基于综合施工成本模糊判定的RRU-BBU供电设计方法

吴先海



基于综合施工成本模糊判定的RRU-BBU供电设计方法

吴先海

（广东公诚通信建设监理有限公司）

针对现有通信电源保障体系难以适应RRU-BBU分布式组网方式等问题，提出基于综合施工成本模糊判定供电模式的方法。首先分析分散供电、集中供电等经典分布式基站供电模式的综合施工成本；然后结合室内覆盖不同场景，设计模糊判定的隶属度函数及其子集，实现基于综合施工成本模糊判定的RRU-BBU供电设计方法。应用验证结果表明：该方法能够节省投资，优化供电性能。

电源保障；分布式基站；分散供电；集中供电

0 引言

基站中基带处理单元（base band unit，BBU）基带信号通过射频拉远单元（radio remote unit，RRU）接收[1]。BBU-RRU架构将RRU分置于网络规划所确定的站点上，开启新型的分布式网络覆盖模式[2]。在中心机房内建设大量BBU以集中处理基带信号，然后通过大量光纤拉远至RRU，实现容量与覆盖间的转化，可显著减少经典解决方案所需机房数量[3]。但电源必须保障大分散的用户侧网元设备可靠、稳定供电[4]，因此BBU-RRU分布式组网方式对现有的通信电源保障体系带来新的挑战[5]。本文结合目前经典移动通信分布式基站分散、集中供电2种配电方式，提出距离模糊判断的BBU-RRU分布式基站供电模式。

1 经典分布式基站供电模式

1.1 分散供电模式

分散供电解决方案是采用多套电源系统分别给BBU和RRU就近供电[6]，如图1所示。

图1 分散供电解决方案

分散式供电的优点是就近供电，线路损耗小，供电分散，供电风险小。其缺点有：1) 由于需要在每台RRU端引入电力，安装通信电源设备，造成整个系统投资成本较高，空间需求较大；2) 每个RRU都是独立的电源系统供电，如果发生故障则需要分别维护；3) 当电网电力检修、电网故障或停电较长时，会造成通信服务中断，损害用户利益和运营商信誉；4) RRU设备若单独采用UPS系统供电，对使用UPS的通信设备，运行维护工作量较大，不同UPS设备厂家生产的稳压器的工作能力也不尽相同；在实际工作中发现，小型UPS系统经常死机，须定期维护检修，2年左右要更换电池；5) 由于需要支付电费，为便于电费统计，每个供电点都要安装1个电表，导致电表过多，不便于后期管理。

1.2 集中供电模式

1.2.1 集中交流供电

集中交流供电解决方案直接使用市电+UPS进行供电[7]，既给BBU供电，同时通过拉远的方式对远端RRU进行供电，所有设备采用一体化UPS系统供电，对UPS性能要求较高。集中交流供电解决方案如图2所示。

集中交流供电的优点是电源集中，便于维护，节省设备投资；其缺点有：1) 拉远距离有限制，当传送距离大于150 m时功耗大大增加，需要用3×16 mm2的铜芯电源线供电，如表1所示，单机供电距离最大为1.5 km左右，可满足在小区停车场范围的拉电需求，但成本将大大增加；2) 当电压不稳定时直接导致远端设备掉电；3) 交流供电方式容易遭受雷击，而逆变器采用的设备自保护方式经常导致直接断开远端负载，设备直接掉电；4) 交流电进行远程拉电存在一定的安全隐患，风险比较大。

1.2.2 集中直流供电

集中直流供电解决方案采用一套直流电源系统[8]（即1个DC直流屏和后备电池组），既给BBU供电，同时通过拉远的方式对远端RRU进行供电[9]，如图3所示。

表1 直流远供线径表

集中直流供电模式的特点：1) 安全性，局端输出为对地悬浮的直流电，相比较交流电而言，安全性能更高，人为碰触直流的任一极完全安全；2) 可维护性，局端采用模块化结构，支持热插拔，设备更换维护简便；3) 高效性，电源功率密度高，占用机架空间少；4) 高适用性，根据不同负载大小、传输电缆粗细、距离远近等工程实际情况，可现场调节局端馈线电压（140/280 V）；5) 配置灵活性，远端设备安装方式多样，选择灵活，体积小，安装方便，提供雷击保护、自动限流等功能，采用高效率电路，适合各类恶劣环境，但设备安装在室外的要做好防雷设施。

集中直流供电方式需要一套直流的电源系统，安装在有空调的密闭机房内，同时近端配升压设备，远端配降压设备，需布放升压设备与降压设备间的电源线，在一定程度上增加投资。

图3 集中直流供电解决方案

2 基于综合施工成本模糊判定的供电模式

结合室内覆盖不同场景进行分析，分别采取交流集中供电模式、直流集中供电模式和就近取电模式。设线缆面积为1、RRU到BBU距离为2、施工难度为3；则=[场景1，场景2，场景3]，如图4所示。

图4 不同应用场景的隶属函数及区间

(1)

1) 场景1 当RRU距BBU线缆长度小于1000 m且在同一个物业点，走线简单且无安全隐患，采用交流集中供电模式。

2)场景2 当RRU距BBU线缆长度大于1000 m，且BBU位于局端机房时，从信源处引交流电进行远供不好实施，线路上的压降超出设备正常工作允许的过、欠压范围，且就近无供电设施等问题，采用直流集中供电模式。

3)场景3 当BBU和RRU不在同一个物业点且无法接入、BBU与RRU间走线困难或RRU设备需求量较少，采用就近供电模式。

4)场景4 当BBU和RRU位于同一建筑内或BBU和RRU距离较近时，可采用部分RRU由BBU主机配置的整流模块提供电源，其余RRU采用分散供电模式。

3 应用验证

某小区RRU供电模式示意图如图5所示。目前的室内设备BBU采用－48 V直流供电，如TD主机、爱立信RBS6601和华为DBS3900。

图5 某小区RRU供电模式示意图

这些设备的主机都是由BBU+整流模块组成，其中整流模块的作用是把220 V交流电转换成－48 V直流电，只给BBU供电，表2为各型号设备整流模块参数。

表2 各型号设备整流模块参数

由表2可知，TD主机可提供1路端子给RRU使用，RBS6601可提供3路端子给RRU使用，DBS3900可提供1路端子给RRU使用。

应用图4与式(1)，根据距离模糊判定供电模式。根据线损压降等影响，100 m内可由BBU处布放2×6 mm²电源线供电给RRU；当RRU距离超过100 m时，则采用分散供电模式，RRU采用就地取电。某小区各种RRU供电模式效果表如3所示。

表3 某小区各种RRU供电模式效果表

4 结语

采用多种供电方式对不同供电模式的分布式基站供电是目前网络建设的新需求。结合不同场景和建设需求，合理设计室内覆盖工程中各种设备的供电方案，也是新时期网络规划设计与建设实践科学发展观的必然。实际建设中，应当根据不同应用场景，采用合适的供电方案，这样不仅能节省大量投资，优化供电性能，还能提高工程建设速度，为提升业主感知度垫定良好的基础。

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Design of RRU - BBU Power Supply Based on Fuzzy Decision of Comprehensive Construction Cost

Wu Xianhai

(Gongcheng Management Consulting Co., Ltd.)

As the existing communication power supply security system is difficult to adapt to the RRU-BBU distributed networking, a fuzzy decision method of power supply mode based on comprehensive construction cost was proposed. Firstly, the comprehensive construction costs of distributed power supply, centralized power supply and other classic power supply modes were analyzed. Secondly, combined with indoor coverage of different scenes, membership functions and subset of fuzzy decision were designed to realize RRU-BBU power supply design method based on fuzzy comprehensive judgment of construction cost. Finally, application validation was demonstrated. The results show that the proposed method can save a lot of investment and optimize the power supply performance.

Power Source Protection; Distributed Base Station; Decentralized Power Supply; Centralized Power Supply

吴先海，男，1986年生，本科，助理工程师，主要从事通信行业监理研究。