摘要：针对移动通信基站建设中本地交流供电困难的基站进行简单分类，分析了电源独立远供系统的性能和特点，以及在分布式基站和光纤拉远基站的应用作了工程量和投资分析，最后对电源独立远供系统在移动通信基站的具体应用提出了指导意见。
关键词：直流远供；本地交流供电；分布式基站
1 引言
随着移动通信技术的不断发展，基站设备的形式发生了很大变化，从传统的集中式向分布式方向发展。分布式基站是指基站的数字基带处理部分和射频部分作为各自独立的模块分开放置并通过光纤相连的一种基站模式。其中，基带单元BBU和射频单元RRU设备体积小、安装灵活、适应环境能力强，可以减少机房和空调等配套设施，降低了基站安装成本。分布式基站的低成本、环境适应性强、工程建设方便等方面优势，使得其在各大运营商的移动通信网络建设中的应用越来越广泛。
从工程经济性、便利性、可靠性等方面考虑，分布式基站设备的供电方式和传统基带/射频一体化基站有很大不同。当射频单元安装位置距离基带设备较远时，必须选择基带和射频设备分散独立本地供电。而选择本地交流供电，由于设备比较分散，需要多处引接交流电源，配置多套独立不间断直流电源或UPS设备，其工程费用和电源设备费用较高。此外，如设备安装在野外或者无本地交流电源的地方，单独为分布式基站或小型覆盖基站建设交流供电困难，特别是距离较远时高压引入费用高昂、工程周期长，影响基站建设进度。
针对上述情况，本文分析了分布式基站和小型基站的网络特性，在现有通信网站点分布的基础上，采用高压直流远供方式，对电源独立远供系统在分布式基站的应用进行了技术和经济分析，并在工程建设方面和施工安全方面提出相关建议。
2 基站供电方式
2.1 传统供电方式
针对现在的分布式基站，传统的供电方式主要为集中供电和分散供电两种，详细比较结果如表1所示：2.2 直流远供
直流远供电源系统分为信号耦合远供系统和电源独立远供系统。信号耦合远供系统是通过通信电缆（一般是数据电缆）传送电能，适合有数据电缆接入的通信系统，如PHS、WLAN等小功率接入设备；电源独立远供系统是通过单独设置的电力电缆来传送电能，可传送中等功率设备，适合有光缆接入的通信站点，包括分布式基站、小型基站和接入点等。
直流电源独立远供系统是指将位于通信机房内的-48V直流设备经过局端设备进行升压（120V～400V），再通过拉远电缆输送到远端，由远端设备降压至-48V给后远端通信设备供电。
根据基站RRU的分布位置和数量，可以构成一对一的简单结构（即一个局端设备对一个远端设备）或者一对多的结构（即一个局端设备对多个远端设备）两种情形。多个远端设备根据位置的不同，和局端设备连接形成星型和链式结构。星型结构与楼宇覆盖、小区覆盖、偏远村庄覆盖等团状情形相适应；链式结构与高铁、高速覆盖等线型覆盖相适应。此外，还有由两种结构组合而成的混合结构。
对于偏远地区的分布式基站或者小型基站，如无本地交流电源或交流接入距离太远时，可由附近的基站提供不间断直流电源通过直流远供方式供电。分布式基站的远端设备由基站内直流电源拉远供电，拉远方式可选用星型布置或链式布置，拉远距离应考虑远供成本与基站的覆盖范围相适应。如果距离较远时，应提高线路的供电电压或者减小拉远电缆的电阻。
电源独立远供系统的特点包括：一是基站远端负荷小，覆盖区域不大，优先选用户外基站设备，无需建设机房；二是采用光缆传输，拉远电缆和光缆一起敷设，可以大大降低施工成本；三是基站无交流电源引入或者电源引入不方便，需要多重协调的场合，采用拉远供电可以方便施工和维护。由于增加了局端和远端设备，以及拉远电缆的影响，远端设备的供电质量比局端低。为了防止拉远供电在远端多次转换，降低远供效率，远端设备应优先采用直流方式工作。
2.3 直流远供远端电压和距离分析
根据通信电源的技术要求，供电线路压降一般不大于输出端电压的15%，远端每个射频单元的负荷按250W计算，根据基站的配置，分布式基站或小型基站的负荷按250W、500W和1000W三种配置核算，拉远电缆选择铜芯阻燃铠装电缆。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆局端设备的输出电压分为三个等级，分别是140V、280V和400V。
3 应用场景
3.1 楼宇及小区覆盖
（1）场景特点
楼宇及小区覆盖站点密，与周边宏站距离较近，远端基站一般采用光纤拉远基站设备，远端基站和主站的距离为0.1km～2km。楼宇覆盖一般是单体建筑物，也有覆盖多个建筑物的情况，拉远基站设备分布在建筑物的各处，基站设备功率小，均安装在室内场所。小区覆盖站型特点是站点数量多且分散在多个建筑物，基站设备功率小，可以选择室外安装。
（2）适用方案
楼宇覆盖和小区覆盖基站采用分布式基站，将BBU安装在附近的电信局房或基站机房，BBU安装的基站机房作为近端站，RRU安装在楼宇井道或天线现场。采用直流电源独立远供系统，利用近端站直流电源系统为远端基站提供直流电源，RRU选择户外安装型号，可以大大降低对机房和本地交流电源引入需求。远供电缆和光缆一同敷设，施工和维护较方便。
以典型楼宇覆盖和小区覆盖基站为例。该场景中设置一个近端站BBU，三个远端基站覆盖楼宇，每个远端功率约为250W，分别与近端站距离为100m、200m和300m，远供方式选择链路型结构，选用140V电压规格；同时设置三个远端基站覆盖小区，每个远端基站功率约为500W，与近端站距离分别为300m、500m和700m，远供方式选择星型结构，选用140V电压规格。
3.2 偏远村庄覆盖
（1）场景特点
偏远村庄覆盖主要解决移动通讯覆盖，覆盖区域大，站点数量较少，基站站距一般为3km～6km。由于覆盖距离远，因此基站设备功率较大。
（2）适用方案
偏远村庄覆盖选择分布式基站，将BBU近端站安装在附近交通和市电比较好的站点，远端基站安装在基站现场，远端基站RRU设备由近端站的直流电源系统远供。RRU室外安装时，不需要远端基站的机房和本地交流电源引入。远供电缆和光缆一同敷设。
以偏远村庄覆盖基站为例。该场景设置三个远端基站，每个远端基站负荷约为1000W，均距近端站5000m，远供方式选择星型结构，根据压降测算，选用400V电压规格。
3.3 高铁、高速覆盖
（1）场景特点
高铁和高速覆盖主要解决沿线的覆盖，站点数量一般，沿铁路和公路沿线分布，站距一般为1.5km～3km，覆盖范围有限，基站功耗较低。典型高铁基站分布示意图如图4所示。
（2）适用方案
以高铁和高速覆盖基站为例。假定该场景中设置八个远端基站，每个远端基站功率约为500W，远端基站呈线形分布，两个远端基站相距2500m，远供方式选择双向链路型结构，近端站位于链路的中心，选用400V电压规格。
4 结论
电源独立远供系统适合中等负荷的远端光纤拉远基站，其负荷范围为从几百瓦的单个RRU到一至二千瓦的多个RRU基站。140V的远供系统安全度远高于280V和400V的远供系统，因此在人员密集的城区基站，供电距离小于1km时，应优先选用140V远供系统；供电距离在1km～3km时，选用280V远供系统，此时需要保证远供系统的安全距离。偏远村庄覆盖基站和高铁、高速覆盖基站一般人员较难到达，采用架空或埋地敷设时选用400V远供系统。
参考文献：
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[3]YD/T 1051-2000.通信局（站）电源系统总技术要求[S].2000.
论文作者:罗海卫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/2
标签：基站论文; 远端论文; 分布式论文; 设备论文; 系统论文; 独立论文; 距离论文; 《基层建设》2017年第34期论文;