极简模式下基站配套的带内监控研究
2023-01-31陈耀文
刘 鑫,陈耀文,李 韵
(中国移动通信集团广东有限公司,广东 深圳 518000)
0 引 言
随着5G时代的到来,无线基站的建设模式因为受成本、物业等影响,更多采用云无线接入网(Cloud- Radio Access Network,CRAN)机房加天面极简的模式建设。“碳中和”是当今世界最为紧迫的使命,同时碳减排成为信息与通信技术(Information and Communications Technology,ICT)行业关注焦点,多国发布面向ICT行业的碳中和细分政策。《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见(国发〔2021〕4号)》中提出:加快信息服务业绿色转型,做好大中型数据中心、网络机房绿色建设和改造,建立绿色运营维护体系[1]。深圳移动公司响应国家和集团公司政策要求,积极探索极简建设模式下,建立全网多站点协同的绿色运营维护体系。
1 极简站点建设模式
与传统的模式不同,极简的天面采用的都是微配套或者刀片电源的建设模式。新模式下,对于天面设备和供电的监控有不同方式,有采用射频拉远单元(Remote Radio Unit,RRU)外告方式监控,也有增加动环监控单元(Field Supervision Unit,FSU)监控的方式,还有带内监控的方式[2,3]。网管平台建设模式有多种方式,具体如图1所示。
图1 网管平台建设模式
2 华为OPM的使用和监控方式
文章主要研究极简模式下的华为技术有限公司(以下简称华为)配套产品的带内监控模式。
2.1 华为OPM在极简的使用接入模式
针对极简站点配套,深圳移动首先与华为合作,开展极简模式厂家配套的应用。即使用华为厂家提供的光电源管理(Optical Power Management,OPM)电源和锂电池作为有源天线单元(Active Antenna Unit,AAU)的配套电源[4]。
华为OPM的模式,不用增加额外异厂家的电源设备,且支持挂墙、抱杆等与AAU同类型的安装模式,简单易操作,便于站点的快速建设。同时,该模式支撑AAU、RRU、室内基带处理单元(Building Base band Unit,BBU)的带内监控,不用增加FSU和外告监控,达到了极简站的目的。
2.2 华为OPM监控和使用方式
针对无线拉远站AAU/RRU场景,华为刀片电源支持户用仪表总线(Meter Bus,MBUS)通信场景。对于RRU和刀片电源均支持MBUS的条件下(OPM30M Ver.B、OPM30M Ver.C、OPM40M 支 持MBUS),只需将刀片电源负载接口与RRU电源接口连接即可,无需额外连接其他监控线缆[5]。单路RRU拉远监控组网如图2所示。
图2 单路RRU拉远监控组网图
2.2.1 硬件连接
硬件设备连接如表1所示。
表1 硬件设备连接参数
对于多个MBUS RRU组网场景,硬件连接完成后只需挑选任意一台RRU作为管理者进行配置即可,组网如图3所示。
图3 多路RRU拉远监控组网图
2.2.2 网管配置
硬件连接后,需要在U2 000网管增加软件配置。其具体步骤如下文所述。
步骤1:在掩码自编码器(Masked Autoencoders,MAE)上配置机柜。
步骤2:在MAE上配置性能监测单元(Performance Monitoring Unit,PMU)(PMU管理者柜框号为BBU,若监控线接到BBU的MON0口,则管理者端口号为0;若监控线接到BBU的MON1口,则管理者端口号为1)。如 ADD PMU:CN=1,SRN=7,PTYPE=ETP,MCN=0(管理者柜号),MSRN=0(管理者框号),MPN=0,Address=3,LSDF=DISABLE,ACCLF=DISABLE。
步骤3:在MAE上配置电源供应器(PC Power Supply Unit,PSU),需要根据PSU实际数量进行添加。
步骤4:在MAE上配置锂电池。
2.2.3 OPM200电源系统监控和监控链路
OPM200电源系统监控如图4所示,OPM监控链路如图5所示。
图4 OPM200电源系统监控
图5 OPM监控链路
2.3 极简带内监控命令和数据
2.3.1 监控查询命令
针对极简代维监控,可以通过定义的软件和指令直接查询电池和电源的情况。具体命令如下。
(1)DSP PMU。可以查询限流状态、次要负载上下电状态、按时间负载下电能力、配电槽位不备电能力、母排电压(V)、负载总电流(A)、蓄电池电流(A)、交流电压(V)、交流限流能力(支持)、环境温度(℃)、软件版本号、硬件PCB版本号、硬件可编程器件版本号、编译时间、版本说明、生产日期、内循环风扇平均转速(r/min)以及外循环风扇平均转速(r/min)。
(2)DSP BATTERY。可以查询电池类型、电池组路数、剩余容量(%)、剩余备电时间(min)、蓄电池温度(℃)、蓄电池电流(A)、充放电状态、蓄电池上下电状态、蓄电池累计充电时间(h)、蓄电池累计休眠时间(h)、锂电池个数、锂电池额定容量、锂电池效率以及停电次数。
(3)DSP ELABEL。可以查询电子标签。
(4)DSP BRDVER。可以查询软件版本、硬件版本。
(5)DSP BRDMFRINFO。可以查询型号、条码、描述、生产日期以及生产商。
2.3.2 DSP PMU和DSP BATTERY查询结果
DSP PMU和DSP BATTERY查询结果如图6和图7所示。
图6 DSP PMU查询结果
图7 DSP BATTERY查询结果
2.3.3 OPM带内监控项
告警名称以及具体原因如表1所示。
表1 告警名称以及具体原因
2.4 预警分析功能
从OPM带内监控信息看,可以主动实现以下预警分析功能:一是电源、电池模块硬件故障会上报告警,提醒客户上站检查,避免定期巡检;二是市电输入异常告警上报,实时关注市电状态,避免站点掉站;三是电池支撑情况可以随时获知,预先获取发电有效时间,避免基站退服。
2.5 各监控方式对比
从上述的极简站点带内监控情况,对比基本的外告监控和FSU动环监控,可以得到各自的优缺点。
2.5.1 外告模式
针对设备电源类外告,主要是主电告警、整流模块告警、熔丝告警、低压告警以及雷击告警等。通过RRU上传的外告更少,具体根据RRU厂家决定。外告连接场景如图8所示。
图8 外告连接场景
2.5.2 动环FSU模式
相对极简模式室外模式,OPM主要对比户外小型一体化电源或者能源柜。而对于极简站点,动环FSU采用主要在于监控通过有线需要增加纤芯资源,无线则需要增加物联网卡等且监控不稳定。
2.5.3 3种监控方式对比
带内监控、外部告警、动环告警这3种监控方式对比如表3所示。
表2 最新户外一体化电源监控参数信息
表3 3种监控方式对比
(1)从对电源和电池的监控上,OPM相对外告监控量更多,并且可控制;相对动环FSU,相对监控量不多,但主要的主电、设备和备电都有监控,并且不需增加额外接线和监控设备。
(2)从建设和成本上,OPM虽然单厂家供给设备成本稍高,但不需增加额外的空间和设备,物业谈判容易实现,且完全室外化,不需空调等设备,可更加节能。
3 应用展望
目前,华为OPM模式极大地匹配极简站点,建站物业谈判难度可以降低,设备安装可以与AAU/RRU同步,且完全室外化,高效节能。因为属于主设备厂家供应设备,在高度适配主设备厂家的同时,目前只支持通过同设备厂家的AAU/RRU/BBU的方式实现带内监控,不能支持外告、动环FSU的监控,建议首先具备外告功能,可以通过异厂家的RRU/AAU设备进行监控,同时建议支持485接口,外接动环FSU监控。目前,OPM主要应用在室外RRU/AAU极简拉远模式,建议可以针对室分无机房站点,取代之前的UPS备电和电源系统,更高效地做好室分无机房备电和电源配套。因此,更建议倾向在极简模式下,采用带内监控,省事省力安全可靠。
4 结 论
在当前5G的建设模式中,极简模式建站越来越多。主要研究在极简模式下基站配套的监控问题,重点研究主设备厂家的带内监控模式,介绍了带内监控的连接、告警定义、参数以及监控方式方法等,体现带内监控的特点,并通过对比针对不同电源的监控方案,包括外告、动环FSU等,从监控参数、成本等方面研究选择。最终建议在极简模式下选择带内监控方式,与主设备更贴近,建设成本低,具备实施监控的功能,省心省力且安全高效。