直流远供技术在通信基站隧道建设场景应用及建设成本分析

罗　棚

（中国铁塔股份有限公司 重庆市分公司，重庆　401121）

直流远供技术在通信基站隧道建设场景应用及建设成本分析

罗棚

（中国铁塔股份有限公司 重庆市分公司，重庆401121）

随着移动通信网络的完善，基站日益增多，隧道基站的电力供应问题变成了通信业务发展的重要瓶颈，直流远供技术以其安全、经济、适用、易维护等特性取代传统供电模式成为解决这一问题的主要方法。

直流远供；通信基站；隧道场景；成本

通信基站建设是通信事业不断发展的基础，而基站的建设固然离不开电源的供应。在通信基站建设过程中，经常会遇到如高铁、隧道、山区等特殊场景，传统的基站建设电源供应方案通常是采用就近接市区电网，但这些特殊场景常常面临着市电引入困难、投资巨大、报装保修繁琐等问题，而通过直流远供技术的引入，不仅实现了远端设备的不间断电力供应，同时兼具投资成本低、安全性能高等多方面优点，后期运行维护的费用也大大降低。

1　直流远供技术原理

直流远供技术在通信基站建设电源供应方面得到了越来越广泛的应用，其基本原理是：利用局端设备将传统的48V电源隔离升压，使其变成直流高压（280～400V），再利用电缆将电力传输至远端设备，远端设置变压器，将高压直流电变压至所需要的输入电压，以此达到为远端设备提供稳定的、24小时电源供应的目的。

直流远供电源采用的主要技术是脉冲宽度调制 （Pulse Width Modulation，PWM）脉宽调制技术，起到电能传输作用的电缆可以是电力线缆、双绞线缆或复合光缆，设备投入方面无须安装电表、漏电保护开关、大体积不间断电源（Uninterrupted Power Supply，UPS）等。这种远端供电系统尤其适用于为一些特殊场景如当地接电不便或供电不稳定的通信设备提供稳定、经济、可靠的电源供应。

图1　直流远供系统

2　直流远供技术较传统电源的优势

目前的通信基站建设中的传统供电方式为集中供电和分散供电两种，其中集中式供电指在基站机房配置电源系统，集中为安装在不同位置的通信设备供电，二分散式供电指基站设备就是使用本地交流电源。与传统供电方式相比，直流远供电源供应方式在特定场景具有其独有的优势，具体如下：

2.1适用于特殊场景远端供电

在供电网条件较好的城市区域，传统的供电设备供电、备电，由于引电距离相对较短，供电方便，线路易于敷设，设备安装及维护也较为便利。

而在山区、农村、隧道等一些特殊场景，由于供电网条件较差，甚至不能获取电源供应，这时就需要直流远供技术为基站提供稳定安全的电力供应。

2.2建设成本低，施工简单

直流远供建站的建设成本相较于传统供电方式来说，前者明显低于后者，导致成本降低的原因主要有如下几点：首先是无须建设专用供电线路，可与通信光缆同路由敷设；其次是手续简单，不需要向供电管理部门报批；再次直流远供基站施工周期短，远端所需配套设备简单。

2.3运行维护成本低

传统供电方式往往存在着日常维护、运营管理成本高的问题，主要是因为设备安装在野外，环境恶劣，导致设备运行使用寿命降低，电源设备被盗及沿线盗电等现象也时有发生，还需要支付电力部门代为维护和日常管理的相关费用。

采用直流远供技术，其电源设备安装于机房，局端室内环境中，便于统一运行维护及管理，而且相较于室外多变的环境，在室内的设备故障率更低，减少运行维护的工作量，而且直流供电可以采用铝芯导线电缆进行传输，代替了交流传输的铜芯导线，电缆材料的不同有效减少了电缆被盗问题的发生，减少了被盗损失。

2.4安全性更高

传统供电方式，尤其是分散式的供电方式，直接取用本地的交流电源，极容易受当地电力供应系统影响，一旦发生电力供应不稳或者停电等情形，将直接导致通信基站电力供应的中断。而直流远供技术的采用，使得通信基站电力供应摆脱当地电力供应情况的束缚，实现了电力中断但信号不中断，大大提高了通信网络的稳定性和安全性。

3　基站隧道新建设与原有线路改造适用场景

直流远供技术的适用场景主要为一些不适合应用传统电源供电方式的特定、特殊场景（如高铁、地铁沿线基站，山区、隧道、农村地区基站等）设备的供电及管理；通信网络远端各种设备，特别是低功耗设备、室外型设备的供电与管理；各种需要高保障的供电需求的网络元件设备（如备份供电等）的供电与管理，其他无法取得电源的设备或场景的供电与管理。

其中通信基站隧道建设与原有线路改造适用场景，主要分为铁路隧道、公路隧道等多种。其中每种隧道由于自身条件导致都有着自身独特的特点，公路隧道内通常较为宽敞，车辆的通过对于隧道内信号影响不大，可以在实际空间允许的情况下选择尺寸大的天线，以增大覆盖面积，增加效益。相反，铁路隧道由于只供铁路穿行，通常隧道内较为狭窄，火车的通过填满了隧道内的大部分空间，严重影响信号质量，且隧道的狭窄严格限制了天线安装的空间，大大影响了天线的尺寸和增益。

当直流远供电源供应系统在隧道场景应用时，局端安装在附近的宏基站或接入网点机房内，通过复合光缆或专用电缆传输至远端；远端与射频拉远单元（Radio Remote Unit，RRU）、直放站等设备安装在一起，为其供电。

4　传统电源供电与直流远供建设成本分析对比

通信基站供电系统中，直流远供供电系统和传统的供电系统两种不同的供电方式，其建设内容也大不相同，在很多方面存在差异。

直流远供系统局端需要增加局端设备，同时扩容局端直流电源系统，而传统的供电系统不需要；在本地工程建设方面，二者都需要远端设备安装、电缆的引入及敷设以及接地制作，但是直流供电可以利用光缆管线，传统交流供电系统则需要新建专门的交流引入电缆管线，室内安装时还需要新建或租用机房；在本地工程协调方面，传统供电方式涉及内容也较为繁琐；最后是运行维护方面，直流远供系统电费一次支付，设备和线路维护较为方便，但传统供电系统电费需多处支付，设备和线路的维护较为复杂，设备室内安装时还需要定期更换电池。

由于两种供电系统在建设内容上存在着差异，因此，对于某种特定的场景来说，场景的不同及供电条件的差异，均会导致两种供电系统的投资成本存在较大不同。

综上分析表明，在解决通信基站隧道建设的电源保障方案中，直流远供系统与传统的供电方案相比，具有投资及后期维护管理成本低的优点，是一种优良的远端设备电源供电解决方案。在设备费用方面，当实际场景中对于远端基站的需求量较大时，直流远供系统占有优势，其设备费用投资少；而相反，如若远端基站较少，那么直流远供系统的优势就不能显现，反而比传统供电方式的设备费用投资多；

在工程建设方面，主要涉及电缆的敷设和施工费用两个方面，具体的情况和电缆的长度有关，在长度相同的情况下，传统供电方式需要新建交流管线，进行电缆的敷设，材料成本及施工成本均较高；而直流远供系统主要直流供电，且电缆的敷设可以沿原有的光缆管线进行敷设，大大节约了材料成本及施工费用，这也是直流远供系统的一大特点，如城区场景。

基于以上两点，当本地引入距离较为合适的情况下，建议采用本地交流供电，这样可以节省直流远供系统局端设备等的投入；但是当场景设计光缆长度较长，或者无法获得本地交流供电时，则宜选用直流远供电源供电系统。如高铁、轻轨、高速公路、地铁沿线覆盖基站，山区、隧道、农村地区基站等特殊场景。

随着通信网络的发展和基站供电保障体系要求的不断提高，在有些特定场景中，传统的基站供电系统已经难以满足实际需求，借助直流远供系统的优势和基站建设实际状况和需求，可有效降低基站设备的供电管理及后期维护成本，提升通信基站供电保障水平，提高通信网络质量。

［1］王维民，张晓刚，张强，等.直流远程供电方案在基站建设中的应用［J］.信息通信，2014（5）：219.

［2］秦夷.高速公路直流远程供电方案分析［J］.中国交通信息化，2012（11）：137-139.

Analysis on the application of DC remote supply technology in the construction of communication base station tunnel construction and construction cost

Luo Peng
（Chongqing Branch of China Tower Co.， Ltd.， Chongqing 401121， China）

With the improvement of mobile communication network and the increasing number of base station，tunnel base station power supply problems become an important bottleneck in the development of communication business.The DC remote supply technology replaced traditional power supply mode relying on its features of safety， affordable， practical and easy to maintenance， becoming the main method to solve this problem.

DC remote supply； communication base station； tunnel scene； cost

罗棚（1987— ），男，重庆。