虽然5G相关标准还在进一步完善中,但全球对5G的发展充满信心。3G提供了语音和数据服务,4G则是支持语音、数据以及各种应用。移动网络逐渐成为不可或缺的社交基础网络,深刻影响着人们的日常生活并促进数字化经济发展,这一趋势在5G时代将更加明显。本文从5G电源配套建设的角度,探讨创新电源技术在5G无线网络中的建设,主要内容包括5G关键技术、5G建设面临的挑战、电源系统的应对策略、5G创新电源技术应用案例。
一、5G时代通信电源系统的挑战
5G时代逐渐到来,其是在4G基础上逐渐发展起来的,弥补了4G的很多不足之处。相对而言,在成本方面、延迟方面、速度及可靠性方面,5G具有更大的优势。同时,新时期此技术的应用场景也日益凸显,主要有三个应用方向,一是MMTC,二是EMBB、三是URLLC,其分别代表着海量物联、增强移动宽带、高可靠低延时连接。另外,5G还要力图实现高超清视频、云办公等,这些都对5G时代通信电源系统提出了高要求,使5G网络建设面临着新挑战。例如,在实际构建中,站点数量呈现了与日俱增的趋势,如cell站点的增强已经为爆发式,再如Small站点增长也是值得关注的。在此情况下,严重加大了电力的引入难度,给5G时代通信电源系统带来了前所未有的挑战。与此同时,电站的大幅度递增,也致使电源需求增加。除此之外,5G时代将会面临很多新业务,如远程医疗等,其对通信电源系统的要求都是较高的。
二、5G对电源配套系统的具体影响
1. 外市电的总体配置
随着5G技术不断普及,对于电容量需求也在提高,这就需要对当前整体电容量进行相应改造,通过利用电容量公式对所需电容进行准确计算,并采取相关措施对电容量进行适当扩增。为了能够达到更好5G通信效果,就需要更多能源进行支撑,而每一个信号基站中增加5G功能,就会对外市电量需求增加一倍之多,通过对整体共享电容准确测算,能够对每个信号基站需要配备的电容进行明确。再根据不同地域特性进行具体外市电改造,通过在关键部位增加对应电流开关和变压器,来增加更多电容量,或者引入先进的外市电设备,增强整体能源系统,为5G技术奠定基础。
2. 开关电源的配置
目前,城镇生活用电类型均为交流电流,因此相关用电设备的发电机类型需为交变电流,蓄电池类型应该选用直流电流,但是大多数通讯仪器运行需要的电流是直流电流,开关电源的配置必须保证所有仪器运行期间的电流类型均能够得到满足,确保所有仪器均可以正常运行。所以,开关电源在实际的应用期间具有以下功效:有效分派交流电源和直流电源、交流整直流、管控电池的充电及放电。目前,在对网络进行优化期间,由于电池容量、电池模块存在缺陷以及空开端子数量较少等原因致使电池不能良好的供应系统运行。但是5G网络在运行过程中直流负载在囊括充电电流的条件下不得低于一百五十安。若是以往的开关电源容量以及端子数量无法满足系统需求事,应采用以下方式进行改进:(1)增大开关电源容量,通过应用扩容整流模块方式提升开关电源容量,此过程中必须保证增容模块和之前模块相同。(2)如果重新选用的整流模块无法购进,则可选用其他开关电源代替原有的开关电源。(3)如果开关电源增容仍然无法保证系统正常运行,此时可以选择更换开关电源。(4)如果开关电源容量能够保证系统的正常运行,但是空开端子数量较少,此时需要增加直流配电箱。
三、5G在电源配套系统中的应用方法
1. 外市电的创新解决方法
5G技术实现的重点所在,就是对外市电进行高效改造,因此,在对整体外市电系统进行具体改造时,要投入更多精力及人力,对电流数据进行专业分析与统计,取整体蓄电池充电、通信设备、空调三者总体负荷值,为了降低电流整体负荷数值,可以采取市电削峰技术,在用电高峰时期尽量避免充电行为,以免造成停电状态,由于外市电相应改造需要的经费相对较少,更适合在偏远地区进行实施,能在整体周期上有效压缩改造时间,使得外市电的问题得到及时解决。
2. 无线侧电源解决的相关思路
2.1室外改扩建思路
此思路主要运用在原电源系统插槽不足的情况下,并且此时BBU、AAU距离在相关规定范围内时,应该适当的增加机柜,同时还需要对开关电源进行科学合理的配置。如,当二者距离在125m(16mm2)范围内时,可以在添加机柜的基础上,设置嵌入式开关电源。在此过程中,为了避免现网设备割接改造的现象,还需要做好机柜扩容空间的预留工作。当BBU、AAU距离超过了二百米的情况下,或者是缺少机柜添加的条件时,需要进行引电工作,例如可从其他配电箱进行引电,这样既不用进行现网设备改造,又有助于促使供电效率提升。
2.2室内扩建思路
采用室内扩建思路时,主要针对两种情况,一是开关电源系统整流模块空位不足 2 个,二是达到了 2 个或者以上时。针对前者情况,应该以大容量系统替换原系统,确保整体增容达标(一般需要达到200毫安或者300毫安)。在此环节中,还应该对达到 5KW 的电力扩容容量进行关注和分析,针对散热能力偏低不与站点需求不符的,还需要有针对性的开展扩容工作或者进行科学的改造。
3. 电池的有效配置
由于5G需要大量电能来维持自身运转,合理选择电池规格能够完美为5G技术提供电能支撑,同时,还要避免各种不同规格电池间出现相斥问题,如果出现混用情况,就会导致设备出现损坏。另一方面,电池容量具体配置还应该注意模块化电池扩容,使得电池之间能够在相互连接对匹配的电流图进行观察,进而分析两者是否兼容,并及时对总体电流电压进行统计,防止出现雪崩效应。在对电池进行改造时,要区分需要改造设备与不需要改造设备,对于电池自身容量不足、能力不足的电池选择报废处理,而性能相对良好的电池可以增加电池合路器,从而将原来的电池方案改造成梯次电池,此外,还应该将改造电池控制在最大限流之内,进一步提升电池系统总体供电能力,为5G技术发展奠定坚实基础。
4.DC 机房电源解决的相关思路
5G 时代下,对网路的要求越来越高。要想有效提升DC 机房供电的可靠性、安全性,需要对 DC 机房电源情况加以了解,并结合具体情况,采用与之相符合的供电方式。例如,针对满足 240 V/336 V 的设备,应该使用符合标准的设备进行供电,也就是需要对以 240 V/336 V HVDC 为主的设备加以使用,确保供电的正确性、合理性。由于在供电可靠性方面,所提出的标准越来越高,所以还需要积极面对这一挑战,努力朝着绿色 DC 机房方向发展,一方面有利于实现节约通信电源系统的建设投资,另一方面符合时代发展需求,能够促进 5G 实现可持续发展。
结束语
总而言之,5G时代逐渐靠近,通信建设也不断发展,但是,同时也对整体能源消耗提高了要求,电源配套系统的问题也亟待解决,必须要对相应电源配套系统进行优化,进一步改善5G技术带来的高耗能问题,从而,在建设中需结合电源配套的配置情况给出相应的改造思路和方案。
参考文献
[1] 白中磊.探究5G对电源配套的影响及应对措施[J].通信电源技术,2020,37(04):203-204