新时期通信电源技术应用现状及发展趋势研究

高 明

（海军91917 部队，北京 102401）

0 引言

随着互联网、大数据、云计算等技术的快速普及和发展，越来越多的政企单位构建了大数据中心、云计算中心、通信服务中心等，中国移动、中国电信和中国联通三大运营商也需要建设很多的基站和机房，实现了通信运行的硬件设备和软件数据资源集成，为人们提供各类型的信息化业务服务[1]。数据中心、通信机房和基站平时都是用国家电网的电能，但是自然灾害、人为事故等可能导致国家电网停电断电，为了保证通信服务正常，需要部署UPS 电源，在紧急时刻可以继续供电[2]。

1 新时期通信电源技术应用现状

UPS 通信电源经过多年的研究和实践，已经在金融银行、科研院所、工业控制、仓储物流等信息机房建设中得到广泛普及，有效地提高了新时期通信电源的供电水平。目前，UPS 电源的工作方式包括三种。第一，离线工作方式。这种方式的UPS 电源功率比较小，可以部署于一些机房用电设备较少的场所，易于日常管理和运行维护，性价比非常高，但是电能转换效率较低，且需要较长的转换时间[3]。第二，在线工作方式。这种UPS 电源功率比较大，在供电过程中电能转换时间为零，可以提供很强大的动力电源，一般部署于大型的数据中心和运营商服务机房。例如，腾讯视频中心、百度云中心、阿里云中心、中国移动大数据运营中心等，这些数据中心的部署机房设备非常多，包括各种交换机、服务器、路由器已以及存储器，部署UPS 电源可以持续保证这些设备正常工作，为用户提供服务，因此UPS 电源部署需要耗费更高的资金成本[4]。第三，在线互动工作方式。这种方式能够充分地利用在线工作方式的优点，同时增强了UPS 电源的网络监控能力，确保通信电源的故障维修。这种工作模式的应用效果更好，很方便地部署于各类型大中小企业服务机房，大大地提高了机房的持续工作能力，不会导致企业由于市政供电故障发生数据丢失。

UPS 通信电源技术经过发展，也引入了很多的新型技术，如物联网技术、云监控技术等，开发和部署了先进的UPS 电源监控系统，有效提升了UPS 电源的工作性能。UPS 电源监控系统利用传感器技术，基于M2M 等通信传输协议，实现机器与机器、机器与用户、用户与用户之间的数据通信。M2M 是一种非常关键的物联网通信协议，应用于传感器与传感器之间的数据通信操作。M2M 已经成为UPS 电源监控系统中应用的非常关键的数据支持协议，保证了物联网通信的实时性、可靠性和安全性。M2M 采用的关键技术包括ZigBee 协议、BlueTooth 协议、802.11b/g 协议，同时也采用了XML、无线终端和位置服务技术。UPS 电源监控系统还引入了射频识别技术。射频识别技术包括三个组成部分，分别是电子标签、读写设备和服务器，利用电磁波实现电子标签的读写和通信，根据通信距离可以分为近场通信和远场通信。UPS 电源监控系统能够自动识别电源设备的电子标签，不需要双方接触即可完成通信传输，利用无线射频方式针对电子标签进行读写，从而达到数据识别目标和交换目标。射频识别技术可以利用无线电波不接触快速进行信息交换和存储，构建一个复杂的UPS 电源监控系统。

2 新时期通信电源技术发展趋势

随着信息技术、电子技术、控制技术的发展，各种先进技术已广泛应用在UPS的设计开发和生产过程。UPS 通信电源应用需要一个整体化、系统化的解决方案，这个方案可以加强UPS 通信电源与现代信息技术有效融合，确保UPS 电源供电水平。未来，UPS 通信电源将会引入更加先进的技术，因此UPS 通信电源发展趋势包括如下3 个方面。

（1）智能化。UPS 通信电源智能化是一个重要发展方向，实现UPS 正常运行控制功能，还可以实时监测报告UPS 运行性能，分析和处理电路数据信息，从而可以获取UPS 各模组运行状态数据；一旦监控到即将发生故障，则可以及时地发出告警通知，利用智能化诊断工具判断故障位置、类型和运行维护方法，提高UPS 电源的运行效率。

（2）数字化。UPS 电源目前已经引入了数字信号控制器，实现了多模块冗余并发控制功能，不需要外加中央控制部件即可确保UPS 的负载均衡。例如，当某一个UPS 模组发生故障时，就可以将该模组的负载转移到另外一个正常模组，继续为通信设备提供供电功能。数字化也可以实现UPS 电源矩阵操作，把多个独立电源模组集成在一起，实现电源系统的并发控制，也可以控制电源的整流器、逆变器和内部静态旁路，提高UPS 通信电源的可靠性和完整性。

（3）绿色化。UPS 通信电源设备的电池类型很多，包括铅酸电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、银锌电池、镍氢电池及铁镍电池等，这些电池的组成部件不同，对环境造成的污染程度也不尽相同。因此，为了确保UPS 通信电源的绿色化和环保性，未来UPS 电池需要采用更加环保的材料。例如燃料电池，利用氢反应为通信设备提供能源，产生的废料则是水，从而确保UPS 通信电源的绿色化。此外，UPS 电源在使用过程中会产生谐波电流，因此可以加装输入滤波器和引入功率因数校正技术，从而尽可能消除UPS 电源给电网带来的污染。

3 结论

随着通信服务系统的普及和使用，越来越多的领域开始引入先进的通信服务技术，构建了许多的数据中心、应用中心，这些中心的组成设备多种多样，为了提高设备持续运营能力，引入了UPS 通信电源，这样就可以在国家电网发生故障或灾害情况下持续地为设备供电。UPS 电源在未来将会愈加成熟，发展方向为智能化、数字化及绿色化，进一步提高了UPS 电源的交互水平。