5G对基站电源及配套设施的影响通信院

通信技术研究院2018年7月,5G对基站电源及配套设施的影响,目录,RAN架构从4G的BBU、RRU两级结构将演进到CU、DU和AAU三级结构。天线侧采用MassiveMIMO技术，射频模块与天线结合，一体化集成。,1.15G基站产品架构及形态,5G基站设备主要功能模块,CU,主要处理低实时的无线协议栈功能，同时也支持部分核心网功能下沉和边缘应用业务的部署。,5GRAN功能模块重构示意图,DU,主要处理包括物理层功能和高实时的无线协议栈功能，满足uRLLC业务需求，与CU一起形成完整协议栈。,AAU,有源天线、原RRU及BBU的部分物理层处理功能合并为AAU。,1.25G基站典型部署方式,AAU,CU,DU,基站机房,DU,DU,DU,DU集中,AAU,AAU,铁塔天面,AAU,AAU,中心机房,CU云化,CU云化,1,2,3,CUDU合设,CU云化&DU分布式部署,CU云化&DU集中部署,1.35G试验基站设备功耗,5G第三阶段试验基站设备功耗表,注：单系统按1个BBU（CU/DU合设）和3个AAU计算。,5G基站AAU采用了64T/64R天线阵列，相比传统8T/8R的4G天线，单通道的平均功耗虽然下降，但通道数量大幅度提升，AAU功耗明显上升。各厂家设备仍在不断优化，功耗仍有下降空间，研究院持续关注。,2.15G设备对外市电的影响,增加1套5G系统，约需增加10kVA外市电容量，需要重点关注共享站点的外市电容量。,5G设备按照每系统5kW容量估算。,设备功耗,电池充电,空调耗电,市电增加,按照3小时备电考虑，充电功率约2.5kW,按照能效比3.2考虑，制冷功率约0.5kW,每套5G系统约需8kW，即10kVA市电容量。,注：1.以上测算中，5G基站功耗均以华为设备为基准，其他厂家设备相关需求可按照线性比例折算；2.蓄电池以磷酸铁锂电池参数计算；3.测算过程中忽略了系统损耗。,2.25G设备对基站电源配套的影响-机房,5G单系统功耗达57kW是4G单系统功耗的35倍，存量宏基站市电、配电设备和蓄电池容量不足，机房蓄电池安装空间紧张的问题较为突出。,蓄电池,组合开关电源,存量站点现状,交流配电箱,空调,电源配套影响,or,or,or,根据空间、承重选择新增或替换电池方案。梯级电池同等面积同等重量容量是铅酸1.52倍。,按需新增或替换空调；考虑平台大风量专用空调，避免局部热点。,个别63A及以下配电箱需替换。,现网负荷50A站点比例83%，50A100A站点比例达到15%。300A机架：部分需替换。600A机架：扩容模块。,市电,5G单系统需求,10kVA市电,150A直流负荷（含充电）,400500Ah电池,1.5kW制冷量,交流负荷15A,不足的扩容改造或重新引入1路市电，建议按至少2套5G预留。,外市电,注：截至目前，公司有机房宏站约95万。,1020kVA,主要容量63A和100A,主要机架容量300A和600A,300Ah800Ah,3P为主,部分存量机房站市电容量、蓄电池容量及电池安装空间紧张问题较为突出。,蓄电池,嵌入式开关电源,外市电,or,or,空调,5G单系统需求,1.5kW制冷量,150A负荷（含充电）,400500Ah电池,现有机柜或新增机柜安装,5G设备高约36U，功率1.21.5kW,对空调设备要求较高，加快研发高功率密度型室外机柜，适时推出。,300A嵌入式电源预计可满足一套5G系统上线需求，考虑制定标准，并推出600A容量室外型开关电源产品。,机柜,市电,10kVA,12个机柜,容量不满足时需要进行市电增容改造，也可考虑增加1路市电，并新增一套电源系统。,5G设备功耗较大，考虑空调系统，分柜式一般需要新增机柜，通仓式预计可满足1套新增需求。,电源配套改造方案,注：截至目前，公司室外机柜站约77万。,存量站现状,一般3个机柜,1.52kW/柜或3.5kW/站（2-3柜,机架容量120A、200A、300A,200Ah600Ah,无统计数据。,2.35G设备对基站电源配套的影响-室外机柜,存量室外机柜基站市电、机柜空调制冷量、设备扩容空间不足问题明显。,CUDU集中部署情况下主要解决AAU侧供电问题。比较成熟的供电方案有-48V本地供电和拉远供电两种方式，其中拉远供电应重点关注线路上的损耗情况。,2.4CU云化DU集中部署情况下的配套方案(1/3),集中拉远供电,-48V本地直流分散供电,2.4CU云化DU集中部署情况下的配套方案(2/3),转换效率高故障时，影响面小,本地分散供电,优点,市电资源的集中获取，减少外市电引入费用减少电源系统数量集中备电集中维护，维护工作量减少,集中拉远供电,每个基站都要引入独立的外市电，引电费用较高电源设备分散化，初期建设投资高数量多，日常的维护管理和上站发电工作量大,缺点,线路损耗较大，增加长期运营成本局端保障要求高，断电影响面积大,本地分散供电和集中拉远供电各有优缺点，应因地制宜，选择适合本地的方案进行建设。,2.4CU云化DU集中部署情况下的配套方案(3/3),C-RAN架构CU或DU池机房如何建设？,分工界面,机房面积,绿色节能,机房制冷方式,市电资源可靠性高光缆资源丰富.,如何提高整站能效？,CUDU集中规模单机柜功率密度能否机房模块化？.,能否减少电池容量设置固定油机？.,基础电信企业自建or铁塔承建？,如何避免局部热点提高空调能效？,CU/DU池