绿色通信基站一体化安装设计方案探讨

陈耀刚 曹铭 张科

【摘要】 本设计方案根据目前一体化各专业安装设计规范要求，通过灵活的设备选型，采用新型集成化节能设备，运用集约化设计思路优化机房空间布局，空调方案灵活且有针对性，最大程度地降低对机房空间的需求并达到降本增效的目标。希望本方案能有助于提高基站机房的面积及空间的利用效率，降低机房的能耗，促进基站的选址成功率和续约率。

【关键词】 绿色 节能 一体化 安装设计

一、背景

随着网络架构不断升级，设备集成度和小型化趋势明显，在GSM、TD-SCDMA和TD-LTE网络中，均大规模引入了分布式基站设备，采用了分离式的结构和集约化设计后，设备单元能耗的下降、防护标准提高，环境适应能力进一步改善，设备安装、现场修理、维护工作难度以及对配套设备的要求均有不同程度降低；同时配套连接线缆的光纤化程度较高，减少了对金属馈缆的需求，降低了馈缆布放的复杂性。以上这些特性使得可以针对分布式基站安装进行最小化设计，降低选址难度与建设维护成本，实现机房内设备的集中化高效管理。

二、设计思路

2.1各专业考虑因素

2.1.1无线

根据当期用户及业务发展需求，测算无线设备配置，考虑多系统、高配置要求完成设备选型，优选分布式、多载波基站设备。由于分布式基站设备体积小、重量轻、设备模块少，安装方式灵活，对于机房面积的需求降低，可采用落地、挂墙、支架、抱杆等多种安装方式；尤其适合与传输、数据等设备共享标准机柜的形式，利于统一管理，同时占地空间大大减少，有效地降低选址难度。另外，由于新型分布式基站对于工作环境要求的降低，可适当降低空调配置等级或减免空调配置。同样也可降低基站对于外电容量的需求、同时减少用电量，降低运营成本。目前，各厂家都推出了高度不超过3U、满配重量不超过12kg的紧凑型BBU，可挂墙安装或利用19”机架安装，甚至堆叠安装，大大节省了安装空间；RRU满配重量不超过25kg，设备容量不超过25升，可灵活采用抱杆、挂墙、落地等安装方式。

2.1.2传输

现网GSM、TD-S及TD-L传输主要承载方式为PTN，WLAN主要承载方式为PON；综合考虑网络安全等多方面要求，网络结构以环状或环带链；设备选型需综合考虑承载需求（端口、带宽等）及现场安装条件。

考虑PTN系统成环需求，PTN设备端口需求为：4×GE+1×FE+9×E1/ 2×10GE+ 2×GE+1×FE+9×E1。现网接入环为GE和10GE环；考虑后期扩容需求及带宽要求，可统一按10GE接入设备考虑。

空间及电源资源较丰富站点，可采用承载能力较强设备，如华为1900/中兴6220；空间及电源资源较紧缺站点，可采用集成度较高设备，如华为960；传输设备可与无线设备共用综合机柜安装；机房空间资源紧张时，传输设备及光缆成端ODB可采用壁挂式方式安装。

2.1.3电源

基站电源设备选型配置时除应满足相关规范要求，还应该积极选用各项节能技术，实现提高基站整体能效水平，降低运营成本。目前，基站电源节能措施实施效果较好的主要有：高效整流模块、铁锂电池和高温铅酸电池等。

1）高效整流模块。高效开关电源整流模块采用了高能效技术、高效拓扑结构、低压降的功率器件以及更低阻抗更低能耗的材料，最佳效率超过了96%，比普通模块提高3%～5%，损耗降低70%左右。高效开关电源整流模块的最高效率点出现在20%～90%负载率区间之内，更适合实际应用情况。

2）铁锂电池。相对于传统铅酸电池，铁锂电池具有循环使用寿命长、耐高温、体积小、重量轻、无污染等优点，对建筑空间、承重等安装条件要求较低。但目前，磷酸铁锂电池原材料的一致性和电池产品的一致性还存在问题，尤其是大容量电池（100Ah及以上大容量电池）。因此现阶段磷酸铁锂电池还无法应用于在大容量基站中，可在如FTTx（小区、商务楼）、室内分布系统、WLAN系统、室外一体化基站等小容量站点进行应用。

3）高温铅酸电池。相对于传统阀控密封蓄电池对温度的敏感性，高温电池采用多项专利技术克服高温条件下引起的蓄电池正极板栅腐蚀、失水干涸、热失控和负极硫酸盐化等难题，在-40℃至+70℃范围内，能够正常使用，且使用寿命与普通电池在常温下相比不发生缩短现象。因此可以提高基站环境温度或在部分地区取消基站空调配置，达到节能减排效果。

三、最小化节能安装设计

在多网共存的前提下，为了提高基站机房的面积及空间的利用效率，降低机房的能耗，促进基站的选址成功率和续约率，需要打破固有思维，进行基站最小化节能设计。设计要同时兼顾考虑节能化、各专业一体化的要求，可按照规范的强弱进行权衡，同时应综合权衡建设可实施性、维护实施性和扩展性。面向多网协同开展一体化配套建设，重点从“最小化”和“节能”两个维度开展方案设计：

无线基站选用分布式、多载波基站设备：减少机房空间占用，降低设备能耗。

集约化设计，实现设备集中管理：分布式近端设备堆叠式安装在标准综合柜内，配置专门的配电单元以及光纤配线架，将外部线缆统一到综合柜内，利于集中管理维护，有效地节省线缆资源。传输设备统一安装于传输综合柜内，预留足够的配线空间，并充分利用综合机柜空余空间安装无线设备。

运用新型节能电源设备：组合开关电源使用高效模块；使用高温铅酸蓄电池提高空调设置温度，降低空调耗电 。

运用新型集成化电源设备：在一体化机柜基站中使用嵌入式电源，在适用场景下使用铁锂电池，节省空间占用，降低对机房承重要求；

灵活考虑柜式及壁挂式空调：减小对机房面积的要求，降低空调耗电 。

空调通风散热设计更有针对性：出风口靠近功耗最大的无线主设备。

采用堆叠式安装设计方式：使用综合设备柜将同类设备集中安装，如无线综合柜、传输综合柜；综合柜配置统一的直流配电单元和ODF配线单元，满足各类设备的统一接入需求；综合柜内部划分不同的设备分区，统一规划，实现分区管理。

节能设计：

1、电源采用组合开关电源，整流模块使用高效整流模块，基站常态运行时，整流模块使用休眠技术，提高整流模块利用效率；

2、无线基站近端设备和远端设备均由机房内电源供电，实现信源和远端设备备电时间一致，降低维护成本和施工难度；

3、从基站节能和深圳地区气候情况考虑，蓄电池组使用高温铅酸蓄电池组，可以将基站空调设置温度由28度提高到35度，减少基站空调耗电量。

空调通风：

计算出基站所需的冷负荷，以此为依据对空调设备进行选型，保障主设备、电源系统等设备的正常运行。本方案采用一主一备配置2台空调，其中1台3P柜式空调，1台2P挂式空调（安装在机房门下方，减少对机房空间的占用），出风口靠近功耗较大的综合设备柜。

各专业的配置汇总表及与传统基站对比如表1。

四、总结

本设计方案根据目前一体化各专业设计规范要求，在设定无线设备配置的基础上，通过灵活的设备选型，采用新型集成化节能设备，运用集约化设计思路优化机房空间布局，空调方案灵活且有针对性，最大程度地降低对机房空间的需求并达到降本增效的目标。希望本方案能有助于提高基站机房的面积及空间的利用效率，降低机房的能耗，促进基站的选址成功率和续约率。

参 考 文 献

[1]李玉昇，赵黎明，叶荣.“通信局房电源系统蓄电池后备时间的探讨”.《电信工程技术与标准化》 -2011；

[2]李玉异，巩欣.“移动通信基站直流电源系统容量配置计算”.《电信工程技术与标准化》 – 2009

[3]吴罡，阮勇，杨一男.“通信电源设计中创新思想的探讨”. 《邮电设计技术》 - 2011