5G基站电源改造方案探讨.pdf
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1、DCWExperience Exchange经验交流181数字通信世界2023.100 引言根据工业和信息化部统计,截至2023年2月末,我国5G基站总数达238.4万个,占移动基站总数的21.9%,5G网络建设稳步推进,不仅完成了城市范围的深度覆盖,而且县城及农村区域也完成了全面覆盖,在助力疫情防控和复工复产等方面发挥了重要作用。湛江铁塔在近年来累计建设了近6 500个5G基站,积累了一定方案经验,下面就相应的电源改造方案做简单总结与探讨。1 5G技术对电源系统的挑战5G网络设备的功耗相比传统的2G、3G、4G网络设备都要大得多,单站负荷在50%左右时,5G基站的典型功耗是4G基站总功耗的3
2、倍以上,因此,5G设备对于基站外市电容量及配套电源容量的要求非常高,对现网电源系统带来较多挑战。(1)挑战1:5G网络设备功耗提高后,较多现网基站的市电容量不满足新增5G基站的需求,必须对外市电进行扩容改造。外市电扩容改造工程不但投入大,而且耗时长,容易影响5G网络的建设进度且大大提升了网络建设投资成本。(2)挑战2:运营商时代建设的基站入网年限较长,部分外电工程、开关电源等配套设备在网运行远超5年甚至10年以上,存在低效开关电源多、电源模块槽位无法扩容、空开端子数量不足、新旧电池组并联、输出电压不稳等问题,因此电源部分改造工程复杂,交付工期不可控,对5G基站的开通运行造成影响1。(3)挑战3
3、:部分5G基站的BBU需要放置在本站机房内,或者存在部分基站的BBU集中放置,这样就大大增加了机房设备空间占用率,同时提升了机房环境温度,因此部分基站也需要新装空调或者替换大功率空调以增加空调制冷总量。5G基站电源改造方案探讨陈超俊(中国铁塔股份有限公司湛江市分公司,广东 湛江 524000)摘要:文章针对5G基站无线设备高功耗对电源系统的挑战,重点分析和阐述了湛江铁塔近年5G网络建设工程中通信基站电源改造的可用方案,并介绍了具体典型改造案例,最后对5G基站电源创新技术方案进行了探讨。关键词:5G;基站;电源改造doi:10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.10.059中
4、图分类号:TM 7,TM 91,TN 929.53 文献标志码:A 文章编码:1672-7274(2023)10-0181-04Discussion on the Transformation Plan of 5G Base Station Power SupplyCHEN Chaojun(China Tower Corporation Limited Zhanjiang Branch,Zhanjiang 524000,China)Abstract:In response to the challenge of high power consumption of wireless equipm
5、ent in 5G communication base station to the power system of the base,this paper focuses on analyzing and elaborating on the available solutions for communication base station power transformation in the recent 5G construction project of Zhanjiang Tower Company,and introduces specific typical transfo
6、rmation cases.Finally,innovative technology solutions for 5G base station power supply are discussed.Key words:5G;base station;power transformation;作者简介:陈超俊(1987-),男,汉族,广东湛江人,工程师,硕士,主要从事通信工程建设管理工作。图1 常见基站电源连接图DIGITCW经验 交流Experience Exchange182DIGITCW2023.102 5G电源系统改造方案每个基站的资源配置不同、应用场景不同,因此在5G网络建设过程中
7、只有落实“一点一方案”,精细化实施管控,才能做到用最低的成本做最多的事。湛江铁塔目前交付运营商6 462个5G基站,其中新建站址339个,改造存量站址6 123个。存量站址改造部分的情况统计见表1。下面简单总结了湛江铁塔在近年建设过程中的改造方案。表1 湛江铁塔存量站址5G需求改造情况(单位:个)涉及改造类型无须改造外市电改造开关电源改造电池改造空调改造交流配电箱改造数量8381 4484 307904 3 02.1 外市电改造对外市电的容量需求的评估需综合考虑基站机房内现有各项设备的功耗、电池的充电功率和历史放电情况、空调及照明等设备的功耗2。只有准确掌握这些关键数据,才能进行有针对性的分析
8、并制定改造方案。常规的5G 64T64R宏站单站S111典型配置的功耗约为34 kW。在新增5G设备时,可根据基站的实际情况确认改造方案。(1)当原外电接入的公用变压器或专用变压器核实容量充足时,应从载流量、压降、外观等方面核实引入部分线缆的情况,如果线缆可以满足5G设备接入,可以直接利旧接入;如果线缆无法满足5G设备接入要求,则需安排线路改造,一般引入部分线径不应小于425 mm2(铝缆)。(2)当原外电接火点为单相220 V时,从安全的角度和后续可能的网络扩容需求考虑应改造为三相380 V。(3)当现有部分基站使用转供电方式接入时,如有供电局的接入点资源,可以在本次5G网络建设中改造为直供
9、电方式,湛江铁塔累计共完成93个站点转改直,这样可有效节约设备的用电成本,为行业实现降本增效。(4)当现有接火点为公用变压器并且其容量已经接近扩容最低门限时,从安全方面考虑,需与当地供电部门沟通,推动对方及时配合对变压器进行扩容。(5)当原外电引入线缆的线径够大但基站专用变压器容量已达80%以上时,需对专用变压器进行增容。如无法完成增容且有公用变压器资源,则考虑“高改低”,重新报装380 V市电并将其引入基站使用。2.2 交流配电箱改造现网基站机房内目前配置的交流配电箱一般容量都是100 A的,而5G设备的交流负荷需求一般不超过20 A,可结合勘察情况评估。湛江铁塔机房内一般有13个交流配电箱
10、,在整个网络建设改造过程中暂未对交流配电箱实施改造。另外,运营商部分5G网络要求提供交流供电,可通过在室外增加63 A的小型交流配电箱搭配交转直对设备供电。总的来说,交流配电箱的改造应根据基站的具体情况与运营商网络建设需求安排实施改造与升级。2.3 开关电源改造现网基站目前配置的开关电源其机架容量一般都是300 A或者600 A,5G网络直流负荷需求一般为150 A(含充电电流)。部分现网的开关电源机架容量设置并不合理,不能有效地满足当前5G网络运行的实际需求,可根据基站的实际情况确认改造方案。(1)当原有开关电源有冗余空气开关或熔丝数量但配置小时,可直接替换大容量端子。如果空气开关或熔丝已全
11、部被占用,可通过新增直流配电扩展单元实现扩容改造。(2)当原有开关电源的整流模块槽位足够时,可直接增加整流模块扩容;当原有开关电源的整流模块框已接近满配时,考虑到槽位受限,模块可按N配置方式(注:一般开关电源要求N+1配置)。需保证新插入的模块必须与原有模块的厂家型号保持一致。(3)如果需新增的整流模块已停产且机房空间满足,则可考虑新增一套开关电源;如机房空间不满足,可通过插框改造将整流模块部分整体替换,或者直接进行开关电源设备替换改造。(4)如果核实扩容模块后无法满足5G网络接入需求且机房空间满足,可以考虑直接新增开关电源。在地面空间满足新增组合式开关电源时,可考虑附墙增加壁挂式开关电源。(
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