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5G網絡供電方案探討

2019年2月18日 11:25  CCTIME飛象網  作 者:劉劍剛

2019年被認為是5G商用元年,5G網絡的復雜性對供電系統的部署難度、能耗、可靠性及運營等帶來新的挑戰。

5G網絡架構及主要特點

5G網絡由于業務特性的原因,相對于4G網絡有較大的變化。其中,5G核心網體現出兩大特點,一是DC化,二是分級架構。而5G無線網絡將BBU分解為CU和DU兩個部分,使得5G時代的無線網絡較4G更加靈活,也更加復雜,具體的網絡架構詳見下圖。

圖1:5G網絡架構

三級DC架構:按業務特性,在不同位置部署邏輯網元,支持DC內和DC間資源共享,跨地域一張網。 DU和CU分離:將BBU按照功能分為DU和CU兩個物理部分,部署更加靈活。 RRU和天線合一為AAU:AAU/DU/CU靈活部署,滿足業務多樣化需求。 在5G無線網絡部分,CU和DU拆分后,AAU/DU/CU可以實現靈活部署,滿足業務多樣化需求。比較常見的有三種部署方式:D-RAN方式,CU云化&DU分布部署,CU云化&DU集中部署,具體結構詳見下圖。

一般來說,D-RAN部署主要適合于前期快速進行廣域范圍,CU云化&DU集中部署比較適合于城市熱點區域的覆蓋。

圖2:5G無線網絡部署方式

5G無線網絡供電方案探討

5G網絡的復雜性對供電提出了新的挑戰。首先,5G無線設備由于通道數大大增加,站點設備功耗相對于4G網絡有較大幅度的增加。例如,一個比較典型的S111宏站,功耗由4G網絡的1200W左右上升到5G網絡的4000W左右,功耗大幅增加,這給電力引入和站址選擇帶來了新的挑戰和困難。其次,5G站點的功耗大幅增加,且同等網絡覆蓋,站點密度也會增加,整個網絡能耗非常大,因此對設備的效率提升和節能提出更高的要求。此外,5G網絡與原來的網絡共存,站點數量進一步增加,且設備種類也大大增加,對運營管理帶來更大的挑戰。最后,5G網絡除了無線寬帶業務外,還會有超高可靠、超低時延的URLLC業務,因此對供電的可靠性提出了更高的要求。基于此,中興通訊對5G網絡供電方案的思考如下。

D-RAN場景的供電方案

D-RAN是4G網絡最常見的無線網絡部署方式,5G網絡中也會延續使用,它將DU/CU/AAU放在同一個物理地址,可以用一套電源產品對所有設備進行供電,相對來說產品比較成熟,使用較多。該方案中直流輸出線纜要求16mm2,如果采用6mm2或10mm2的直流線纜,需要在直流電源輸出側增加DC/DC升壓插箱,將48VDC升壓到57VDC供給AAU設備。

圖3:D-RAN場景的供電方案

CU云化&DU分布部署場景的供電方案

CU云化&DU分布部署是將CU放置在DC機房中,DU分布部署,組成多個基站,供電方式相對復雜,比較常用的有集中供電和分散供電。

集中供電是使用一套電源系統對DU和AAU進行供電;分散供電是用多套電源系統分別給DU和AAU進行供電。具體供電方案如下圖所示。

圖4:CU云化&DU分布部署場景的供電方案

CU云化&DU集中部署場景的供電方案

CU云化&DU集中部署是將CU放置在DC機房中,DU集中部署在同一個物理站址,通過光纖拉遠至遠端AAU組成基站,比較常用的有集中供電和分散供電。

圖5:CU云化&DU集中部署場景的供電方案

集中供電還是分散供電,最核心的考慮因素是成本,應該采用綜合成本最低的方案。綜合成本包括3個方面:設備成本、工程成本、運營成本,同時要結合現網的電網和電力引入條件等進行綜合考量,合理選擇供電方案和產品。

集中供電:設備成本低、工程成本高(主要是拉遠線纜和施工)、運營成本低

分散供電:設備成本高(主要是因為數量多)、工程成本低、運營成本高(主要是維護成本高)。

表1:分散供電和集中供電的優劣勢分析

一般來說,集中度高且數量多的區域采用集中供電更劃算,而設備分散的區域適合采用分散供電。

中興通訊5G供電方案,針對5G網絡不同的場景和業務特點,可有效滿足運營商實現快速、高效、智能的供電系統部署,全力為5G賦能。

編 輯:章芳
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