3G剛熱,LTE進場。大數據時代通信網絡延伸到全球任一角落,站點下移給設備選型、網絡部署、站點運維帶來了新的挑戰……
LTE發展絆腳石
設備選型決策難
設備質量與采購成本的博弈。運營商收入增長變緩,運營成本持續上升。為了利用價格優勢爭取用戶,通常通過壓低設備采購價格降低經營成本。網絡不斷演進,系統要考慮未來擴容能力,包括電源在內的建站初期投資很大,進一步提升運營商對低價格設備采購的期望。設備質量與采購成本往往難以平衡,建網初期投資的降低不一定節省生命周期內總成本。
網絡演進與現網需要之間的矛盾。選定的電源無疑會滿足當前網絡部署要求,由于網絡演進難以預期,從應用歷史來看,初級已經考慮在內的擴容需求難以周全,網絡擴容導致電源生命周期提前中止時有發生。
網絡部署周期長
站址難尋。LTE頻率高、數據密度大,需要更密集建站。傳統站點占地面積大,在房價高企、租金日增的情況下,租用室內站點總成本高,新建室內站點周期長,室外站點成為必然之選。近年來室外機柜雖已經得到大量應用,但碩大的體積難以全面匹配受限的空間,內部空間時有浪費。
建站速度慢。室外站點安裝條件復雜,站點確定選址后,做基礎、立機柜、裝電源和電池、引市電,通過調試和驗收,單個站點建設復雜性與海量站點快速部署需求難以匹配。為了降低站點租用成本,新部署的LTE站點會充分利用原有2G和3G站點。原有站點建站時間不一、形態多變,為了評估原有站點機房或機柜空間是否滿足LTE主設備收容、電源和配電容量是否支持主設備供電、電池是否滿足站點備電時長要求等,LTE站點勘測會耗費大量時間。
流失率高。LTE站點非常密集,與居民距離越來越近。隨著民眾維權意識增強,站點幅射、噪聲等都成為敏感因素,站點運行初期流失率居高不下,站點需要有隱蔽、快速的部署方式,常規室外站點溫控系統噪聲很高,不利于站點保有。
站點運維管理煩
可靠性問題突顯。室外供電條件差、環境惡劣,電源過溫保護、溫控能力不足導致內置設備宕機時有發生。電源受干擾或雷擊故障等常見,公認質量上乘的室內電源在室外應用也頻出問題。傳統通信電源主要保障直流負載供電不中斷,但3G和LTE分布式建網模式開始在基站側出現交流設備。交流RRU直接從墻上取電可靠性低,UPS故障率高、難維護、電池壽命短,難以達到預期的備電要求。
節能減排新挑戰。全IP化的LTE網絡扁平化發展,底端單個站點功率更小,中心機房功率更大。由于小站點取電模式參差不齊,難以計量電耗,小電源效率長期未被重視,業界小功率電源效率僅為85%,浪費了大量電能。核心機房功率可達100kW以上,如果繼續使用老舊電源,單套系統年浪費電能12萬度。越來越多的傳統機房采用新風或調高空調溫度的方式節能,而數據業務快速擴張帶來主設備增加、發熱量上升,進一步加劇粉塵與高溫對設備運行的影響,向電源設備提出了更高的環境適應性要求。空調型室外機柜雖能為主設備和電池提供了很好的工作環境,但節能的壓力讓用戶更多地選擇直通風和熱交換型產品,內置設備環境適應力已經影響了設備運行,而一些機柜隔熱能力差使節能預期落空。
電源監控成瓶頸。傳統電源模擬量監控需要占用傳輸資源,使用通信設備,不但會增加設備采購成本,監控傳輸本身不夠穩定,還常因通信鏈路調整而中斷,監控系統維護工作量抵消了建設監控系統帶來的維護節省。3G時代室外站點模擬量監控幾乎都沒有實施,更難實現LTE時代海量站點集中監控。缺少了站點監控,告警難以發現,更談不上故障預測和能效管理。
匹配演進的華為站點電源助LTE快速發展
匹配設計的電源易部署
站點小型化、一體化是無線站點建站快速部署的必由之路。通信電源不但為站點提供電能,還要收容主設備和電池,保證內置設備的正常工作環境,通信電源演進為站點電源。電源無論是室外落地、掛墻和抱桿安裝,都需要最小的占地面積和體積,并能滿足未來網絡演進需求,必然需要與主設備一體設計。
匹配主設備設計的電源,除了安裝尺寸滿足現網及未來演進需要外,還包括溫控能力和備電保障。與主設備風道匹配、一體熱仿真并進行實際測試,是確保主設備不過溫的關鍵。可收容蓄電池容量按備電時長要求和網絡演進帶來的能耗變化趨勢計算,滿足網絡生命生期內備電需要。
匹配環境是定外站點的必然之先。不同區域、不同氣候條件,對站點的溫控和防護要求等級不同,沿海區域還需要防止鹽霧對電源系統的侵饋。由于短期內難知電源是否匹配環境,選擇長期戰略合作伙伴是比較理想的方式。居民對噪聲敏感,部署階段就會得到直接反映,低噪聲可以幫助降低站點流失率。
網元化站點電源易運維
LTE海量站點時代,對所有站點實施遠程集中監控勢在必行。站點整體解決方案提供商如華為提供的電源可以與主設備直接通信,帶內傳輸,電源網管可靠性與主設備相同,并且一體維護,無需額外投入。通過帶內監控,站點側硬件投入僅需一根通信電纜,主設備與電源可以統一網管,電源網管成為網元。主設備網管與電源網管可分可合,適應不同企業運維體制。通過帶內傳輸進行電源監控時,不論傳輸如何改造,只要主設備恢復正常,電源監控就自動恢復正常,電源監控系統的建設與維護實現底端“零”投入。
主設備巡檢服務都是網上巡檢,而傳統的電源巡檢從來都是下站進行,兩者的成本顯然不可同日而語。網元化的電源完全改變電源監控模式,使電源巡檢網上化成為可能,選用華為通信電源,下站巡檢有望杜絕。帶內監控上傳的是模擬量,可以通過監控軟件實現故障預測,通過故障預測將故障處理演變為預防性維護,下站維護也將減少,有助于電源的集中維護管理和網絡能效管理,海量站點的電源運維變得簡單,管理層次得以提升。
通過可管理的網點提升整網可靠性,幫助用戶獲得更穩定的高速移動寬帶體驗,進一步推動LTE網絡部署。
匹配節省減排,海量站點海量省
采用高效電源是普遍需求,模塊整流效率達到96%以上是通信電源業界的共識。但對于高效站點來說,模塊轉換效率高并非是全部,包括核心部件高效、系統高效和站點高效,其中高效核心部件包括整流模塊和溫控部件。
部件高效是節能的基礎。除了業界常用的30A、50A高效模塊外,小至15A、大至100A模塊高效率在LTE時代更為更要。LTE海量站點需要高效電源來降低整網能耗,華為電源即使是15A的小功率模塊,也是96%以上的高效模塊,比業界常用的85%效率模塊減少70%能耗,100萬個300W小站點,每年節省電能3.6億度。同時,發熱量小也使電源對溫控要求降低,站點更容量部署。網絡扁平化使核心機房越來越集中,單個機房電源規模系統越來越大,單臺電源額定功率達到360kW以上,所帶負載高達200kW以上。相比于傳統92%的大電源系統,華為由高效100A模塊組成的電源一年可以省電12萬度以上,相比效率僅為88%的老舊電源,節省更是24萬度以上。在室外電源成為主流的條件下,溫控部件是否高效對電源系統的高效同樣起決定性作用。溫控部件包括熱交換器、直通風系統、直流空調、交流空調、TEC空調等。基于熱仿真的熱流通道設計,使溫控部件散熱效率提升30%,并有效降低噪聲水平。
系統高效進一步節能。降低電源系統壓降、提升溫控系統智能化水平,使電源總體效率更高。如多分流器并聯設計,不但降低電源系統的壓降和能耗,還幫助實現關鍵負載過流預警,有效防止負載擴容過程中發生的意外斷站事故。換交換和空調智能一體化設計,使主設備在室外電源內部獲得無水無塵環境的同時,最大化地降低溫控系統能效。
站點高效是整網節能的需要。室外迷你機房良好的隔熱性能可以有效阻隔外部熱源對內部環境的影響,減少無謂的能耗,成為站點高效的基礎。分艙溫控方式實現部件級精確溫控,避免無效的溫控能耗,使站點的能耗最小化。
綠色電源,綠色世界
網絡因電源延伸,電源隨網絡發展,電源與網絡同行同在,通信電源演進為站點電源。與主設備匹配設計的華為站點電源,實現可靠穩定、高效節省和匹配演進的核心價值,在保障網絡可靠供電的同時,節能節地、減少建網和運維總成本,最大限度地保護建網投資,成就LTE時代的綠色電源。