王海峰

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

1 5G网络应用特点

1.1 5G网络主设备特点

5G通信技术是在4G通信技术的基础上发展起来的，因此4G通信技术是5G通信技术的基础。5G网络中使用的无线接入网架构是在传统4G网络架构基础上演变而来的，为集中单元、分布单元以及有源天线单元三级结构。5G网络通信技术使用的天线为射频模块和天线一体化集成模式。在5G网络架构的建设与使用过程中，经历了建网初期与中后期两个阶段。在不同阶段，它的结构存在一定的差异。例如，随着大规模物联网等新型业务需求的增加，主设备架构也会发生一定的变化。在建网初期阶段，一般会选用CU/DU合设与AAU的结构，而到了中后期阶段，需要采用CU、DU以及AAU的三级结构[1]。在网络升级结构的变化过程中，主设备的体积、重量以及一些功率值都会随之发生变化。在当前5G通信技术快速发展的过程中，相关部门必须要在参与5G项目建设时关注AAU尺寸、重量以及功率等各种参数，通过对各种不同类型设备的研究来掌握网络主设备负荷的影响因素，进而采取必要的控制措施降低干扰。

1.2 5G网络特点

5G网络在实际应用过程中为保障正常使用，往往需要使用其他的一些新型技术，如多输入多输出系统和C-RAN技术。这些技术在具体应用过程中存在局部频率重复使用和智能微小分区等问题，因此对5G基站参数提出了更高的建设标准。在实际的网络系统运行过程中，数据传输与存储时不仅需要考虑基站位置和分布数量的因素，还需要考虑一些干扰和能效等因素[2]。对比5G通信技术与4G通信技术发现，5G通信技术的网络功能、参数以及算法都得到了有效改进与提升。相关企业在5G网络的开发过程中，必须要科学控制成本，在技术改进和设备引进的基础上，实现现网基站电源的配套改造。

2 现网基站电源配套核算及面向5G改造建议

5G网络下，现网基站配套设施必须要满足技术发展的实际需求。在整个运行过程中，现网基站配套设施主要包含交流市电引入线路、油机发电机组、交直流配电设备、整流设备以及蓄电池组等，如图1所示。

图1 基站电源配套结构示意图

建设5G基站时，由于需要使用的各种设备数量相对较多，且这些设备在运行过程中存在较高的设备消耗，因此现网基站电源配套已经无法满足5G基站的建设要求，必须要在其基础上实施相应的改造。根据相应的改造要求，如果仅仅考虑一处基站新增5G的前提下，外市电需改造站点、交流配电箱以及空调等，改造占比分别在26%、18%以及25%等。

3 5G对电源配套系统的影响及改造

3.1 电池的配置

在现网5G基站电源配套的运行过程中，电池是其构成的关键。只有保障电池的改造效果，才能够维持不间断的供电，进而使5G网络稳定运行。当前，5G通信技术尚处于发展的初期阶段，很多地区的5G网络采用的电池依旧为传统的4G电池装置。由于条件限制，4G电池装置难以满足5G网络发展的技术需求。在整体运行过程中，由于5G网络的能耗非常大，若采用4G电池装置，将会给相应的设备造成严重危害。因为电池长期处于超负荷运转状态下极易出现过热问题，引发严重的安全事故。在电池安装配置的过程中，需结合5G通信技术对现网基站电源配套的基本要求合理选择和应用电池，使电池的负荷能够充分满足日常需求。在对电池实行改造时，还应当结合附近的环境情况选取电池类型。

3.2 开关电源的配置

开关在整个网络系统中发挥着重要作用，可以实现对电路中电流变化的科学控制，根据系统对电流的具体需求合理分配电路中的电流资源。在现网5G基站电源配套改造的过程中，开关电源的配置与改造极为关键。通过科学的开关电源配置，可以有效降低5G基站运行时的能源损耗。电源开关的存在能够科学控制电流流向，科学分配交直流电，使得不同的设备可以在开关电源的控制下维持其正常的运转。城市中，居民用电一般为交流电流，发电机的电流却大多为交变电流，而蓄电池类的又为直流电流，且绝大多数的通信设施设备为直流电流。因此，在实行开关电流的配置与改造过程中，必须要明确各种设备所需的电流类型，进而实现相应的改造。开关电流的功能主要体现在配电、整流以及电池管理方面。现网基站电源配套改造的过程中，若受到开关电源总容量和电源模块的限制，可能会导致开关电源改造难以满足实际的需求。一般情况下，5G网络系统下的直流负荷需求达到了150 A，其中含有充电电流。当现有组合开关容量和端子无法有效满足具体需求的情况下，可以采用以下改造策略。第一，可以采用扩容整流模块的方式。扩容后能够满足实际的使用需求，在此过程中需尽量保持扩容模块与原有模块的一致性。第二，若需增加的整流模块已经停产，在开关电源的改造过程中，可以考虑采用替换或者新增开关电源的方式。第三，在扩容后难以满足其实际需求，同样可以考虑新增或者替换开关电源。

3.3 外市电的配置

5G网络的运行过程中，对于电容量的需求量相对较大，因此传统的电容量已经无法满足当下的要求，必须要在传统电容量的基础上加以适当改造。在具体的改造过程中，为了保障电容量符合需求，需直接调用相应的公式进行计算，并适当采取必要的方式扩大计算得出的电容量。相较于4G网络环境，5G网络会消耗更多的能源来确保通信的稳定和正常。每处基站只要新增加一个5G功能，便会同步增加相较于原来2倍的外市电量消耗。为了减少改造期间的成本，应当实行有效的资源共享措施，通过资源共享准确计算所有基站所需配置的具体电容量[3]。通常状况下，对于不同的改造地点需实施不同的外市电改造措施。如果在实际改造过程中需对原基站进行扩容改造，可以在相应的部位添加一些其他装置来实现。例如，将重点部位增设变压器和电流开关提升其电容量，也可在对应的变压器与开关部位设置外市电设备以增加电容量。在将外市电低压引进电缆时，应当要符合载流量、压降以及机械强度等需求。相关的标准中明确提出，通信电源设备若采取交流供电，则设备电源输入端子处测量电源的合理变动范围为额定电压值的-15%～+10%。若是在设计期间存在取电费用太高和拉电困难等问题，则在实际运行过程中需选用直流远供设备实现供电。

4 现网5G基站电源配套改造的相关策略

4.1 电池的有效配置

电能是5G功能实现的基础。在实际的建设过程中，为满足系统的运行需求，需进行适当的电容扩充。通过科学选择电池规格，能够避免各种不同规格电池使用时的相克现象。例如，磷酸铁锂电池与铅酸电池在使用时不能够混合使用。如果在使用过程中出现了不同类型和规格的电池混用情况，可能会造成设备的损坏。电池电容的选择要遵循合理性的原则，避免过大或者过小。一旦电容过大，将会导致电能浪费，难以维持资源的合理应用，而电容过小将难以保障设备的正常运行，严重的甚至会造成设备损坏。在电池的配备过程中，必须要严格加强资金的科学控制，尽量以最小的成本获得最大的经济效益。在电池的配备过程中，相关人员必须要对比分析停电数据，根据统计的数据进行相应的资金投放与控制。电池配置需利用模块化实现扩容，在资金控制的基础上满足电池扩容的需求。在电池之间的相互连接方面，相关人员需密切关注与之相匹配的电流图，分析二者之间的兼容性，通过对充电与放电状态下的电流和电压峰值统计与计算，保障电池扩容的合理性，避免出现雪崩效应。

4.2 开关电源的创新运用

现网5G基站电源配套改造过程中，开关电源的改造极为重要。在开关电源的改造过程中，必须要从实际需求出发，保障现网基站电源配套设施的完整性。开关电源的使用可以提升和改造电源的性能，科学控制电流性质，使得在5G网络的运行过程中，开关电源能够根据实际需求科学分配交变电流与直流电流。开关电源的改造过程中，必须要严格遵守相应的配置原则。对于超过10个以上的模块，需要配备一个开关电源来加以控制。随着5G通信技术的快速发展，必须要在原有基站的基础上，加强对开关电源的创新与改造。

4.3 外市电的创新解决

外市电改造是现网5G基站电源配套改造的重点。外市电改造相对复杂，在整个改造过程中，常常会耗费较大的人力和物力资源。为保障外市电改造的合理性，相关人员在改造过程中必须要加大对改造环节的分析与研究，统计与分析专业的数据。外市电的改造效果将会影响基站的稳定运行。传统基站市电容量一般为通信设备、蓄电池充电以及空调的最大负荷的总和。若要降低负荷数，可以采用市电削峰技术。高峰期时，要尽量避免对电池充电，否则极易发生停电现象。外市电改造过程中，成本费用投入相对较低，更适用于偏远地区，有效缓解资金压力。

5 结 论

近年来，随着5G网络的日益普及，5G技术发展日益成熟。为满足网络需求，必须要加强现网5G基站电源配套改造，保障基站内的相关设备设施能够符合实际需求，促进5G网络技术快速发展，推进移动网络的进步。