5G時(shí)代通信電源系統(tǒng)的挑戰(zhàn)和解決思路

湖北郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 趙楚林

5G通信技術(shù)的影響，從而提升了通信電源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的信息交互速度。在網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)期間，技術(shù)人員需要總結(jié)通信電源系統(tǒng)建設(shè)的挑戰(zhàn)，尤其是要分析電力系統(tǒng)運(yùn)行、構(gòu)成特點(diǎn)、使用狀況及維修方面的技術(shù)要點(diǎn)，提升通信電源系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性?；诖?，本文就對(duì)5G時(shí)代通信電源系統(tǒng)需要應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)提出了解決措施。

自動(dòng)化、智能化、信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為各產(chǎn)業(yè)提供了新穎的實(shí)踐方向，特別是在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，存在電源引入、機(jī)房空間配置、電力系統(tǒng)構(gòu)架方面的問題，故需要技術(shù)人員根據(jù)智能化信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建原則進(jìn)行創(chuàng)新，積極融入5G技術(shù)框架，以便解決蓄電池、發(fā)電機(jī)、變壓器等機(jī)組的信號(hào)傳遞、電力輸送的難點(diǎn)。另外，系統(tǒng)也可在cMBB、mMTC、uRLLCC等模塊的協(xié)調(diào)中控制電源傳輸?shù)难舆t和時(shí)間需求，提高通信電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1 5G技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

5G技術(shù)信息交互、信號(hào)傳導(dǎo)的速率較快，最快傳輸速度可在10Gbit/s左右，故該技術(shù)應(yīng)用期間的信號(hào)傳遞延時(shí)較低，所需求的信息載體容量更小。由此可見，5G技術(shù)可更快速地進(jìn)行信息交互，為更多的設(shè)備供應(yīng)持續(xù)性的聯(lián)結(jié)信號(hào)，5G技術(shù)可整合物聯(lián)網(wǎng)、智能系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的信息資源，通過極快的信息交互模式，再利用有效的換算方法進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，方便協(xié)調(diào)通信電源中信號(hào)傳遞、開關(guān)控制、直流分布、監(jiān)控系統(tǒng)等元件的數(shù)據(jù)指標(biāo)。同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行也會(huì)與通信電源功能存在一定聯(lián)系，尤其是信號(hào)傳輸期間，信息技術(shù)可對(duì)故障點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)識(shí)和修復(fù)，方便技術(shù)人員根據(jù)通信系統(tǒng)的信號(hào)指標(biāo)設(shè)立應(yīng)急控制模式，以便發(fā)現(xiàn)各電源系統(tǒng)的故障狀態(tài)。因此，為了提高用電、供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，技術(shù)人員可應(yīng)用5G技術(shù)分析標(biāo)識(shí)出供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便進(jìn)一步測(cè)算出電源的運(yùn)行狀態(tài)，也可對(duì)5G信息軟件進(jìn)行信號(hào)傳輸，提升通信電源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 5G時(shí)代通信電源系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

5G時(shí)代打造了集智能手機(jī)、PC端、智能控制端于一體的控制模式，該技術(shù)的信號(hào)傳輸速度遠(yuǎn)快于4G通信網(wǎng)絡(luò)，所以在5G技術(shù)的影響下，通信電源系統(tǒng)的控制成本、能源支出、系統(tǒng)容量及設(shè)備連接的成本更低。因此，5G技術(shù)主要表現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)、低延遲連接以及移動(dòng)寬帶三方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可幫助系統(tǒng)在遠(yuǎn)程辦公、一體化監(jiān)控、云數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)的支持下對(duì)現(xiàn)有的語音、視頻進(jìn)行接入控制，有利于全面滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控、高清視頻（HDTV）、智能家居的核心需求。同時(shí)，在物聯(lián)網(wǎng)接入控制期間，系統(tǒng)也可得到信息接入可視化系統(tǒng)當(dāng)中，可在后端端口的調(diào)整、優(yōu)化構(gòu)建中滿足各類供電方面的信息交互需求。但是，在供電網(wǎng)絡(luò)信息交互期間，若沒有滿足Small Cell站點(diǎn)信息的存儲(chǔ)、協(xié)調(diào)需求時(shí)，可能會(huì)造成電力信息引入、協(xié)調(diào)、操控方面的困難。另外，在電源信息擴(kuò)建與改革期間，若所使用的DC機(jī)房數(shù)量不能滿足電力信息存儲(chǔ)控制時(shí)，可能會(huì)增加電源構(gòu)架的核心壓力。例如在高級(jí)服務(wù)業(yè)務(wù)資源整合中，技術(shù)人員也需要結(jié)合不同項(xiàng)目的供電、用電需求進(jìn)行協(xié)調(diào)，分析自動(dòng)駕駛、醫(yī)療服務(wù)等項(xiàng)目的要點(diǎn)，而在這些服務(wù)構(gòu)架期間對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)交互、電源系統(tǒng)配置也提出了更多的挑戰(zhàn)。

3 提高5G通信電源穩(wěn)定性的重要舉措

3.1 DC機(jī)房電源

在直流穩(wěn)壓電源（DC電源）的信號(hào)、電壓轉(zhuǎn)變期間，可利用5G技術(shù)監(jiān)控變壓器、整體電路、濾波電路、穩(wěn)壓電源等組件，以便在協(xié)調(diào)各組操控?cái)?shù)據(jù)的過程中監(jiān)控出機(jī)房運(yùn)行元件的功能和狀態(tài)，具體可從以下幾方面進(jìn)行優(yōu)化：第一，需要在核心區(qū)域加裝邊緣機(jī)房，并固定邊緣機(jī)房的位置在開關(guān)電源附近。在此期間，技術(shù)人員需應(yīng)用“雙電源系統(tǒng)”機(jī)組進(jìn)行持續(xù)供電。例如在電源設(shè)計(jì)期間，智能化技術(shù)可整合開關(guān)電源（A、B）的電源信息，依據(jù)主體控制設(shè)備、備用控制設(shè)備進(jìn)行電源分配；在UPS系統(tǒng)應(yīng)用期間，系統(tǒng)可自行將并機(jī)供電模型分為A端和B端，再將得到的控制數(shù)據(jù)上傳至ICT設(shè)備中，以便更科學(xué)的對(duì)不同機(jī)組、機(jī)房元件進(jìn)行持續(xù)性供電。若部分網(wǎng)端設(shè)備的供電異常時(shí)，5G技術(shù)可自動(dòng)關(guān)閉并標(biāo)識(shí)故障區(qū)域，啟動(dòng)備用供電、用電裝置，控制后期維修期間網(wǎng)元系統(tǒng)掉線的幾率。第二，5G系統(tǒng)改變了信息交互、網(wǎng)元數(shù)據(jù)的集成模型，有利于提升整體組網(wǎng)的供電安全性。由此可見，為了凸顯出直流供電的控制要求，需要技術(shù)人員分析不同直流供電系統(tǒng)、交流供電系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，可方便在供電、用電期間得到穩(wěn)定的電源供應(yīng)方式。第三，電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷完善，改變了供電規(guī)劃及區(qū)域性的供電要求，尤其是公共電網(wǎng)的逐步穩(wěn)定，也提升了電網(wǎng)信息的交互、傳遞效率。因此，為了營造出安全的通信電源供應(yīng)模式，可建立主體、備用雙向的通信電源供應(yīng)系統(tǒng)，充分協(xié)調(diào)HVDC的信息框架，再從混合組網(wǎng)的用電規(guī)劃監(jiān)控出通信電源的投入狀況，可滿足不同區(qū)域的市電供應(yīng)需求?？傊?，為了提升配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，技術(shù)人員需要協(xié)調(diào)變配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，探討機(jī)組的保養(yǎng)要點(diǎn)和變配電器的使用要點(diǎn)，方便后期增容擴(kuò)建技術(shù)的進(jìn)行。

3.2 無線側(cè)電源的優(yōu)化建設(shè)與控制

無線側(cè)電源需要在現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)階段的基礎(chǔ)上部署5G通信技術(shù)，在明確公用用電地址的基礎(chǔ)上加建關(guān)聯(lián)性通信網(wǎng)絡(luò)，可讓整體電路始終在實(shí)際性的控制模式中進(jìn)行。為了控制無線側(cè)電源裝置對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能的不利影響，需要技術(shù)人員分析出各網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的運(yùn)行情況及運(yùn)行特點(diǎn)，利用直流配電盒系統(tǒng)考察裝置的負(fù)荷狀況，以便在規(guī)劃設(shè)備功能統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)、室內(nèi)外站點(diǎn)功能分析的基礎(chǔ)上解決電源系統(tǒng)的應(yīng)用、操作和協(xié)調(diào)方面的問題，具體可從以下兩個(gè)方面進(jìn)行功能優(yōu)化：第一，在室內(nèi)市電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期間，技術(shù)人員需結(jié)合不同區(qū)域開關(guān)電路、元件功能特點(diǎn)明確整流模塊的功能特點(diǎn)，可協(xié)調(diào)蓄電池的基礎(chǔ)功能。為了提高電源系統(tǒng)的核心功能，需要在新、舊電池中間加建隔離組件，區(qū)分不同用電功率的電能擴(kuò)容狀況。由于部分機(jī)組的電力擴(kuò)容容量會(huì)高于5000W，故需要注意不同區(qū)域電能的供應(yīng)情況和空開效果。通過探討出裝置的受熱、散熱效果，再對(duì)核心站點(diǎn)功能進(jìn)行優(yōu)化，可在低成本的控制協(xié)調(diào)中解決無線側(cè)電源供應(yīng)方面的問題。值得注意的是，若電流的整流空缺時(shí)間≤2h時(shí)，技術(shù)人員需要對(duì)核心開關(guān)電源部位進(jìn)行擴(kuò)充管制，以確保擴(kuò)容后電池的容量超過200Ah（＜300Ah）。同時(shí)在新舊電池隔離控制單元裝置期間，需要明確擴(kuò)容容量，確保電池的總?cè)萘渴冀K大于5kW，且電池本身的散熱系統(tǒng)、站點(diǎn)功能改造擴(kuò)容也符合通信電源的應(yīng)用需求。總之，在核心部位加裝5G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，明確控制成本和電壓的控制難度，可確保電源設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)符合關(guān)聯(lián)性的控制規(guī)定。例如需配置五塊整流模型、兩組蓄電池系統(tǒng)、一組直流配電屏裝置，促使蓄電池組和電源供應(yīng)需求相互協(xié)調(diào)。第二，在室外市電改擴(kuò)建期間，技術(shù)人員應(yīng)注意電源插槽數(shù)量與添置機(jī)柜的位置關(guān)系，期間應(yīng)使用嵌入式開關(guān)控制5G技術(shù)裝置，可確保電力擴(kuò)容的容量參數(shù)在5000W以上。在此過程中，嵌入式開關(guān)供電組件不僅可方便設(shè)備的改造與優(yōu)化，還可消除內(nèi)在空間限制對(duì)機(jī)柜功能的不利影響。例如若使用裝置的距離相對(duì)較遠(yuǎn)時(shí)，可能會(huì)影響機(jī)柜的裝置的儲(chǔ)存功能。因此，為了合理、科學(xué)的擴(kuò)充機(jī)柜的容量指標(biāo)，積極運(yùn)用“近供電”的控制方案，可減少后期電力系統(tǒng)改裝困難、工程量大的問題，也能盡可能減少電源供給、通信電源改裝空間不足的問題。

3.3 電力擴(kuò)容系統(tǒng)的優(yōu)化措施

為了提高電力擴(kuò)容系統(tǒng)應(yīng)用的合理性，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)注意不同區(qū)域的用電狀況和用電量，總結(jié)地區(qū)用電峰值的實(shí)際特征，再給予必要的供電控制，能為市電波谷的儲(chǔ)能控制、峰值監(jiān)控提供有效的數(shù)據(jù)。在此過程中，若用電峰值存在缺口問題時(shí)，應(yīng)采用分段控制的模式分析出用電峰谷數(shù)據(jù)，有利于提升擴(kuò)容系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，若用電、供電區(qū)域的光能儲(chǔ)備較為充足，可在核心區(qū)域加建太陽能電池進(jìn)行自動(dòng)供電，以便解決用電服務(wù)構(gòu)架不科學(xué)的實(shí)踐問題。

結(jié)束語：綜上所述，5G系統(tǒng)可在智能化、信息化、一體化的通信信息控制支持下分析出通信建設(shè)的發(fā)展要點(diǎn)和發(fā)展需求，可滿足通信電源在信號(hào)傳輸、電能傳輸?shù)男枨蟆Ｔ谕ㄐ烹娫吹膬?yōu)化中，技術(shù)人員也應(yīng)結(jié)合多元化、集中控制模型、高速化運(yùn)行模式設(shè)立科學(xué)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從而提升5G通信電源系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。