5G網(wǎng)絡(luò)供電技術(shù)

1、 中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院高級工程師，主要從事通信電源設(shè)計及通信電源新技術(shù)研發(fā)工作。近幾年完成了336V高壓直流電源、市電直供、服務(wù)器雙路供電模式等多項研究項目。在一級期刊發(fā)表通信電源專業(yè)前沿技術(shù)研究論文多篇。 劉鄭海1/235G網(wǎng)絡(luò)供電技術(shù)10月27日2/23目錄一、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)二、5G集團發(fā)展策略三、5G機房面臨挑戰(zhàn)四、5G網(wǎng)絡(luò)供電技術(shù)與處理方案規(guī)劃3/235G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中心級： 以控制、管理和調(diào)度職能為關(guān)鍵，布署于全國節(jié)點。區(qū)域級：主要包含控制面網(wǎng)絡(luò)功效，布署于省分一級網(wǎng)絡(luò)。邊緣級：主要功效包含數(shù)據(jù)面網(wǎng)關(guān)功效，于地市一級。接入?yún)R聚點：包含無線接入網(wǎng)。中國IMT- 定義5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，四層網(wǎng)絡(luò)中

2、心、區(qū)域、邊緣、接入?yún)R聚點區(qū)域級挑戰(zhàn)：布署大量大功率波分和路由器設(shè)備，機房功率大，機房現(xiàn)有48V內(nèi)部配電電纜多，壓降大，機房內(nèi)波分和路由器大功率設(shè)備散熱有挑戰(zhàn)邊緣級/接入?yún)R聚點挑戰(zhàn)：包含無線接入網(wǎng)CU和DU功效，BBU集中布署，對應(yīng)傳輸設(shè)備，帶來機房功率倍增，現(xiàn)有機房供電、散熱、機房建設(shè)都有挑戰(zhàn)4/23目錄一、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)二、5G集團發(fā)展策略三、5G機房面臨挑戰(zhàn)四、5G機房供電與處理方案規(guī)劃5/23聯(lián)通DC/機房分層6結(jié)合面向市場和技術(shù)演進進行DC分層布局?？紤]面向市場IDC和面向網(wǎng)元分布自用DC綜合布局。層次名稱覆蓋位置機房起源承載網(wǎng)元/業(yè)務(wù)一戰(zhàn)略基地全國呼和浩特、中衛(wèi)、貴安、哈爾濱基地集團

3、云計算、大數(shù)據(jù)及災(zāi)備節(jié)點二區(qū)域DC全國或大區(qū)、本省京津冀、長三角、南部、中部、西部、東三省、省會或重點市樞紐樓、關(guān)鍵機房、數(shù)據(jù)中心通信云：全國和區(qū)域平臺，集團BSS/OSS，NFV/SDN控制面、本省平臺、省集中NFV/SDN控制面、省級BSS/OSSIDC：面向市場負責本大區(qū)本省IDC客戶三當?shù)谼C當?shù)鼗蛑車厥幸援數(shù)鼐W(wǎng)為單位，或部分覆蓋周圍地域關(guān)鍵機房通信：NFV/SDN轉(zhuǎn)發(fā)面、控制面IDC：面向當?shù)鼗蛑車赜騃DC客戶四邊緣DC匯聚區(qū)匯聚機房覆蓋區(qū)域匯聚機房CRAN、VBAS、CDN、MEC，企業(yè)、小區(qū)私有云依靠基地、樞紐樓、關(guān)鍵機房、匯聚機房、數(shù)據(jù)中心，共同承載通信、云、IDC業(yè)務(wù)6/

4、23StorageComputeNetwork通用硬件平臺StorageComputeNetwork通用硬件平臺StorageComputeNetwork通用硬件平臺邊緣DC當?shù)谼C區(qū)域DCBBU接入局房1ms2-5ms10ms20ms12頻1,000DDFA1.8G1.8GFA1.8G1.8G5001.8G2.1G1.8G2.1G900900800900900800中國5G首頻可能為3.5G band可能性大即使考慮射頻模塊功放等技術(shù)提升，存量站點向5G演進，站點功耗基本倍增3.5G120W160W240W140012001200AAU功耗可達1400瓦11/23供配電架構(gòu)無法匹配關(guān)鍵/匯聚

5、機房傳輸OTN/路由器/NFV設(shè)備需求380VAC48VDC48V電源OTN路由器48V電池380/220VAC傳輸線纜造價高電能損耗過大低壓配電機柜半載安裝電纜阻塞槽道現(xiàn)有電源系統(tǒng)運行負載率低：低效，投資浪費48V供電半徑小：系統(tǒng)效率低NFV設(shè)備供電交流化，兼容HVDC傳輸OTN/路由器/NFV設(shè)備高功耗，使得48V傳輸線纜造價高、走線困難、損耗大NFV12/23目錄一、5G網(wǎng)絡(luò)二、5G集團發(fā)展策略三、5G機房面臨挑戰(zhàn)四、5G機房供電與處理方案規(guī)劃13/23通信機房基礎(chǔ)設(shè)施演進趨勢機房、電源、空調(diào)系統(tǒng)重構(gòu)包括到新舊主設(shè)備、電源、空調(diào)、機房協(xié)同發(fā)展，必須要有最少5到久遠規(guī)劃，才能有步驟、有目標

6、地開展機房重構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)通信設(shè)備單機架功耗增加促使電源及空調(diào)設(shè)備技術(shù)變革促使供電空調(diào)系統(tǒng)機房整體變革機房、電源、空調(diào)系統(tǒng)重構(gòu)現(xiàn)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施制約ICT設(shè)備混合布署，造成機房整體功耗上升CT設(shè)備隨芯片集成度提升，路由器、OTN、BBU集中等單機架功耗上升到10kW以上機房布局沒有統(tǒng)一化，CT設(shè)備形態(tài)、供電、氣流組織沒有統(tǒng)一標準，造成局部熱點，能耗嚴重現(xiàn)有-48V直流供電系統(tǒng)供電半徑小，容量小，不能滿足大功率密度設(shè)備布署整個機房、電源、空調(diào)系統(tǒng)能力提升、效率提升驅(qū)動力驅(qū)動力驅(qū)動力5G BBU集中、傳輸OTN、路由器設(shè)備功率倍增，ICT設(shè)備混合布署演進；帶來機房供電、散熱挑戰(zhàn)14/23ICT設(shè)備供

7、電架構(gòu)：1路市電+1路備用電源（備用電源能夠是HVDC、UPS）運行模式：從并聯(lián)均分模式過渡到市電主用+熱備模式（市電直供）供電架構(gòu)變革15/23通信機房基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)思緒現(xiàn)存機房存在問題建筑制冷供電010203建設(shè)思緒1234業(yè)務(wù)驅(qū)動、增量先行存量逐步替換關(guān)鍵指標指導(dǎo)技術(shù)決定成本處理當前機房問題建設(shè)思緒16/23 通信機房處理方案-云艙通信設(shè)備DC化過程中，ICT設(shè)備混合布署，ICT設(shè)備尺寸、氣流組織不統(tǒng)一，造成局部熱點，能耗嚴重，引入云艙來處理這些問題。云艙采取通道密封，機柜隨意推入（機柜與通道密封件解耦）解耦密封通道由端門、端部側(cè)板、線槽、天窗、框架連接板、支撐立柱、底座（通?，F(xiàn)場制作）組

8、合而成（以下列圖），形成中間密封、兩側(cè)（下列圖左右兩邊）可推入機柜結(jié)構(gòu)組合體。網(wǎng)建部在已完成云艙1.0試點工作，計劃在2018年依據(jù)通信設(shè)備DC化進程，逐步改造貯備機房，布署云艙聯(lián)通現(xiàn)有機房具備氣流組織改造條件在歷年節(jié)能減排規(guī)劃中基本已經(jīng)改造完成，剩下機房存在氣流組織問題因為機房布置、設(shè)備及走線等問題已極難徹底改造，造成局部熱點、空調(diào)能耗高。提議與網(wǎng)建部門聯(lián)合在新建機房和設(shè)備過程中，對氣流組織問題嚴重、具備改造條件，采取云艙對現(xiàn)有機房進行逐步、滾動式改造17/23邊緣層匯聚機房供電構(gòu)建電源池，隨需擴容IT 服務(wù)器供配電&制冷系統(tǒng)PDU模塊模塊PDU模塊模塊模塊模塊UPSRackACAC/DCH

9、VDC/UPS&PDU業(yè)務(wù)擴容IT racks各子系統(tǒng)模塊隨業(yè)務(wù)增加柔性擴容，以最低能耗滿足業(yè)務(wù)所需18/23基站（有機房/室外柜）建設(shè)方案方案一：CU/DU、AAU共用基站電源系統(tǒng)需要做工作：原有電源、空調(diào)系統(tǒng)需擴容升級降低基站電池保障時長需要加裝設(shè)備，將送至AAU直流電穩(wěn)壓至57V應(yīng)用于CU/DU距AAU 50米以內(nèi)場景方案二：CU/DU使用基站內(nèi)電源系統(tǒng)，AAU采取5G智能電源供電需要做工作：原有基站電源、空調(diào)系統(tǒng)需擴容升級，但負荷需求比喻案一降低2/3；降低基站電池保障時長，降低幅度比喻案一低50%。應(yīng)用于CU/DU距AAU 超出50米場景GUGUGUGLGLGLLLLULULUL方案三： CU/DU、AAU共用室外柜電源系統(tǒng)需要做工作：新建室外柜，含電源、空調(diào)；應(yīng)用于室外柜與AAU可近距離放置場景AAUAAU19/23拉遠AAU：建設(shè)方案方案一AAU/電源/鋰電池方案二AAU/電源方案三AAU市電當?shù)亟尤敕桨敢唬篈AU由5G智能電源系統(tǒng)供電情況說明：AAU設(shè)備48V供電有電池保障有智能監(jiān)控方案二：AAU由5G智能電源系統(tǒng)供電情況說明：AAU設(shè)備48V供電無電池保障有智能監(jiān)控方案三：AAU由220V市電直接供電情況說明：AAU設(shè)備220V交流供電無電池保障供電情況無監(jiān)控現(xiàn)階段華為、中興無交流型AAU20/23邊緣層匯聚機房基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)關(guān)鍵原因電池保障等級