
一 概述
GSM和CDMA等移動通信系統(tǒng)已經(jīng)在世界各國大規(guī)模應(yīng)用,一般MSS作為移動交換中心集中于系統(tǒng)主機房,而數(shù)量龐大的移動通信方艙基站分散分布于需要信號覆蓋的地方。經(jīng)過大量移動通信方艙基站的建設(shè),各移動運營商都積累起了豐富的機房建設(shè)經(jīng)驗,可是一直沒有形成一個統(tǒng)一的方案,也沒有形成一個專業(yè)的一體化解決方案。而機房和各種動力及監(jiān)控設(shè)備在整個基站系統(tǒng)里并不是獨立的,相互之間有著非常緊密的互動關(guān)系,它們良好的互聯(lián)互動配合是為移動通信方艙基站提供不間斷、優(yōu)質(zhì)、可靠的交流、直流動力的關(guān)鍵,并直接影響到后期的系統(tǒng)維護管理工作。鑒于此,我們推出了移動通信方艙基站建設(shè)的一體化
升降桿解決方案。

二 移動通信方艙基站一體化解決方案構(gòu)成
1.可拆卸式通信方艙基站
方艙具有靈活的可運輸性和對野外惡劣環(huán)境的適應(yīng)性,最初出現(xiàn)時主要用于軍用裝備。隨著通信事業(yè)的飛速發(fā)展,方艙也逐漸被應(yīng)用于移動通信等領(lǐng)域??刹鹦妒酵ㄐ欧脚摶局苯又糜趹敉馐褂茫瑹o需建設(shè)固定機房,搬遷靈活、運輸方便、建設(shè)迅速,外形美觀,能夠適應(yīng)各種氣候條件,可大幅降低機房建設(shè)和維護費用,縮短網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期,應(yīng)用于移動通信方艙基站是移動通信網(wǎng)建設(shè)的理想選擇。
作為移動通信方艙基站機房一體化系統(tǒng)里的方艙,綜合設(shè)計包括一體化配套的附屬設(shè)施和外部接口。附屬設(shè)施包括通風扇組、室內(nèi)配線架、走線槽、集中接地排、照明、消防等;外部接口包括天饋電纜接口、Abis接口、交流電源輸入、太陽能供電輸入(需要配置時)、接地系統(tǒng)引入、換新風口、空調(diào)室外機接口和動力環(huán)境監(jiān)控接口。
一個典型應(yīng)用于移動通信方艙基站的可拆卸式方艙尺寸是4m×3m×2.7m(長×寬×高)。
2.動力配電系統(tǒng)
動力配電系統(tǒng)主要包括交流穩(wěn)壓電源、多路交流輸入切換和交流電源分配。在市電質(zhì)量惡劣的情況下配置交流穩(wěn)壓電源,如市電的電壓變化范圍超過單相220V±20%或三相380V±20%時,使用交流穩(wěn)壓電源可有效提高交流輸入質(zhì)量。交流電源輸入切換裝置一般在具有應(yīng)急交流輸入(如柴油發(fā)電機)時配置,根據(jù)不同的要求可選擇自動切換或手動切換方式。交流電源分配部分主要包括高頻開關(guān)電源分路、空調(diào)器分路、照明分路和備用插座分路等。
交流穩(wěn)壓電源的容量選擇依據(jù)主要考慮高頻開關(guān)電源和空調(diào)器的最大輸入功率并乘以1.5~2的安全系數(shù)。

3. 交流不間斷供電系統(tǒng)
交流不間斷供電方案采用柴油發(fā)電機應(yīng)急供電,某些必須具有高可靠性的、純凈的、穩(wěn)定的交流電輸入要求的設(shè)備(如采用衛(wèi)星傳輸?shù)男l(wèi)星收發(fā)信機)還要使用適當容量的UPS或逆變電源供電。柴油發(fā)電機根據(jù)需要可以選擇固定安裝型的(需要增加柴油發(fā)電機機房)、室外型的或者車載移動型的(多個通信基站巡回式共享)。
柴油發(fā)電機容量的選擇依據(jù)和交流穩(wěn)壓電源基本一致,但是根據(jù)具體情況可以不考慮空調(diào)器的供電容量。
4. 直流不間斷供電系統(tǒng)
為保證移動通信方艙基站收發(fā)信臺等設(shè)備的安全運行,直流供電系統(tǒng)必須永不間斷,要求配置高可靠性的高頻開關(guān)電源和適當容量的高性能蓄電池組。高頻開關(guān)電源由一定容量的單體開關(guān)整流模塊按照N+1熱備份方式組合而成,并且要對蓄電池組的充、放電過程進行智能化控制管理。蓄電池組選擇免維護的閥控式密封鉛酸蓄電池一組或兩組,可根據(jù)容量選配2V或12V蓄電池單體。相比較而言,2V的蓄電池單體性能優(yōu)于其他系列,故條件容許的情況下都選擇2V蓄電池單體。
高頻開關(guān)電源和蓄電池的容量計算是相互緊密配合的,先根據(jù)直流負載總電流和需要蓄電池持續(xù)供電的時間估算蓄電池總?cè)萘?,蓄電池總?cè)萘枯^大時盡量拆分為兩組以提高系統(tǒng)可靠性,然后由蓄電池要求的最大充電電流與負載總電流之和選擇恰當?shù)母哳l開關(guān)電源系列,并依據(jù)N+1熱備份原則確定單體開關(guān)整流模塊的數(shù)量。

5. 機房環(huán)境空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)
移動通信基站對空氣環(huán)境質(zhì)量的要求可以比交換中心機房低一些,采用適應(yīng)通信系統(tǒng)的普通舒適性空調(diào),按照1+1備份和分時輪換工作相結(jié)合控制運行,并將消防設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng)進行聯(lián)動控制。交流電輸入無法充分保障時還要與方艙的直流通風換氣扇控制結(jié)合,以保證在交流電長時間停電時的應(yīng)急通風散熱。
空調(diào)的容量選擇依據(jù)換氣量計算和機房熱負荷計算。換氣量由機房容積和每小時空氣循環(huán)次數(shù)決定,機房熱負荷包括建筑結(jié)構(gòu)熱負荷和設(shè)備熱負荷兩方面。確定機房熱負荷一般根據(jù)基站的地理位置、氣候條件、建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)和設(shè)備種類、數(shù)量、效率等情況采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)法進行計算。
6. 太陽能供電系統(tǒng)
太陽能電池發(fā)電直接利用無處不有、取之不盡的太陽能,不消耗工質(zhì)、不排放廢物、無轉(zhuǎn)動、無噪聲,是一種理想的清潔安全新能源。能源專家們預(yù)測:太陽能電池的應(yīng)用將在21世紀中葉進入全盛時期,成為人類的基礎(chǔ)能源之一。太陽能供電系統(tǒng)在使用上具有結(jié)構(gòu)簡單、易安裝、建設(shè)周期短,維護簡便甚至免維護,使用壽命長等優(yōu)點。在能夠接受太陽能輻射量較高的地區(qū),無電或者缺電地區(qū),很適合建設(shè)太陽能供電系統(tǒng)。移動通信基站一般建在較高的建筑物或者山坡上,接受太陽能輻射量相對較高,而且很多偏遠地區(qū)存在無電或者缺電的情況,所以太陽能供電系統(tǒng)應(yīng)用于移動通信基站是很理想的。
單一的太陽能供電系統(tǒng)主要由太陽能電池方陣、蓄電池組、控制器、逆變器等組成,如果作為一種補充能源則可結(jié)合直流不間斷供電方案中的蓄電池和交流不間斷供電方案中的逆變器。太陽能電池方陣是將多組串、并聯(lián)而成的太陽能電池組件組合起來的陣列,提供通信系統(tǒng)所需的+24V或-48V輸出。控制器是連接太陽能電池方陣、蓄電池組、集中監(jiān)控系統(tǒng)和直流負載的中心,控制多路太陽能電池方陣的依次接通或切離,從而對蓄電池逐級限流充電。
能電池方陣和蓄電池組的容量設(shè)計:根據(jù)當?shù)氐奶柲埽ㄈ照眨┵Y源,是否與其他能源供應(yīng)形式互補、負載大小等情況確定。

7. 防雷接地系統(tǒng)
移動通信基站一般建在較高的建筑物或者山坡上,基站天線架設(shè)在更高的鐵塔上,鐵塔和基站機房都容易成為雷云對地放電的接閃通道。在防雷和接地系統(tǒng)設(shè)計或建造不恰當?shù)幕?,雷擊過電壓尤其是功率強大的雷電電磁脈沖對基站設(shè)備的損壞非常嚴重。大量的慘痛教訓告訴我們,加強移動通信基站對雷電的防御能力,減少雷擊災(zāi)害損失,必須結(jié)合基站建筑結(jié)構(gòu)及移動通信基站的專業(yè)特點進行綜合的防雷和接地系統(tǒng)設(shè)計。
除了鐵塔、天饋等做好可靠的防雷接地之外,還要在交流供電系統(tǒng)采用三級過電壓保護裝置(SPD)按照一定距離要求進行分級防護。接地是防雷系統(tǒng)的重要方面,受到雷擊損害的基站除了防雷措施問題外,往往是沒有做好良好的接地,或者接地線的連接布局不合理。
系統(tǒng)的第一級避雷器設(shè)計通流容量一般為100KA,在交流電進入機房側(cè)就近接入。第二、三級避雷器緊密結(jié)合于移動方艙和高頻開關(guān)電源中。
8. 動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)
動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)逐漸成為通信行業(yè)新的維護管理手段,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種通信網(wǎng)絡(luò)。尤其是對于龐大的移動通信網(wǎng),很多移動通信基站處于城市邊緣或山區(qū),采用傳統(tǒng)的維護管理方式將使運營方陷入被動的局面。綜合起來,移動通信基站一般具有如下特點:站點多、傳輸資源有限、動力設(shè)備種類和數(shù)量少、電力網(wǎng)供電不穩(wěn)定、環(huán)境惡劣,而且普遍是無人值守。所以動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是移動通信基站的迫切需要。
動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)主要對移動通信基站的動力設(shè)備包括高低壓配電、開關(guān)電源、UPS、蓄電池組、油機、空調(diào)等設(shè)備運行情況并結(jié)合移動方艙對各種環(huán)境狀況進行監(jiān)測、控制和管理,并靈活利用多種傳輸方式進行監(jiān)控組網(wǎng)。

三 移動通信基站一體化解決方案優(yōu)點
移動通信基站一體化解決方案囊括了基站方艙、安全防護、消防、環(huán)境、交流供電和直流供電等各個方面,可全面滿足各種移動通信設(shè)備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、噪音干擾、安全保安、防漏、隔熱、電源質(zhì)量、振動、防雷和接地等的要求。
相對于傳統(tǒng)的分散采購、分散建設(shè)和分散管理模式,全面的、整體的、一體化的解決方案和一站式服務(wù)可為客戶節(jié)省人力投入、縮短工程建設(shè)周期,提升客戶的核心競爭力。
移動通信基站房一體化解決方案充分考慮并利用了各種分系統(tǒng)之間的緊密配合關(guān)系,不僅有效保證了移動通信基站的整體安全和可靠性,而且還可避免一些不必要的重復(fù)投資。
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