yè)主認同，為解決這一難題，基站演進為BBU+RRU結(jié)構(gòu)，希望在遠端僅建設(shè)射頻天面減少物業(yè)協(xié)調(diào)難度，但隨之產(chǎn)生了基站遠端RRU供電的新問題。分布式基站是今后無線網(wǎng)絡(luò)主流設(shè)備形式，華為、中興、大唐等均能提供從2G到4G的分布式基站解決方案。BBU+RRU適用城市、農(nóng)村、交通干線等所有場景。BBU安裝于配有直流供電系統(tǒng)的機房內(nèi)，并有蓄電池作為市電中斷一定時間內(nèi)的后備通信電力保障。天線及RRU安裝于覆蓋區(qū)域天面，RRU通過光纖與BBU連接，通過饋線與天線連接，組成完整的無線基站。RRU通常處于惡略環(huán)境，難以滿足-48 V直流供電要求。采用加交轉(zhuǎn)直模塊就近接引220 V交流將無法保證后備通信電力。配置UPS難以獲得足夠的后備時長，且常面臨被盜等后期維護難題。采用一體化機柜或室外一體化電源的方式面臨的工程難度不亞于新建傳統(tǒng)宏站。由此催生了直流遠供解決方案。

分布式基站直流遠供的基本原理是將近端機房-48 V直流近端設(shè)備升壓為直流高壓（280 V或380 V）傳輸至遠端，經(jīng)遠端設(shè)備降壓至RRU設(shè)備所需的標準輸入電壓（-48 V或24 V）。直流遠供設(shè)備包含近端和遠端設(shè)備，二者通過電纜（光電復(fù)合電纜、雙絞線纜或電力線纜）相連，將電力經(jīng)接超低損耗的輸送給直放站或基站設(shè)備，為設(shè)備提供24 h的、穩(wěn)定的、惡劣條件下免維護的供電。解決了安裝設(shè)備選址難、惡劣條件下設(shè)備漏電開關(guān)跳閘、電池常須維護、本地停電設(shè)備斷網(wǎng)等供電問題。

直流遠供支持星型、樹形、鏈型組網(wǎng)，可直接復(fù)合到分布式組網(wǎng)的形態(tài)中。直流遠供配合分布式基站組網(wǎng)。

直流遠供電纜指標（材質(zhì)、截面積等）需結(jié)合基站組網(wǎng)的實際情況進行選擇，和遠供的距離有關(guān)。導(dǎo)線截面積計算公式如下：

S=2×L×ρ/[（US/UO-1）×UO2/PO]

其中：US為局端設(shè)備輸出電壓；Uo為遠端設(shè)備輸入電壓；PO為遠端設(shè)備輸入功率；L為遠供距離；ρ為導(dǎo)線電導(dǎo)率。

考慮極端場景：設(shè)定直流遠供遠端共負載6臺RRU（功耗400 0W）、遠端輸入電壓280 V，近端輸出電壓380 v，采用銅芯電纜遠供距離2500 m，計算可得所需電纜線徑為19.6 mm2，通常采用的2×25 mm2線徑的電纜滿足極限場景下直流遠供的需求。通常工程建議的電纜線徑規(guī)格宜選用1.5 mm2、2.5 mm2、4 mm2、6 mm2和10 mm2，線徑不宜超過25 mm2。從成本角度和后期維護考慮，不建議采用光電復(fù)合纜，

直流遠供應(yīng)滿足一定的技術(shù)要求。近端設(shè)備：模塊可進行并機、自動均流，組成“N+1”冗余系統(tǒng)；電源模塊支持在線式熱插拔安裝方式，輸入電壓為-40 V～-57 V或交流220 V；近端應(yīng)具有自動欠壓、過壓、開路、限流、短路等保護功能，能力滿足通信行業(yè)相關(guān)標準；設(shè)備具備標準通信接口；近端設(shè)備輸出端口應(yīng)能抗擊20KA、8/20 μs雷擊。遠端設(shè)備應(yīng)能保證-48VDC或220VAC的穩(wěn)壓輸出，輸出精度滿足通信行業(yè)相關(guān)標準；遠端需具備并機、擴容功能，支持在線熱插拔功能；設(shè)備轉(zhuǎn)換效率≥90%；遠端具有輸入防反接或極性自動翻轉(zhuǎn)功能；具有欠壓、過壓、開路、限流、短路等保護功能，能力滿足通信行業(yè)相關(guān)標準；遠端設(shè)備具備標準通信接口；設(shè)備電源直流輸入端口應(yīng)能承受20 KA、8/20 μs的雷擊。

直流遠供在應(yīng)對分布式基站組網(wǎng)時具有明顯的優(yōu)點。遠供取電方便，不需要額外的電源接引；供電穩(wěn)定，不受市電干擾；減少了基站交直流供電設(shè)備的配置，降低了投資；復(fù)雜場景可采用光電復(fù)合電纜避免光纜、電纜重復(fù)施工。分布式基站采用直流遠供與其他供電方式對比參見表1。

直流遠供目前存在的問題：直流遠供設(shè)備型號很多，產(chǎn)業(yè)未實現(xiàn)標準化，產(chǎn)品性能不一；遠供方案對信源站點的電源系統(tǒng)帶來較大負擔，降低了重要保證負荷的后備時間，使信源基站與遠端站點總體后備時間不長；拉遠方案導(dǎo)致外部強電入侵信源基站直流電源系統(tǒng)的可能性加大；常規(guī)直流電源設(shè)備中一般不配置漏電保護裝置。直流高壓設(shè)備中的漏電保護十分靈敏，可能會容易誤動作，增大了站點斷站的可能；采用光電復(fù)合電纜對后期維護造成較大困難。

整體而言雖然直流遠供存在一定問題，在當前直流遠供已成為分布式基站特殊場景組網(wǎng)的主要供電方式，隨著該產(chǎn)業(yè)逐漸的正規(guī)化和標準化，直流遠供也勢必成為分布式基站組網(wǎng)的重要組成部分。