5G网络供电技术

1、 中国联通网络技术研究院高级工程师，主要从事通信电源设计及通信电源新技术研发工作。近几年完成了336V高压直流电源、市电直供、服务器双路供电模式等多项研究项目。在一级期刊发表通信电源专业前沿技术研究论文多篇。 刘郑海1/235G网络供电技术10月27日2/23目录一、5G网络架构二、5G集团发展策略三、5G机房面临挑战四、5G网络供电技术与处理方案规划3/235G网络架构中心级： 以控制、管理和调度职能为关键，布署于全国节点。区域级：主要包含控制面网络功效，布署于省分一级网络。边缘级：主要功效包含数据面网关功效，于地市一级。接入汇聚点：包含无线接入网。中国IMT- 定义5G网络架构，四层网络中

2、心、区域、边缘、接入汇聚点区域级挑战：布署大量大功率波分和路由器设备，机房功率大，机房现有48V内部配电电缆多，压降大，机房内波分和路由器大功率设备散热有挑战边缘级/接入汇聚点挑战：包含无线接入网CU和DU功效，BBU集中布署，对应传输设备，带来机房功率倍增，现有机房供电、散热、机房建设都有挑战4/23目录一、5G网络架构二、5G集团发展策略三、5G机房面临挑战四、5G机房供电与处理方案规划5/23联通DC/机房分层6结合面向市场和技术演进进行DC分层布局。考虑面向市场IDC和面向网元分布自用DC综合布局。层次名称覆盖位置机房起源承载网元/业务一战略基地全国呼和浩特、中卫、贵安、哈尔滨基地集团

3、云计算、大数据及灾备节点二区域DC全国或大区、本省京津冀、长三角、南部、中部、西部、东三省、省会或重点市枢纽楼、关键机房、数据中心通信云：全国和区域平台，集团BSS/OSS，NFV/SDN控制面、本省平台、省集中NFV/SDN控制面、省级BSS/OSSIDC：面向市场负责本大区本省IDC客户三当地DC当地或周围地市以当地网为单位，或部分覆盖周围地域关键机房通信：NFV/SDN转发面、控制面IDC：面向当地或周围地域IDC客户四边缘DC汇聚区汇聚机房覆盖区域汇聚机房CRAN、VBAS、CDN、MEC，企业、小区私有云依靠基地、枢纽楼、关键机房、汇聚机房、数据中心，共同承载通信、云、IDC业务6/

4、23StorageComputeNetwork通用硬件平台StorageComputeNetwork通用硬件平台StorageComputeNetwork通用硬件平台边缘DC当地DC区域DCBBU接入局房1ms2-5ms10ms20ms12频1,000DDFA1.8G1.8GFA1.8G1.8G5001.8G2.1G1.8G2.1G900900800900900800中国5G首频可能为3.5G band可能性大即使考虑射频模块功放等技术提升，存量站点向5G演进，站点功耗基本倍增3.5G120W160W240W140012001200AAU功耗可达1400瓦11/23供配电架构无法匹配关键/汇聚

5、机房传输OTN/路由器/NFV设备需求380VAC48VDC48V电源OTN路由器48V电池380/220VAC传输线缆造价高电能损耗过大低压配电机柜半载安装电缆阻塞槽道现有电源系统运行负载率低：低效，投资浪费48V供电半径小：系统效率低NFV设备供电交流化，兼容HVDC传输OTN/路由器/NFV设备高功耗，使得48V传输线缆造价高、走线困难、损耗大NFV12/23目录一、5G网络二、5G集团发展策略三、5G机房面临挑战四、5G机房供电与处理方案规划13/23通信机房基础设施演进趋势机房、电源、空调系统重构包括到新旧主设备、电源、空调、机房协同发展，必须要有最少5到久远规划，才能有步骤、有目标

6、地开展机房重构通信网络架构重构通信设备单机架功耗增加促使电源及空调设备技术变革促使供电空调系统机房整体变革机房、电源、空调系统重构现网基础设施制约ICT设备混合布署，造成机房整体功耗上升CT设备随芯片集成度提升，路由器、OTN、BBU集中等单机架功耗上升到10kW以上机房布局没有统一化，CT设备形态、供电、气流组织没有统一标准，造成局部热点，能耗严重现有-48V直流供电系统供电半径小，容量小，不能满足大功率密度设备布署整个机房、电源、空调系统能力提升、效率提升驱动力驱动力驱动力5G BBU集中、传输OTN、路由器设备功率倍增，ICT设备混合布署演进；带来机房供电、散热挑战14/23ICT设备供

7、电架构：1路市电+1路备用电源（备用电源能够是HVDC、UPS）运行模式：从并联均分模式过渡到市电主用+热备模式（市电直供）供电架构变革15/23通信机房基础设施建设思绪现存机房存在问题建筑制冷供电010203建设思绪1234业务驱动、增量先行存量逐步替换关键指标指导技术决定成本处理当前机房问题建设思绪16/23 通信机房处理方案-云舱通信设备DC化过程中，ICT设备混合布署，ICT设备尺寸、气流组织不统一，造成局部热点，能耗严重，引入云舱来处理这些问题。云舱采取通道密封，机柜随意推入（机柜与通道密封件解耦）解耦密封通道由端门、端部侧板、线槽、天窗、框架连接板、支撑立柱、底座（通常现场制作）组

8、合而成（以下列图），形成中间密封、两侧（下列图左右两边）可推入机柜结构组合体。网建部在已完成云舱1.0试点工作，计划在2018年依据通信设备DC化进程，逐步改造贮备机房，布署云舱联通现有机房具备气流组织改造条件在历年节能减排规划中基本已经改造完成，剩下机房存在气流组织问题因为机房布置、设备及走线等问题已极难彻底改造，造成局部热点、空调能耗高。提议与网建部门联合在新建机房和设备过程中，对气流组织问题严重、具备改造条件，采取云舱对现有机房进行逐步、滚动式改造17/23边缘层汇聚机房供电构建电源池，随需扩容IT 服务器供配电&制冷系统PDU模块模块PDU模块模块模块模块UPSRackACAC/DCH

9、VDC/UPS&PDU业务扩容IT racks各子系统模块随业务增加柔性扩容，以最低能耗满足业务所需18/23基站（有机房/室外柜）建设方案方案一：CU/DU、AAU共用基站电源系统需要做工作：原有电源、空调系统需扩容升级降低基站电池保障时长需要加装设备，将送至AAU直流电稳压至57V应用于CU/DU距AAU 50米以内场景方案二：CU/DU使用基站内电源系统，AAU采取5G智能电源供电需要做工作：原有基站电源、空调系统需扩容升级，但负荷需求比喻案一降低2/3；降低基站电池保障时长，降低幅度比喻案一低50%。应用于CU/DU距AAU 超出50米场景GUGUGUGLGLGLLLLULULUL方案三： CU/DU、AAU共用室外柜电源系统需要做工作：新建室外柜，含电源、空调；应用于室外柜与AAU可近距离放置场景AAUAAU19/23拉远AAU：建设方案方案一AAU/电源/锂电池方案二AAU/电源方案三AAU市电当地接入方案一：AAU由5G智能电源系统供电情况说明：AAU设备48V供电有电池保障有智能监控方案二：AAU由5G智能电源系统供电情况说明：AAU设备48V供电无电池保障有智能监控方案三：AAU由220V市电直接供电情况说明：AAU设备220V交流供电无电池保障供电情况无监控现阶段华为、中兴无交流型AAU20/23边缘层汇聚机房基础设施建设关键原因电池保障等级