【摘要】：随着4G基站的大规模建设，城区站址获取难度加大，而农村地区基站供电不规范、供电能力，如何安全高可靠、低成本地解决基站电源供电保障问题，显得尤为重要。本文通过对直流远供系统的介绍，结合工程建设实践中的应用总结，探讨了直流远供技术在4G基站建设中的应用，以供大家参考。
【关键词】：4G；基站；直流远供；电源； 引言
随着4G网络建设的不断深入，伴随而来的拉远设备后备电源保障问题，已成为4G网络建设急需解决的难题之一。采用远程直流供电方式，能够根本上解决远端设备的安全供电，使得远端设备供电达到了电信级供电标准，避免了就地取电带来的纠纷，大大降低了后期运行维护费用，提高网络建设效益和降低网络运行成本。
一、直流远供系统组成
直流远供系统是直接将机房内稳定的-48V电源经远供电源处理升压后，以最大效率的方式通过光电复合电缆、或电力线直接给远方或接入端的通信设备供电。直流远供不受通信设备本地(接入端区域)任何市电停电情况的影响，相对于用电设备的室内机可称为永久性供电，直流远供可缩短通信设备断电时间。
直流远供系统主要由提供通信设备正常运行的直流电源系统、馈电线路、局端直流远供电源、远端降压适配器单元、局端与远端直接的复合光缆等组成[1]。其中局端设备是远供系统的核心，局端设备将机房内稳定的电能通过复合光缆、电力线缆输送至远端设备，为当地接电不便或供电不稳定的通信设备提供稳定可靠、经济的电源供应。直流远供系统具有输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护、回路保护等功能。当机房-48V电压髙于60V或低于40V时，局端设备停止输出。保证了局端设备的安全可靠或防止机房电池组放电过量，保证了电池组
的安全使用。当远端设备输出电压髙于DC400V时，远端设备保护，停止输出，保证了通信设备输入电压的可靠性。当经过传输电缆的电流大于额定值时，局端设备保护，停止输出，防止了电缆过热或损坏，保证了传输电缆的安全可靠。直流远供系统还有其它优点，比如：当传输回路部分或全部被破坏时，为确保维护人员与设备安全，系统切断髙压输出。当传输回路中某处电缆的正极与负极短接时，或者正极与负极任一极与大地短接时，为了保证设备和线路的安全，系统切断髙压输出。传输回路中，当有人接触或其他故障而产生线-地漏电流时，系统会切断局端的髙压输出，保证人身安全。而当点对多点的应用发生情况时，其中一设备有故障时不会影响到另一设备的正常运行。
二、直流远供技术特点
髙压直流远程供电系统采用的基础电源是机房带蓄电池保障的直流-48V供电系统，通过局端电源升压，将-48V升压到对地悬浮隔离的100-380V直流电压(减少线路损耗)，通过复合光缆将直流电源远距离传输，经远端电源保护监控并在远端再转换为-48V直流为负载设备供电。直流远供的供电源头是机房内标准且稳压的-48V电源，与市电完全隔离，与大地悬浮不构成回路，无漏电风险，供电独立性强。由于直流远供电源可永久性供电且无漏电风险，所以不必安装电力部门的电表、漏电保护开关，大体积UPS电源和与电力部门的协商施工等，大大减少了固定投人。
三、直流远供技术优势
直流远供系统在不同的使用环境下与传统的户外分散取电进行成本比较，可以基本得出：①当设备拉远距离大于200m时，宜采用直流升压供电方案;②考虑到综合成本因素，单回路负载总功率在1200W以下，拉远的电缆截面积不宜超过16mm;拉远距离不宜超过5km；③根据多数应用情况，模式距离在3km以内的，单回路总功率在2000W以下，线径为4、6、10方常用线缆，尤其在考虑光电复合电缆、通信专用电力铝缆等新型材料下，直流远供系统有非常大的投资优势。由于直流远供技术具有输电效率高、输电线路成本低（可与通信光缆和电缆同杆路、同管道敷设）、安全可控等优点，因此在通信网络中有着广阔的应用前景，并且在当前4G/5G基站建设中得到了广泛的应用。直流远供技术远程的供电方式，
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较适宜各种低功耗设备、室外型设备的供电，可较好地解决特定、特殊场景，无法获取电源的站点设备供电问题，可从根本上解决通信设备在依托市电供电中存在的各种固有问题[2]。
四、直流远供系统组网方式
常见的直流远供电系统组网方式有点对点、级联和一点对多点等，目前我们接触的通信工程建设中，点对点方式组网常应用于BBU安装在宏基站或接入机房内，RRU/直放站挂杆或安装在楼顶，级联方式组网常应用于铁路沿线，一点对多点方式组网常用于BBU+RRU的大型楼宇覆盖网络。直流远供电一般要求BBU至RRU的距离≤3km，传输电缆采用复合光缆或电力电缆[3]。
五、直流远供技术在4G基站建设工程中的实际应用 1、射频拉远单元(RRU)独立安装(点对点）
①应用场景。BBU安装在宏基站或接入机房内，RRU挂杆或安装在楼顶，距离BBU所在基站距离≤3km。②局端。输入电压为-48V，输出电压为DC250-400V并可连续调整，输出功率1500W，每个局端设备对应一个远端设备，安装在BBU所在的宏基站或接入机房内，取用该基站内-48V电源。③远端。输入电压DC250-400V，输出电压-48V或AC220V，输出功率300W，有防水外壳，可外挂于RRU设备下部，传输距离≤3km，传输电缆可采用复合光缆(铜芯截面积≤1.5mm)或电力线。④适用范围。市区不容易取电的，或交流电供电不稳定的RRU站点。⑤优点。可使选址方便，不受市电供电条件限制；可避免本地停电或蓄电池组故障而造成基站断电，可大大提髙网络服务质量；可节省户外UPS电源长期维护费用；可节省交流取电额外发生的用电费。
2、RRU(或光纤直放站)+小容量宏蜂窝基站
①应用场景。RRU(或光纤直放站)安装在宏基站内，此类宏基站位置偏远，取交流电不方便，或交流电不稳定，且用户数量较少。②局端。输入电压为-48V，输出电压为DC250-400V并可连续调整，输出功率≤3000W，采用N+1冗余备份方式，安装在该站附近的大容量宏基站内，取用该基站内-48V电源。③远端。输入
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电压为DC250-400V，输出电压为-48V或AC220V，输出功率≤800W，安装在该站标准机柜内，为该站所有设备供电，传输距离不限，传输电缆线径越大传输距离越远，传输电缆使用复合光缆或电力线。④优点。可节省取用交流电的髙额费用；可避免由于蓄电池组不能放电而造成的断站现象发生，可节省蓄电池组维护费用。 3、BBU+RRU用于大型楼宇网络覆盖(点对多点）
①应用场景。BBU安装在大型写字楼内，RRU安装在楼顶，距离BBU较近，该楼附近有大容量宏基站。②局端。输入电压为-48V，输出电压DC250-400V并可连续调整，输出功率3000W，采用N+1冗余备份方式，可直接安装在宏基站机柜内。③分配单元。完成DC\\DC(250-400V或320-400V)二次升压变换，输出功率3000W，采用多路输出，单路输出功率≤300W(可调整），输出电压≤380V(DC可调整），可直接为移动通信设备提供直流髙压电源。该设备为室内型，可安装在大楼内的光缆交接箱内，或室外型挂壁式安装。④远端。输入电压DC250-400V，输出电压为-48V或AC220V，输出功率300W，有防水外壳，可挂于通信设备下部。⑤传输距离。局端与分配单元之间的距离不宜太远，宜≤3km；分配单元与远端之间的距离一般较近，宜≤2km。⑥优点。可使选址方便，不受市电的影响；可避免本地停电导致基站断电，影响4G网络覆盖；可节省交流取电的额外费用。
六、结语
总之，直流远供技术作为4G基站建设中电源的保障，得到了越来越广泛的认可和应用，加快了工程建设进度，降低了建设和维护成本，能够很好地保障4G基站安全稳定可靠供电，为4G网络覆盖提供了强有力的支撑，取得了很好的社会经济效益。
【参考文献】：
[1]范翱杰.直流远供在4G分布式基站建设中的应用研究[J]中国新通信.2015(03)
[2]杨炯.直流远供技术应用分析[J]数字通信世界.2017(12)
[3]孙明金,钟声.直流远供技术在通信中的应用[J]数字技术与应用.2016(08)
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