通信电源基础知识及设计要点.ppt

1、通信电源设计经验交流,3G核心网电源,3G基站电源,3G基站动环监控,3G核心网电源-概述,1、供电方式： 核心网元以直流供电为主；业务和IT网元以交流供电为主。 2、网元分布： 大部分网元集中在省会和少量重点城市的枢纽机楼，种类和数量 多（包括TMGW、HLR、MSCe、LSTP、以及业务网元等）， 耗电大，交直流设备均有。 各地市网元较少（很多只有MGW），耗电小，且基本都是直流 设备。,3G核心网电源-直流,3G核心网电源-直流,新建整流系统： 1、蓄电池容量一般按近期负荷（适当考虑远期发展）放电23小时计算。 2、如果主设备型号未定，为了赶进度，可考虑先按中耗电方案配置整流系统容量。同

2、时要根据主设备扩容思路具备扩容条件。 3、设计中一般只需配置低阻直流屏，如果部分厂家采用高阻配电，高阻屏大都由各厂家提供。（爱立信例外，需另配高阻屏） 4、核心网机房电源容量较大，建议整流机架和直流配电屏间隔布置，以减少压降、降低直流母排电流和发热。 5、注意合理选择共用新建电源系统的网元。 6、注意核实机楼低压系统容量及新建系统前端引入容量，尽量避免低压系统扩容，否则难以满足进度（换机楼、调整运行方式、或者提前做好摸查工作）。 7、注意了解机房承重及大楼地网等基础条件，非电力电池机房一定要慎重。,3G核心网电源-直流,扩容整流系统： 1、注意核实现有整流系统供电的网元情况，合理选择共电源网

3、元。 2、核实现有电池容量是否满足扩容后的放电时间要求。 3、注意记录现有整流模块、直流熔丝规格型号。 4、注意了解新增设备前端直到整流系统低阻屏整个供电回路的 直流端子容量是否满足扩容需求。 5、如果新增设备耗电大、扩容整理模块数量多，则还应重新核 算电池到列柜整个放电回路的线径和压降。,3G核心网电源-交流,新建UPS： 1、注意合理选择共电源的网元并相应配置UPS容量和配电回路 ，因传统UPS不易扩容，容量应根据主设备扩容思路适当预留。 2、蓄电池容量一般按单机放电1小时配置。 3、设计时注意尽量避免单点故障点，提供系统可靠性。 4、注意核实机楼低压系统容量及新建系统前端引入容量。 5、

4、注意了解机房承重及大楼地网等基础条件。 6、UPS投运初期轻载情况下，滤波器可能导致系统功率因数过 低。,3G核心网电源-交流,利旧现有UPS系统： 1、注意核实现有UPS系统供电的网元情况，合理选择共用的 UPS。 2、注意记录现有UPS输出屏和列柜空余配电端子的规格型号。 3、注意了解新增设备前端直到UPS输出屏整个供电回路的交流 端子容量是否满足扩容需求。 4、注意了解现有UPS系统的配电方式，对于双路供电设备，在 条件具备的情况下，尽量从不同路由取电，提高可靠性。,3G核心网电源-存在问题,勘察中存在主要问题： 1、市电、油机容量瓶颈。 2、分属不同运营商管理。 3、统计耗电与实测耗电

5、差别较大。 4、多网元共电源。,3G核心网电源-实测问题,软交换设备耗电实测情况： 1、厂家提供的资料中许多设备的耗电量很大，但实际运行却常常发 现耗电量小很多。 2、由于没有对设备的实际耗电量进行过测试，只能按照厂家提供的 资料来进行配电，造成供电容量的浪费。但不按厂家提供的功率 数据进行设计又存在一定的危险性。 3、弄清楚相关设备的“实际功耗”是解决电源容量问题的基础。,3G核心网电源-实测问题,软交换设备耗电实测情况： 根据应用范围不同，我们将设备分为以下三类： 1、软交换核心节点设备 2、中继/信令网关设备 3、接入网关设备 测试大致步骤 1、详细记录被测设备配置情况（用于对比根据厂家

6、提供算法计 算设备功耗）。 2、根据话务量情况选择测试时段，找到忙时和闲时，在忙时和 闲时进行测试。 3、在开关电源读取全局设备U/I值，然后读使用仪表分别测量每 个机架的U/I值，并记录测量时间。少数设备需要进一步读取机架 内单个设备U/I值（服务器等）,3G核心网电源-实测问题,软交换设备耗电实测情况： 通过在线测试和结果分析，我们可得出以下结论： 1、话务量敏感性： 两个厂家的软交换核心节点设备，包括中继/信令网关设备功耗随话务量波动有极小起浮，对话务量波动不敏感。接入网关设备受用户状态（话务量）影响，呈现明显的话务量相关性，可以分为基本不变的基础功耗和随话务量波动的动态功耗两部分。 2

7、、可信度 排除掉测量误差和设备工作状态影响，可以得出结论两个厂家提供的设备功耗参数均普遍高于实际运行值。但两个厂家的偏离度不同，偏差大的厂家数据超过实测数据2倍。 3、瞬时冲击电流 两个厂家的直流设备启动时均控制单板逐步加电，开机冲击电流基本可以忽略。厂家外购的交流服务器设备开机冲击电流较大，但做用时间相当短暂，不能做为电源容量的设计依据，选用熔断器和空气开关时则应考虑冲击电流影响。,3G核心网电源-实测问题,软交换设备耗电实测情况： 对于通信设备厂家的建议 1、厂家应对所提供产品的功耗特性进行完备测试，并检验本报告中测试项的相关结论。（软交换厂家、设备产品种类繁多，建设单位不可能全部实测，只

8、能抽查） 2、厂家应能给出板卡级的设备功耗，并对各种板卡做话务量敏感性测试。 3、厂家要区分“设备功耗”和“建议开关容量”两个参数。 4、接入网关设备，厂家应提供设备基础功耗和动态功耗。 5、厂家应提供专门文档详细说明其设备功耗计算方式、方法及相关公式，应说明所提供功耗参数是否已经包含冗余量。 6、对于厂家提供的第三方设备，厂家应对其进行充分测试，提供具有实际指导意义的功耗参数。对于服务器等功耗大的设备应提供开机冲击电流或冲击功耗供设计参考。 7、厂家应在软交换核心节点设备中尽量采用直流设备。,3G核心网电源-实测问题,软交换设备耗电实测情况： 对于工程设计的建议 1、软交换核心设备、中继/信

9、令网关设备功耗与话务量相关性不大，设计时可以参照厂家提供的单板功耗结合设备配置计算本期全局功耗需求。不应按照机架满配功耗和机架数计算本期全局功耗需求。 2、接入网关设备功耗受用户状态（话务量）影响较大，应计入配置容量，如：基础功耗配置容量集线比每摘机用户平均功耗；不建议按照设备满负荷情况计算设备功耗。 3、设备机柜空气开关（或熔断器）的选择要满足机柜满配时的功耗需求，不能仅按照本期设备功耗需求配置。同时需考虑设备开机时的冲击电流影响，所选空气开关（或熔断器）应允许瞬时的电流冲击。 4、对于重要的软交换核心层设备和大容量网关设备，建议采用独立电源供电方式，以提高电源系统安全性和电源维护可靠性。

10、5、要考虑软交换建设呈快速发展态势，电池容量应满足中远期建设需求。,3G核心网电源-共电源原则,多网元共电源原则（供参考）： 基本要求： 1、通信网元分为交换、传输、数据三大类，三类之间电源系统一般不宜共用。2G和3G设备不宜共用。 2、有备份关系的网元严禁共用电源。 3、机房布局中，交直流设备不应同列混放。 4、新建单个网元相同电压等级设备在不超出单套电源系统最大容量时不应接入两套或两套以上电源系统。 5、数据设备、交换网元交流设备A、B路接线端宜由不同UPS引接。当主设备A、B路由不同UPS供电时，单套UPS所接网元不宜多于5个；当主设备A、B路由同一套UPS供电且主设备无备份网元时，单套

11、UPS所接网元不宜多于3个。 6、为保证UPS已接网元的扩容余量。如在UPS容量使用已超过50后，必须在确认该UPS原有网元不再需扩容后，方可接入新建网元。,3G核心网电源-共电源原则,多网元共电源原则： 传输设备电源配置要求： 1、按网络结构可分为一干传输、二干传输、本地网三层。 2、一干传输必须使用独立开关电源系统。 3、二干传输一般应使用独立开关电源系统；系统容量较低时，新建本地网传输可与二干传输共用电源系统。 4、一干、二干交流输入宜单独由低压配电系统引接。 5、本地汇聚网与无线基站共机房时，汇集网设备必须单独配置电源系统。,3G核心网电源-共电源原则,多网元共电源原则： 交换设备电源

12、配置要求： 交换网元数量众多，且部分网元耗电较小，可大致分为4类： 1、1类：ISC、ISTP省内无备份，应使用独立电源；SPS有备份且功耗较小，可与其它2、3、4类网元共用电源。 2、2类：TMSC1、HSTP、SS（长途一级汇接）功耗均较大，仅可与SPS共用电源。 3、3类：TMSC2、LSTP、SS（长途二级汇接）、SSP功耗均较大，仅可与SPS、HLR、GGSN共用电源； HLR、GGSN功耗较小，可与其它3、4类网元共用电源；VC、SMP为交流设备，功耗相对较小，可相互或与SCP、数据业务子系统类网元共用电源。 4.、4类： MSC、GW、MTM、IP前置机、SS（端局）功耗均较大，

13、仅可与SPS、HLR、GGSN、BSC（MSC所辖BSC）、SGSN、MGW共用电源； SGSN、MGW功耗较小，可与其它4类网元共用电源；BSC功耗较小、可以所属MSC共用电源；SCP为交流设备，可与VC、SCP、SMP数据业务子系统类网元共用电源。,3G核心网电源-共电源原则,3G核心网电源,3G基站电源,3G基站动环监控,3G基站电源-概述,主要站点类型及供电方式： 1、典型宏基站：采用室内直流电源，集中供电。 2、分布式基站：一般情况下配置室内直流电源， BBU和RRU通过集束式电缆分布式供电。特殊情况下BBU和RRU分别供电，RRU可采用本地交流供电。 3、微基站：一般采用交流供电，

14、重要基站可配置室外型UPS。 4、边际站：采用直流或交流供电，一般配置室外型电源设备。 5、室内覆盖站：主设备配置室内直流电源， 远端设备一般采用交流供电。,3G基站电源-耗电,3G基站电源-耗电,3G基站电源-配置原则,配置原则建议： 1、蓄电池 1）行业标准：采用二类市电的基站，无线设备按13小时配置蓄电池 ；三类市电基站，无线设备按24小时配置蓄电池（基站供电类别一 般为三类市电） 2）移动部分地区： 市区基站3h；城郊及乡镇基站5h；农村及山区基站7h 。 还有些地区补充根据是否VIP基站、是否配有固定油机来进一步调整放 电时间。 3）电信部分地区： 核心城区3小时，其他城区5小时，郊

15、区乡镇7小时，山区10小时，如果 面积或承重不满足，可适当减少容量。,3G基站电源-配置原则,3G基站电源-配置原则,配置原则建议： 2、整流设备 1）机架容量：应根据无线设备情况及机房内共用电源设备情况确定，一般考虑2种规格，300A和600A 。 2）模块配置：按本期负荷配置，整流模块数按n+1冗余方式配置，目前常用的模块规格为30A和50A，建议新建电源系统具备模块自动轮换工作等节能功能。假定宏基站耗电取平均值，配置2组300Ah电池，则需配置模块容量约为150A200A；配置2组500Ah电池，则需配置模块容量约为200250A。 3）配电单元：直流配电回路应满足无线、传输、监控等设备

16、需求；应具备二次下电功能，以保障传输等重要设备；同时直流熔丝或断路器端子应可灵活扩容和不停电更换。 4）直流电缆：应根据载流量和蓄电池回路的压降两个方面进行核算后配置。但基站内直流电缆不长，一般只按载流量选取电缆的截面积，按统一原则选择各类电缆规格，以便备料施工。分布式基站拉远供电距离较长时，需参考设备耗电资料和最低工作电压核算直流压降，选择线径。,3G基站电源-配置原则,配置原则建议： 3、交流 1）总输入：基站交流电源引入，其功率和交流引入线均按远期考虑。假定基站配置250A模块，2台3匹空调，则总功耗约19.4kVA，市电引入容量建议不小于20kW。（不同类型基站应根据具体配置核算） 2

17、）输入配电屏：交流配电设备容量按远期考虑，输出分路及容量应满足开关电源、空调、照明、插座等的需求。 3）电缆：交流电缆线径的选择主要是根据电缆的过流量进行核算，一般应不小于前端空气开关的额定容量。室内部分一般不需进行压降核算，按统一原则选择各类电缆规格，以便备料施工。如果交流外电引入电缆较长，则应核算压降。 4）关于宏基站单相引入：由于机房业主或供电单位等原因，有些基站很难申请到380V的交流电源，拖延了工程建设周期，此时可考虑临时采用单相交流引入，但一定要慎重核实基站耗电，可将总引入容量减去空调耗电和蓄电池充电耗电，得出可能提供的无线设备最大耗电及载波配置。单相方案只能作为过渡性措施，当条件

18、具备时，宜改造为三相四线制的电源引入。,3G基站电源-典型配置,3G基站电源-主要问题,扩容基站存在主要问题： 1、前端市电引入容量是否满足 2、直流电源端子容量及数量是否满足 3、扩容后电池放电时间是否满足，若电池需扩容或更换则应核实承重。 4、地排是否有足够空余端子 5、新增设备与原有直流系统电压等级是否相同。电压等级不同时有2种扩容方案，新建48V系统和增加DC/DC设备。从技术角度分析，新建电源是优选方案；从经济角度分析，只有在电池不扩容的情况下采用DC/DC才是优选方案，否则新建电源仍是优选方案。经实际使用，DC/DC电气性能可满足3G设备指标要求，与不同厂家24V电源设备均可良好配合，可带电操作，原基站一般情况下无需断电。,3G核心网电源,3G基站电源,3G基站动环监控,3G基站动环监控-系统图,3G基站动环监控,2、传输方式 1）IP 2）E1（双向环、星形、单向环） 3）无线（GPRS、短信等） 4）抽时隙 5）干结点 3、协议处理