5G网络基站电源配套改造方案的探讨

许鹏飞?赵伟超?吕晨

摘要：5G网络在运行的过程中具备高速率、低时延、海量连接等特征，因此在实际运行的过程中所需要的功耗明显增加，对于基站中的电源配套有着更高的要求。但是原有的网络基站的电源配套设施和5G网络的实际需求有着一定的差异性，因此为了保障5G网络系统的正常运行，需要对原有基站中的电源配套设施进行有效的改造与升级。本文基于此，先简单分析对5G网络基站电源配套进行改造的必然性，后重点分析5G网络基站电源配套改造的实际措施，希望可以为我国现阶段5G网络基站电源配套的改造方案提供一定的参考价值。

关键词：5G网络基站；电源配套；改造方案

截至2022年6月14日，我国5G基站数达161.5万个，现阶段我国已建成了全球技术领先的网络基础设施，并且在其中的一些关键核心技术方面实现了有效突破。伴随着我国5G技术的逐步发展与推广，5G和对5G移动通信网络发展的实际特征，我国未来5G基站的总数很可能会超过4G，整体的5G网络建设规模较为巨大，因此其建设任务也较为繁重，但是基站作为基础的配套设施及建设是保障物质技术发展和运行的基本保障，可以在实际发展的过程中，需要重视基站的不断建设，同时也需要对5G网络基站的建设方案进行相应的探究。为了能够实现长远发展，需要对基站的配套进行有效的升级改造，而基站电源配套则是改造过程中的重点内容，需要对其进行格外关注。

一、5G网络基站电源配套实现改造的必然性

5G技术的快速发展实现了热点城市和区域之间的快速部署，体现了相关技术自身的优越性。但是与此同时伴随着技术的快速发展和需求的相应变化，也需要对原有的基站进行相应的升级与改造，通过这样的方式能够有效地满足新技术应用的相关需求，所以在一定程度上为后续一些技术创新发展提供有利条件。5G技术主要是实现了原有频段之上的升级，相比较而言所应用的实际频率明显更高，而且相比较而言基站的数量也实现了大规模的增加。而这些大量的基站则是为了更好地维护5G技术频段应用的实际标准，同时也能够有效地配合其他相关技术应用方面的实际需求。基于发展的实际情况，5G技术在我国的推广和应用的范围较为广泛，而且在短短的几年之内就实现了相关技术的发展成熟，尤其是我国基础移动通信运营商在技术方面能够有效地实现5G移动网络和4G天线的合路，为工程建设提供了更高的便利性。

另外伴随着5G技术的发展，在网络隔离度方面所具备的优势也更为突出，因为相比较以往的技术模式，5G技术在应用的过程中所需要的水平隔离度明显较小，这也在一定程度上表示伴随着相关技术的发展成熟，5G技术自身的优越性也更加显著，在未来的发展过程中这些技术的应用都可以带来较大的影响因素。而基于5G技术自身所拥有的隔离度方面的优势，可以为存量空间的合理规划提供必要的技术支持，同时在另一种程度上，也为现有的基站改造提供了更为便捷、高效的途径，基站的升级改造是发展的必然趋势。尤其由于现阶段5G基站的发展对于电源方面的需求有了较为明显的变化，致使5G基站所需要的能耗也成倍地增加，虽然5G技术的发展为现阶段通信发展发挥了明显的优势作用，但是对于功耗需求的增加也在一定程度上抑制了5G网络的进一步发展。

所以在现阶段针对5G网络基站升级改造的过程中，需要格外关注电源配套方面的改造，能够为其建设更为清晰的电源系统结构，同时也能够精准地计算基站自身所具备的供电能力和满足当前5G基站关于能耗的实际需求。可以在现有的基站基础上实现科学合理的改造，构建更为合理的5G基站电源输出方案，通过这样的方式保障整个基站的正常运行。所以在现阶段的发展过程中，需要认识到5G技术和基站建设所带来的优势作用，同时也需要认识到5G网络基站建设中所存在的不足，因此需要对5G网络基站电源配套进行有效的改造升级，这也是5G技术发展的必然需求。

二、5G网络基站电源建设标准

为保证5G网络基站电源配套改造方案的合理性与科学性，在改造之前要做好充足的准备工作，结合实际情况展开思考和分析，明确5G网络基站电源建设标准，在此基础上完成后续一系列工作。在5G基站建设中，要保证信号能通过电磁波在空间中自由传播，这就需要精准计算距离，考虑到距离与传播效果的影响。一般来说当距离到达一定远度，就会随着距离加大而提高频率、扩大损耗。

在相同覆盖区域内，一般采用850M、1.8G、2.1G、2.6GMHz进行组网，通过科学精准地分配尽量降低基站建设的数量，减少人力、物力、财力等方面的损耗。在电信、联通和移动三大主要运营商中，其所选择的频段有所差异，因此呈现出来的效果也有所不同，总计加起来预计基站数能达到560万+。

三、5G网络基站电源配套改造措施

（一）外市电改造

5G基站的建设毫无疑问增加了基站的功耗，已经建设完成并且投入使用的5G网络基站，在运行过程中平均的功耗能够达到20千瓦以上，所以对于现网存量站的穩定运行，提出了较大的挑战。但是为了保障5G网络基站的平稳运行，能够有效地满足其发展的实际需求，为其提供足够的能耗。基站建设的过程中，需要对电源配套实现相应的改造，能够有效地满足现阶段基站发展的实际需求。而在实际改造的过程中，首先就要对外市电进行改造，因为外市电的容量，将会影响到整个基站的实际运行情况。故而在实际改造的过程中需要考虑到基一站机房内各项设备的实际功耗、电池的充电功率和其他各类电机设备的实际运行情况，通过对这些情况的了解，能够对当前整个基站的实际运行情况所需的能耗做到一个较为清晰的掌握，可以根据实际的情况进行具有针对性地改造。根据对实际情况的了解可以发现当前基站中的市电冗余量并不能满足5G基站建设中新增的一些能耗需求，所以需要对当前基站中以下几个方面进行相应的改造。

①为了确保基站中所使用的变压器的容量能够有效地满足基站运行的实际需求，需要对当前变压器实际情况进行探究，如果在此过程中容量满足需求，但是引接线仅小于4×25mm，则可以考虑更换电缆。

②如果基站中原有的接火点为单相，可以将其改造为三相电，因为伴随着5G能耗需求的增加，只有将其改造为三相电才能够满足基站运行的需求。

③在改造的过程中要确保所使用的引接线能够满足实际的需求，但是如果所使用的设备、变压器的容量明显超负荷的时候，为了能够保障整个基站的平稳运行，也需要额外新增一路外市电，同时交流配电箱和开关的电源系统也需要适当地增加，能够有效地满足电量的实际需求。

④另外如果原先基站的电源配套设备在引接线方面并不能满足现阶段基站发展的实际需求，可以考虑基站的实际情况是否能够搭建一路新的外市电和配套电源，通过这样的方式能够有效地满足当前基站对于电量的需求。因为原先构建的网络基站只有一套供电系统能够提供的电量较为有限，所以需要通过新增一套供电系统，让两套供电系统同时供电，能够有效地满足5G网络基站的实际需求。

（二）交流配电箱的改造

在原有基站建设的过程中，所配备的常规存量站的交流配电箱，其容量一般都是63A，也有一部分所配备的交流配电箱的容量为100A，但是这两种配电箱的容量都不能满足，现阶段5G技术系统在运行中对于交流负荷的实际需求。所以现阶段基站中的常规存量站并不能满足实际的需求，需要对交流配电箱进行更换或者改造，根据实际的情况5G网络基站所应用的交流配电箱的容量最好不小于100A，故而5G网络基站的交流配电箱的改造需要根据自身实际情况来进行相应的改造与升级。

（三）组合开关电源的改造

目前大部分已经构建完成，并且投入使用的网络基站的常规存量站的组合开关容量，最初都是将容量设置为300A或者是600A，这一容量在最初设置的过程中能够满足整个基站的实际需求。随着5G技术系统的推广，对于直流负荷需求为150A，但是最初有关于开关电源机架容量的设置与实际的情况有着实际的出入，并不能有效地满足当前5G系统运行的实际需求，因此需要对其进行相应的改造。而针对原有组合开关电量容量或端子配置明显不足情况的时候，改造的过程中可以按照以下方式进行。

①由于最初所设置的组合开关电源机架容量和现阶段物质系统所需求的直流负荷需求有着明显的差异性，因此在改造的过程中可以先尝试是否可以通过扩容来满足相应的需求。而且扩容整流模块这一类方案能够有效地节省人力与物力，并不需要对整个原有的系统进行大规模的改造，整体而言是较为理想的改造方案，但是在实际过程中需要确保扩容模块与原有的模块要保持一致性。

②但是如果实施了扩容整流模块这一方案，最终新增的整流模块并不能够实现有效的运行，最终导致整个模块停产，当这一情况发生的时候，也可以考虑是否增加或者是替换原有的开关电源。另外如果扩容之后新增的整流模块能够有效地运行，没有出现模块停产的情况，最终扩容以后的整个组合开关电源机架的容量仍旧无法满足相关的需求，在此情况之下也可以考虑替换或新增开关电源。基于整个5G网络基站系统运行的实际情况，为了满足系统的正常运行，需要对基站电源配套进行相应的改造，但是改造则需要花费大量的时间、人力与财力，所以在改造的过程中只需要尽量地考虑直接的情况，节省人力物力。所以在组合开关电源改造的过程中，为了可以满足容量的需求就要对其中的一些细节进行有效的把控，争取在不对整个开关电源进行大规模改造的基础上能够满足系统的正常运行需求，有效地节省了人力、物力与财力。

③除此以外也需要考虑到，如果改造以后的组合开关电容自身的容量能够满足系统运行的需求，但是剩余的端子却明显不足的时候，则要考虑在原有的基础上新增一个直流配电箱，通过这样的方式确保能够满足整个5G系统运行过程中对于直流负荷的实际需求。

（四）蓄电池改造

在对5G网络基站电源配套方案进行改造的过程中，需要对原有的基本情况进行分析，首先原先作为常规的存量站的蓄电池容量一般会维持在300～600Ah之间，极少情况会突破这一数值。而5G系统运行对于电池的需求相比较而言更为精确，需求一般为400～500Ah。由此可以看出，原有基站的蓄电池所拥有的容量配置明显区别5G系统，对电池的需求有着较大的差异性。所以在现阶段的发展过程中，也需要对其进行相应的改造。而在具体改造的过程中，也需要考虑到以下几种情况。

①首先要对基站的电池的室内存放空间进行考察，如果基站的蓄电池室内存放地区存有足够当量的扩容空间，则可以考虑直接进行扩容，在扩容的过程中格外注意核实称重是否可以满足实际的需求即可。但是如果基站室内并不具备足够的扩容空间，则可以考虑更换更大容量的蓄电池，或者是对基站整个建设空间进行全面的考察，如果实际的情况允许则可以新增室外柜或者是蓄电池。这些方案都是基于扩容的实际需求，针对室内室外的实际情况来适当地增加蓄电池来实现扩容的需求。

②但是基于一些基站自身建设的实际情况，属于一些较为特殊的地点，或者是整个基站的机房空间十分紧张，室内室外都不具备增加额外蓄电池的条件。当这一情况发生的时候，则考虑将现有的电池替换为梯次电池，因为梯次电池相比较而言比基站所应用的一些常规盐酸电池能储备更多电量，其前提是在同等面积和同等重量的情况下。

（五）机房空调改造

基于网络基站卫生建设的实际情况，为了保障基站中各个运输设备的稳定运行，需要进行机房空调改造。因为机房空调会影响到机房内温度，而温度又会影响到设备的运行稳定性，所以在5G网络基站电源配套设施改造的过程中也需要对机房空调进行重点改造。

在实施改造的过程中，首先需要对于机房空调总制冷需求做到有效的掌握，根据冷量的总需求来制定初步的改造方案和明确空调的配置需求。而且在对机房空调改造的过程中，一般情况之下都是在已有的基础上来进行相应的改造，所实行的改造方案是充分结合了现阶段机房空调配置需求以后所进行的，通过这样的方式确保改造完成之后的机房空调，有效地控制机房内的温度，确保能够完全满足5G和传输等设备运行稳定性的需求。但是如果机房空调改造的方案并不能够有效地满足需求，可是受到一些外在因素的影响不得不进行空调的更换。在更换的过程中需要结合空调安装的实际空间来考虑是新增空调数量还是替换原有的旧空调，不管是哪一种改造方案，最终都需要结合实际的情况来进行系统性分析。

四、结束语

综上所述，5G网络基站建设的主要目的就是为了促进我国通信行业的稳定发展，因为通信行业是保障社会发展的重要基础产业。但是5G网络的运行对基站的需求与以往基站建设等各方面的需求有着较大的差异性。尤其是5G基站在能耗方面的需求明显增加成了抑制5G网络发展的重要因素，因此在5G的发展过程中，需要对网络基站中的电源配套进行有效的改造，以此来构建更为科学合理的电源方案，确保5G网络基站的稳定运行。

作者单位：许鹏飞 赵伟超 吕晨 河南省信息咨询设计研究有限公司

参  考  文  献

[1]涂攀科.5G基站电源节能改造方案研究[J].信息系统工程，2022（03）：8-11.

[2]李贵生.现网5G基站电源配套改造的研究与应用[J].中国新技术新产品，2020（06）：52-53.

[3]田成立.5G基站在地铁隧道内的电源配套解决方案探索构架[J].通信电源技术，2021，38（02）：89-91.

[4]李晓东.现网5G基站电源配套改造的研究与应用要点构架[J].通信电源技术，2021，38（02）：220-222.

許鹏飞（1987-），男，河南荥阳，工程师，研究方向：5G基站电源配套相关研究。