罗新军，徐舜尧

（1.中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019；2.中国移动通信集团广东有限公司中山分公司， 广东 中山 528403）

0 引 言

后TD-LTE时代的规模建网基本完成，形成了基于宏微结合的整体立体网络。TD-LTE网络技术特点[1]、用户数量的猛增以及用户分布的不均衡等，对网络的覆盖、容量、质量等深度覆盖健康度指标提出了更高要求，TD-LTE无线网络建设需加速。国家对移动通信网络提速降费战略的提出，对运营商网络建设与运维的降本增效提出了更高要求。 TD-LTE使用频段相对高，站点密集，需要大量的机房、电源、电池及相关配套资源，投资大[2]。C-RAN具有集中化、协作化、云化以及节能等特点[3]，利于节省网络建设成本、加快建设进度，可有效解决目前TD-LTE网络建设中存在的投资大、建站难以及能耗高等困难。因此，基于C-RAN部署的TD-LTE 网络建设越来越受到运营商的重视。C-RAN组网模式存在对网络中设备供电的建设难点，因此C-RAN电源解决方案成为人们关注的重点。

1 C-RAN技术特点及挑战

C-RAN具有鲜明的技术特点[4]，通过集中式BBU池部署，扩展灵活，加快了网络建设，提供了更大带宽和更灵活的运营。通过BBU协作化，多个小区间灵活进行协作调度、协作处理[5]以及异构网下的分层协作、对抗干扰[6]，可提高系统性能，易于实现CA、CoMP、Super Cell以及D-MIMO等功能。它引入标准IT硬件平台，通过云计算技术构建“软”基站，支持多标准通信和各种应用层业务，增强了系统的灵活性和可扩展性。它通过集中化共享配套资源，构建更低能源消耗、更低运维成本、更短建设周期的绿色无线接入网。基于负载的自适应资源分配，它可动态调度资源，提高了资源利用率。未来无线网向云化、虚拟化方向发展，BBU将以逻辑形式集中，因此C-RAN部署更易于未来演进。

C-RAN采用BBU集中式放置，RRU侧无需新建站点或租赁机房，大大减少了机房数量，可节约大量租借或购买站址资源的成本。在BBU及其配套的投资中，C-RAN可以实现配套资源共享，如GPS、传输等配套资源，其中机房及机房配套投资一般占总建设投资60%以上，可通过减少机房及配套数目，缩短建网周期，控制运营和维护的开销。可见，C-RAN能够显著节省投资。对于容量扩容，只需在中心机房插入基带板即可完成；对于新增站点覆盖，只需将RRU室外安装至覆盖点，通过光缆网络就近接入BBU所在中心机房；对承载，只需要调整带宽，不需要上站维护。

C-RAN与D-RAN组网模式对机房、光纤及电源等关键资源需求的对比分析，如表1所示。

表1 关键资源需求对比

可见，C-RAN组网建设方案需特别考虑机房、电源及光纤因素，设备高度集中，需从机架、承载、供电以及备电等方面出发，评估机房的面积、供电能力和承重能力等。C-RAN组网下，RRU采用拉远建设，对RRU供电及光纤资源等提出了更高要求，是C-RAN建设面临的挑战。

2 C-RAN电源解决方案

C-RAN电源解决方案包括BBU、RRU及相关辅助设备（交换机等）的供电解决方案。

BBU集中放置在C-RAN机房。BBU供电方案统一采用集中供电方式。

RRU电源解决方案是C-RAN建设中的重点及难点。在D-RAN组网中，RRU与BBU距离较近，RRU基本可以从BBU机房直接取电，或者从BBU室外一体化柜取电。采用C-RAN组网后，BBU集中放置，RRU拉远，RRU供电一般无法直接从机房取电，需要提供相应的整体解决方案。RRU电源解决方案包括不含备电和含备电两种解决方案。根据现场站点重要程度和运营商需求进行选择，RRU电源系统通常包括局方配电箱（含空开）、电源设备等。含备电的电源系统需要配备电池，其电源设备具有对电池进行管理的能力。

RRU电源解决方案包括传统室外柜方案、高压直流远供方案、近场小电源方案、交流直供方案、一体化UPS电源方案以及48 V低压直供方案等。

2.1 传统室外柜供电方案

传统室外柜供电方案中的机柜采用厂家定制化电源柜，可以内置电源，配置电池（铅酸电池等）。电源及电池数量根据站点备电需要进行配置。该方案设计、施工简单，应用广泛，但需要天面现场具备足够的安装位置。

传统室外柜供电方案架构，如图1所示。

图1 传统室外柜供电方案架构

随着电源技术和电池技术的不断进步，传统室外柜供电方案逐步朝着智能化和小型化方向发展，已经涌现了小型化的电源+电池方案，可以挂墙安装。其中，电池采用铁锂电池，极大方便了电源设备的安装。

2.2 高压直流远供方案

RRU供电距离机房200 m以上，可将机房48 V 电压升压至280 V或更高（最高为380 V）后送至各个远端RRU进行供电。在规划站点需要后备电源保障要求下，多个站点连片优先选择高压直流远供方案。该方案具有安全、可靠、高效、灵活以及维护方便等特点，但通常需要进行管道开挖等，施工较复杂，成本较高。

高压直流远供方案架构，如图2所示。

图2 高压直流远供方案架构

2.3 近场小电源方案

当路由、线径以及设备功率等因素无法满足48 V直供、高压直流远供方案以及现场天面场地受限的情况下，可以在远端直接配置小电源为远端设备供电。该方案采用模块化设计、统一的安装结构的设计思想，模块间距极小，提供紧凑的安装空间，能够覆盖中小容量电源需求。相关电源设备和电池等支持抱杆、挂墙和旗装等多种安装方式。基于安全考虑，需要注意安装高度，特别适于需要后备电源保障要求、零散站点等场景。

近场小电源方案架构，如图3（不含备）和 图4（含备）所示。

图3 不含备电近场小电源方案

图4 含备电近场小电源方案

2.4 一体化UPS电源方案

一体化UPS电源使用交流220 V或转换为直流给设备供电。当RRU距离机房较远、电缆造价又偏高时，可使用一体化UPS/开关电源方案。该方案应用广泛，设计、施工简单，但需要现场天面具备相应的安装位置等条件。

一体化UPS电源方案，如图5所示。

图5 一体化UPS电源方案

2.5 48 V低压直供方案

当RRU附件有基站机房且距离在200 m内时，可从附近机房直接取48 V直流电对RRU进行供电。该方案可充分利旧现网资源，具备后备电源保障能力，施工简单，成本低，但受限于现场资源、供电距离有限。

48 V低压直供方案，如图6所示。

图6 低压直供方案

2.6 交流直供电源方案

采用市电直接对设备进行供电，实施方便，但无后备电源保障。对于不需要后备电源保障要求的场景，优先选择交流直供。随着国家电力的迅猛发展与成熟，停电现象已变得越来越少，为促进网络降本增效，越来越多的设备采用交流直供电源方案。

交流直供电源方案，如图7所示。

图7 交流直供电源方案

2.7 C-RAN电源解决方案投资分析

对各种典型电源方案的投资分析如下。

2.7.1 高压直流远供方案

根据现网TD-LTE典型RRU功耗按400 W考虑，通常一个物理站点采用3扇区，共用3台RRU设备，其高压直流远供方案投资如表2所示。

表2 高压直流远供方案投资的相关数据

一般单套远供设备可保障多个物理站，以上按每套远供设备平均保障2个物理点考虑。可见，随着保障物理站点数量的增加，单点平均造价下降。

2.7.2 近场小电源方案

根据现网TD-LTE典型RRU功耗按400 W考虑，通常一个物理站点采用3扇区，共用3台RRU设备，近场小电源方案投资如表3所示。

表3 近场小电源方案投资的相关数据

需要说明的是，表3中的费用未考虑市电引入可能涉及的协调费用。

2.7.3 交流直供

根据现网TD-LTE典型RRU功耗按400 W考虑，通常一个物理站点采用3扇区，共用3台RRU设备，交流直供方案投资如表4所示。

表4 交流直供方案投资的相关数据

2.8 C-RAN电源解决方案选择

从不同维度对各电源技术解决方案进行性能特点分析，建议应用场景如表5所示。

表5 RRU端电源方案特点及选择

3 结 语

C-RAN的特点使得C-RAN在TD-LTE网络覆盖应用方面具有得天独厚的优势，是减少建设投资、减低运维成本、减少机房选址、增强网络协同、对抗干扰的有效手段，得到了移动运营商的高度重视。随着3D-MIMO等技术[7]及5G大带宽的应用[8]，人们对电源容量的要求越来越高，推动着电源及电池技术的不断进步。未来，电源及电池方案将朝着大容量、小型化以及智能化方向发展，进一步促进了C-RAN建设模式的发展与落地。通过对现有电源技术方案及其演进技术进行深入研究，结合C-RAN的技术特点及现场电源资源优势，将电源技术、资源与C-RAN建设全面融合，以构建全新、全面的C-RAN电源解决方案，更好地推动TD-LTE网络建设。