解决方案 · 电信站点

偏远电信站点的 −48 V 直流供电

VENDOR.Max 是面向电信负载的能源架构,采用 −48 V 直流接口。启动之后,该架构不设有通过装置标准输入端持续向用户负载输入外部电能的路径。对偏远站点而言,这意味着另一种运行模式:不再依赖长期的能源供应链,而是保留启动、计划性维护以及按状态更换易损件。已测试的原型等级为 5 kW;电信架构按最高 10 kW 的峰值负载设计。

5 kW — 已测试的原型等级 −48 V 直流 — 电信接口 最高 10 kW — 峰值设计范围
本页范围

最高 10 kW 是电信架构的峰值负载设计范围。对具体站点的适用性由该站点的负载曲线决定。

项目当前阶段:TRL 4。

为什么是偏远站点

偏远站点的供电往往败在物流,而不是设备

故障每次都沿着同一条链条发生,而第二种情形比第一种更不显眼,却更加昂贵。

市电中断。电池系统开始放电。备用发电机组必须接管负载。如果启动或切换出现延迟,能源系统就必须把站点直流母线维持在允许范围内,直到供电恢复;否则电信设备失去供电,业务随之中断。

第二种情形更不显眼,却更加昂贵。发电机组每天运行很多小时,燃料需要定期送到站点,反复循环会消耗电池的可用寿命,而下一次故障可能比预计持续得更久。整个过程中并不存在某一处单独的损坏。

据 GSMA Intelligence,偏远农村站点的运营成本平均比城市站点高 35–40%,其中能源一项的溢价约为 37%。

站点越难抵达,能源问题就越快变成物流问题。

改变的是什么

VENDOR.Max 改变的是物流的性质,而不是维护的物理规律。对于已转由 VENDOR.Max 能源层供电的负载,启动之后的正常运行既不需要持续的燃料配送,也不需要通过装置的标准输入端持续输入外部电能。启动之后,对所选定的负载而言,持续的燃料配送以及通过 VENDOR.Max 标准输入端的持续外部电能输入,都不再是其正常供电的前提条件。

该表述的边界
  • 启动需要一次初始化;
  • 启动之后,内部电池系统作为内部运行缓冲工作,其使用寿命有限;
  • 设备按规程维护,并会发生磨损。
01

燃料物流

采购、运输、站点储存、被盗风险、加油。站点组合中每增加一个偏远站点,这条链条就会进一步拉长。

02

发电机组是独立系统

发动机与燃料通路有各自的失效方式和各自的维护周期,与无线设备的状态无关。

03

电池系统的负担

电池系统提供备用容量与过渡工况。频繁而深度的循环会加重其运行负担,并使更换时间提前。

04

现场干预的成本

进入越困难,任何一次现场干预所需的费用与时间就越高。

接入点

电信站点的供电本就围绕 −48 V 建成,我们进入的正是这一层

这一接口并非 VENDOR 的发明,而是站点已经在使用的架构。

在经典的 −48 V 架构中,市电与备用发电机组为整流层供电,整流层形成带电池备用的直流母线,并向各路负载配电:BBU、RRU 与 AAU、传输设备以及辅助回路。用于 ICT 设备输入端供电接口的 −48 V 标称值,规定于 ETSI EN 300 132-2 V2.8.1(2024-10)。−48 V 执行方案与产品序列的说明位于 VENDOR.Max 产品页面。

VENDOR.Max 直接接入站点已有的 −48 V 能源层。试点期间,现有保护、电池备用与备用发电机组均予以保留。

  • 能源层不要求改动无线部分,并且其设计与无线设备制造商无关;
  • 它不是储能系统。

其余的界定问题 — RAN 组件、现有基础设施的拆除 — 在下方问答中以及工程适配阶段处理。

偏远电信站点的网络机柜与配套供电基础设施,用于 VENDOR.Max 的部署环境
电信设备与配套能源基础设施在站点上并存;VENDOR.Max 的具体接入点在工程适配阶段确定。
站点画像

先看实际负载曲线,再谈 VENDOR.Max 在站点直流架构中的位置

站点的平均值只是参考。决定适用性的,是具体站点随时间变化的负载曲线。

电信站点的能耗差异很大,取决于所支持的无线制式、网络密度、业务量以及辅助基础设施。GSMA Intelligence 估计移动基站的平均能耗约为 5 kW,并按峰值功率将站点分为三组:2 kW 以下、2–5 kW 以及 5 kW 以上。多数站点落在中间一组,运营商预计到 2030 年 5 kW 以上站点的占比将上升。

因此,5 kW 等级正处于站点级真实电信负载的范围之内。不过适用性并不取决于某一个数字,而取决于具体站点随时间变化的负载曲线。

试点的首选对象,是负载曲线与 5 kW 等级相符的站点,或直流配电中某一组划定的负载。适用性由持续负载、短时峰值的特征以及既有电池设施的表现共同决定。

站点的总功率未必是一个不可分割的负载

电信直流供电系统会把输出分配到若干带保护的支路和负载组;具体划分取决于站点的架构。因此,总负载较大的站点首先在其直流配电层面加以考察:哪些负载被归并在一起、哪些可以单独计量、哪一组适合 5 kW 等级的试点。整个站点的架构在此过程中并不重建。

工程量级

首次部署为 5 kW 等级,最高 10 kW 是电信架构的峰值设计范围

范围的上端属于配置工作,而不是规格表上更大的一个数字。

首次部署面向与 5 kW 等级相符的站点或划定的负载组。VENDOR.Max 的电信架构按最高 10 kW 的峰值负载设计。范围上端的具体配置,取决于负载曲线、直流配电、电池设施、保护方案、热工况以及站点条件。

基站不会一成不变。运营商会增加频段、无线设备和传输容量,并扩展站点的功能角色,对能源层的要求也随之提高。据 GSMA Intelligence,运营商预计到 2030 年峰值功率超过 5 kW 的站点占比将上升。

站点数据提供了站点层面的要求,用于对范围上端做工程细化:负载曲线、峰值特征、直流配电条件、电池备用的表现以及热工况。

  1. 部署
  2. 测量
  3. 确定站点要求
  4. 配置下一量级
  5. 验证
站点评估

决定适用性的六项参数

评估不需要到场、不需要事先的技术勘察,也不需要采购决定。

  1. 站点平均负载;
  2. 站点峰值负载;
  3. −48 V 母线、直流配电以及既有监控系统的配置;
  4. 电池系统容量;
  5. 备用发电机组的功率及其实际运行小时数;
  6. 市电可用性与站点进入限制。

这六项参数决定站点或某一划定负载组的曲线,是否与 5 kW 等级的试点相符。

电磁兼容属于在分布式站点安装电力与电子设备的常规工程工作。在 VENDOR,它在研发阶段已被纳入考虑,并且对具体的安装配置仍是必须核验的参数。

01

工程适配

确定适用配置、接入点、保护与接地方案、测量边界、监控要求、站点的电磁环境与兼容性判据,以及验证判据。

若站点架构不落在当前的工程范围之内,该站点不纳入试点计划。
02

受控部署

安装与现有系统并行进行。电池系统与备用发电机组在整个验证阶段予以保留。

保留现有基础设施,并不意味着在验证期内由 VENDOR.Max 承担站点的主供电。
03

测量

供电连续性、实际输送到负载的功率、负载变化时的表现、热工况、与既有直流配电的相互作用、备用发电机组的运行小时数与实际使用情况、在具备计量条件时的燃料消耗、维护出勤次数、电池系统的运行数据、传导与辐射电磁发射,以及与周边电信设备的兼容性。

所测数值对应于所指明的配置和所声明的测量边界。
04

依据数据作出决定

扩大规模、更改配置、继续验证或者停止。站点数据同时构成下一功率等级配置的要求,并作为细化该站点维护制度的依据;长期使用寿命只能通过长期运行来确定。同样的数据构成计算试点运行经济性的事实基础。

长期使用寿命通过长期运行确定,而不是在试点期内确定。

试点的完整框架、双方义务与申请表

站点的功能

能源改变站点的角色

偏远电信站点是围绕一项主要功能设计的,即为其服务区域提供覆盖。如果站点上出现额外的自主能源层,同一位置也可以在不改变其地理角色的前提下考虑用于更多功能。试点提供运行数据,据此确定站点的下一能源量级以及其功能可能的扩展。

先是现有站点的供电,再是在同一站点上实现更多功能的可能性。

能源量级跟随站点的功能,而不是跟随事先公布的一串功率数字。

网络边缘的分布式计算

可核验的内容

哪些可以核验,以及在哪里核验

下面每一项都有各自的页面,主题在那里完整展开。

最高 10 kW 的设计范围指的是峰值负载。其余已公布的特性均在所指明的配置语境下给出;独立核验的方法与测量边界见 技术验证页面。

启动之后不存在架构所设的外部电能输入端口,这是关于架构的拓扑性表述。产品完整的对外能量平衡,以及跨越其边界的其他可能通道,由独立测量确定。

项目当前阶段:TRL 4。

问答

运营商最先问到的问题

每一条回答都写成可以脱离上下文单独成立。

一个电信站点的能耗是多少?

据 GSMA Intelligence,移动基站的平均能耗约为 5 kW,站点按峰值功率分为 2 kW 以下、2–5 kW 以及 5 kW 以上三组。该数值取决于所支持的移动制式代际、网络密度、业务量以及辅助基础设施。适用性依据具体站点的实际曲线计算。

如果站点总负载超过试点范围怎么办?

首先分析负载在各条直流支路上的分布。如果站点架构允许划分出一组落在试点范围内的连贯负载,首次试点就在该组负载上进行。整个站点的架构在此过程中并不重建。

“最高 10 kW”是什么意思?

VENDOR.Max 的电信架构按最高 10 kW 的峰值负载设计。已测试的原型等级为 5 kW:该原型在此前的实验室配置中完成过试验。

相对于整流器和电池系统,该装置接在哪里?

接入 −48 V 直流层。具体接入点取决于站点既有架构:直流配电、整流系统、电池系统、保护方案以及运营商对监控的要求。

该装置停机时会发生什么?

试点期间,站点既有的能源基础设施予以保留。电池系统与备用发电机组仍在原位,并继续承担各自的作用。

VENDOR.Max 会干扰电信设备吗?

VENDOR.Max 不是无线电发射机:在电信站点上,提供给用户负载的是 −48 V 直流电力接口。电磁兼容在研发阶段已被纳入考虑,并针对具体的安装配置加以核验:屏蔽、滤波、接地、接口布置以及传导与辐射发射的测量都属于试点内容。

站点上可以放置电信以外的负载吗?

这属于站点能源预算与站点功能的问题。网络边缘计算负载的部署在 AI 边缘基础设施页面 单独讨论。

是否需要更换无线设备?

不需要。电信配置的设计与无线设备制造商无关,并且位于站点的能源层。

装置的物理原理在哪里说明?

在单独的工程页面上:工作原理。

  1. GSMA Intelligence. Rural renewal: telcos and sustainable energy in Africa. 2024 年 11 月。
  2. ETSI EN 300 132-2 V2.8.1 (2024-10). Power supply interface at the input of ICT equipment. Part 2: −48 V DC.
下一步

知道站点的负载曲线,就可以计算适用性

第一个问题既不是运营商的名称,也不是基站的数量。六项站点参数即可判断该站点或某一划定负载组是否与 5 kW 等级的试点相符。