光電混合纜在拉遠(yuǎn)基站中的應(yīng)用分析

周著祥　唐宗　卜道權(quán)　趙向彬

一、引言

目前，在4G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中大量使用分布式基站或小型基站來完成網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋，由于標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房存在建設(shè)周期較長、成本高、協(xié)調(diào)難度大等多方面原因，為提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度，將基站中的基帶單元BBU和射頻單元RRU進(jìn)行分離，BBU集中放置在機(jī)房，靈活機(jī)動(dòng)地開展遠(yuǎn)端RRU模塊建設(shè)，既提高了組網(wǎng)效率，又能滿足各類無線環(huán)境的通信需求。在BBU+RRU的組網(wǎng)方式中，RRU作為遠(yuǎn)端有源模塊遠(yuǎn)離機(jī)房設(shè)備，其供電問題就變成了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的焦點(diǎn)，但因就地取電成本高，維護(hù)難，故采取遠(yuǎn)程供電方式進(jìn)行供電成為了最佳選擇。

二、目前拉遠(yuǎn)基站常用的供電方式

2.1集中式供電

集中式供電采用一套電源系統(tǒng)，既給BBU供電，同時(shí)通過拉遠(yuǎn)的方式對遠(yuǎn)端RRU進(jìn)行供電，而RRU單元一般處于樓頂或鐵塔上，采用直流遠(yuǎn)供的方式直接由機(jī)房電源供應(yīng)，優(yōu)點(diǎn)是電源集中，便于維護(hù)，節(jié)省設(shè)備投資，但缺點(diǎn)是受到了直流遠(yuǎn)供距離的限制，傳輸距離較大時(shí)，功耗大大增加，集中式供電已經(jīng)不適合。

2.2分散式供電

分散式供電即就近供電，采用220V市電，通過AC/DC變換，將市電轉(zhuǎn)換為-48V給RRU單元供電。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是就近取電，線路損耗小，但缺點(diǎn)也較多。

（1）交流供電電壓不穩(wěn)，容易造成用電設(shè)備損壞或進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)而停機(jī)；（2）交流供電經(jīng)常受停電困擾；（3）電源接入困難，須電力部門調(diào)配或與物業(yè)管理部門協(xié)商；（4）需要配電表，進(jìn)行單站結(jié)算等，較為麻煩。

三、光電復(fù)合纜遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)解決方案

遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)由光電復(fù)合纜、遠(yuǎn)供電源局端模塊及遠(yuǎn)端模塊組成。

1、光電復(fù)合光纜：為了滿足遠(yuǎn)程供電的要求，在光纜結(jié)構(gòu)中增加了絕緣導(dǎo)體，集光纖、輸電銅線于一體，由于光傳輸和電能傳輸是屬于兩種不同類型的傳輸方式，傳輸過程中并不會(huì)發(fā)生相互干擾，同時(shí)可解決設(shè)備用電及信號傳輸問題，它保留了普通光纖光纜的特性而且還能滿足低壓輸電電纜的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛適用于光纖移動(dòng)通信基站拉遠(yuǎn)及用戶較為分散的場合。其主要優(yōu)點(diǎn)有：

（1）外徑小，重量輕，占用空間小；（2）客戶采購成本低，施工費(fèi)用低，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用低；（3）具有優(yōu)越的彎曲性能和良好的耐側(cè)壓性能，施工方便；（4）同時(shí)提供多種傳輸技術(shù)，設(shè)備的適應(yīng)性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)，產(chǎn)品適用面廣；（5）節(jié)約成本，可將光纖作為預(yù)留之用，避免了二次布線；（6）解決網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中設(shè)備用電問題（避免重復(fù)布放供電線路）。

2、局端模塊：安裝在宏基站或接入機(jī)房將DC-48V變換DC 250～410V可連續(xù)調(diào)整直流電源。

3、遠(yuǎn)端模塊：外掛于RRU設(shè)備下部或安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，將輸入DC250～410V轉(zhuǎn)換為分別給RRU、RTU等設(shè)備單元供電。

四、案例分析

目前高壓直流遠(yuǎn)供系統(tǒng)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上發(fā)揮了一定的作用，就以BBU+RRU場景為例，如圖3所示。BBU安裝在宏基站內(nèi)，RRU×3掛桿，距BBU所在基站距離≤2Km。局端：輸入電壓：48V，輸出電壓：DC350V，輸出功率：1200W。安裝在BBU所在的宏基站或接入機(jī)房內(nèi)，取用該基站內(nèi)48V電源。中間通過光電混合纜傳輸。遠(yuǎn)端輸入電壓：DC250～350V，輸出電壓：DC48V。防水外殼，外掛于RRU設(shè)備下部，輸出功率：300W×3（同時(shí)為塔上3個(gè)RRU）供電。

1、測試場景

（1）BBU安裝位置：大學(xué)宿舍宏基站；（2）RRU安裝位置：與天線安裝在臺北不夜城景觀塔上方；（3）BBU到RRU的距離：500m；（4）大學(xué)宿舍宏基站電源配置：原宏基站開關(guān)電源一臺，800AH/48V蓄電池兩組，本次新裝遠(yuǎn)供電源單元一套，BBU一臺；

2、遠(yuǎn)供電源的安裝位置

（1）局端位置：與BBU安裝在同一基站（2）遠(yuǎn)端位置：安裝在景觀塔內(nèi)底部，遠(yuǎn)端與BBU之間的電源線從RRU沿景觀塔內(nèi)部布放到遠(yuǎn)端；（3）傳輸電纜：1281+4×1.5mm2光電混合纜、長度：500m；

五、光電混合纜產(chǎn)品面臨的問題

近年來，隨著我國4G網(wǎng)絡(luò)和FTYx發(fā)展的需求，遠(yuǎn)端設(shè)備或終端設(shè)備的供電問題變得越來越突出，各運(yùn)營商從成本和安全等方面考慮，集光纖和饋電線于一體光電混合纜無疑是最好的選擇，但是隨至而來的問題是出現(xiàn)了惡性競爭，一些不規(guī)范、不達(dá)標(biāo)的光電混合纜開始在市面上出現(xiàn)，如導(dǎo)線截面積不達(dá)標(biāo)、絕緣層厚度不達(dá)標(biāo)、隔熱耐電壓不達(dá)標(biāo)等結(jié)構(gòu)性缺陷或質(zhì)量問題相繼出現(xiàn)，這導(dǎo)致在高壓直流供電過程中容易出現(xiàn)溫度偏高導(dǎo)致的通信不穩(wěn)、供電不穩(wěn)、漏電等質(zhì)量隱患。

總結(jié)：在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)快速發(fā)展的今天，基站產(chǎn)品越來越豐富，小基站無疑會(huì)成為“下一代基站”的基本走向；同時(shí)伴隨著遠(yuǎn)程供電技術(shù)的逐漸成熟，在助力4G及光通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，光電復(fù)合纜遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)解決方案無疑會(huì)成為解決移動(dòng)通信基站供電問題的理想選擇。