中兴5G电源解决方案助建5G网络

2020-08-26 10:43:41 193

5G网络的搭建离不开关于多模式低功耗的设计要点,同时在电源设备与基站通讯终端之间,5G供电解决方案起着关重要的作用。

5G网络整体架构与挑战

众所周知,5G三大业务主要包括增强容量、接入海量终端和超高可靠超低时延通信。其中增强移动宽带可实现3D/超高清视频、高清语音以及云办公等;超高可靠低延时通信可实现工业自动化、自动驾驶、高可靠应用以及移动医疗等。


图1:5G三大业务

据熊勇介绍,5G网络的整体框架主要由UE传送,站点接收,然后发射到三级DC,实现计算、存储和网络等基础设施的建设。


图2:5G网络整体框架

熊勇指出,更高的频段和数据流量的增加使得站点数量激增。据相关数据统计,DC机房、宏站和Small Cell站点数量持续增长,尤其是Small Cell站点。与此同时,5G网络对能源的需求也呈现出不同的方向。其中,DC机房数量增加,需要更可靠、更高效的供电方案;5G基站设备功耗大幅增加,对供电提供更多挑战;Small Cell站点爆炸式增长,其安装方式以抱杆、壁挂为主。

5G网络能源总体框架主要由DC机房、宏站和独立AAU/微站三大部分组成。其所应用到的产品和系统各不相同。DC机房主推高压直流+市电直供方案,可靠、高效、低TCO,节省供电设备投资达40%,电费节省可达10%。其次,宏站主推站点扩容,利旧电池模块和蓄电池,节省投资;推荐高密度大功率嵌入式电源+智能锂电池,节省空间,提升效率。独立AAU/微站则主推PAD电源&电池方案,自冷散热提升可靠性,上杆上塔减少线路损耗提升效率,智能电源节省运维成本。


图3:5G网络能源总体框架

5G供电解决方案

聚焦客户核心价值,即高可靠、低TCO,实现又好又省的效果,是5G电源解决方案的优选。高效化、智能化和平滑扩展成为5G电源优选解决方案的衡量标准。那么,如何才能达到这三项标准呢?

熊勇指出,高效化可以通过电源转换效率提升,高压供电减少损耗,加粗线径、缩短供电线路,减少线路损耗以及高效维护来节省人力等途径得以实现。

5G核心机房(中央DC、区域DC)、大型汇聚机房均可应用。主流厂家5G核心机房设备(服务器、路由、交换等)、汇聚机房设备(OTN、PTN等)均可支持高压直流供电。

图4:某5G区域DC机房采用高压直流供电现场照片

智能化则可实现智能错峰,解决市电不足,节省投资。通过电源监控,设置市电容量,利用电池平衡供电,补充峰值时的市电差额,不仅可以减少对市电的改造,节省投资,而且能节省协调时间,实现快速5G部署。

例如在贵州的5G电源智能削峰试验站中,贵州铁塔针对5G高功耗需求带来的外市电改造难题,2019年5~6月选取室内和室外两类典型场景进行电源改造,通过站点电源容量扩容改造、智能削峰方案的智能化调度,快速高效低成本解决5G站点市电容量不足的瓶颈问题,最终以室外站点核算,智能削峰的总体改造成本仅为市电改造费用的1/4,经济效益明显。

图5:5G电源智能削峰试验站(贵州)

另外,智能锂电可以实现智能升压、智能共用和智能防盗;智能监控以解决多能源、多业务管理,统一管理和调度,最大限度节省能源,节省电费,并实现智能共享,计量每类业务的电量及用电比例,可按需进行业务下电设置;按需提供电能,电源与AAU或无线管理后台进行通信,实时掌握无线设备对输入电压及功率的要求,调整电源电压及功率,减少损耗达到智能协同的状态。

电源平滑扩展则可以保护现有投资,减少对现网设备供电的冲击;使用电池共享实现智能并联使用,保护现有电池;以配电扩展,满足5G需求。

在现有2G/3G/4G网络物理站址上,部署5G通信设备,并扩容供电设施。

图6:共站址电源扩容要点

5G共站址供电方案的核心原则是聚焦客户核心价值,即省(综合成本最低)、快(改造周期最短)、易(最容易实施)、少(对现网影响最少)。

图7:共站址供电的整体建议

目前中兴通讯通信电源主要包括为核心机房、传输机房、数据中心供电的大电源,为宏基站供电的室内电源、室外电源、嵌入式电源,以及为微站及小容量站点供电的Pad电源和壁挂电源等系列。以下是演讲中中兴通讯提供的部分相关供电方案。


图8:室内600A电源系统共站址方案

图9:室外共站供电方案:新建电源系统供电

图10:室外共站址供电方案:利旧现有机柜

5G电源部分产品介绍

1.中心机房

中心机房主要是HVDC和48VDC供电。其中,HVDC是供电的发展趋势,主要取决于DC机房中主设备对供电的要求。中兴通讯分立式电源ZXDU88 S402广泛应用于国内移动、电信和联通,每年发货超过1000套。

图11:中兴通讯分立式电源ZXDU88 S402

2.室外微站/独立AAU(RRU)

室外微站/独立AAU(RRU)场景典型应用于市区补盲补热的灯杆站、楼顶宏站、拉远站、AAU分散部署、高铁、高速路以及隧道站等。PadPower方案的核心价值具备以下特点。

全室外:零占地,更灵活,快速低成本部署;

全自冷:可靠性更高,产品效率更高;

全高效:系统效率可达97%,供电系统更靠近用电设备,线路损耗更少;

更智能:免调测,免维护,快速部署,节省运维成本。

3.电池:智能锂电池

智能锂电池配合电源系统,恒定输出57VDC的电压,提升拉远距离;同等距离的情况下可以减少线路损耗,同时也可以直接同现网电池混用,保护现有投资。

智能并联无需外配合路器,可靠性更高,投资成本更低,而且新旧锂电池混用,支持分批投入,节省初期投资。另外,智能锂电池只有离线(被盗)自动锁死,授权才能解锁,还可内置GPS跟踪,确定电池位置。因此,智能锂电池同时可以实现智能升压、智能混用和智能防盗。

图12:智能锂电池

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