5G网络供电方案探讨

2019-12-25 16:38:31 网络

2019年被认为是5G商用元年，5G网络的复杂性对供电系统的部署难度、能耗、可靠性及运营等带来新的挑战。

5G网络架构及主要特点

5G网络由于业务特性的原因，相对于4G网络有较大的变化。其中，5G核心网体现出两大特点，一是DC化，二是分级架构。而5G无线网络将BBU分解为CU和DU两个部分，使得5G时代的无线网络较4G更加灵活，也更加复杂，具体的网络架构详见下图。

图1：5G网络架构

· 三级DC架构：按业务特性，在不同位置部署逻辑网元，支持DC内和DC间资源共享，跨地域一张网。

· DU和CU分离：将BBU按照功能分为DU和CU两个物理部分，部署更加灵活。

· RRU和天线合一为AAU：AAU/DU/CU灵活部署，满足业务多样化需求。

在5G无线网络部分，CU和DU拆分后，AAU/DU/CU可以实现灵活部署，满足业务多样化需求。比较常见的有三种部署方式：D-RAN方式，CU云化&DU分布部署，CU云化&DU集中部署，具体结构详见下图。

一般来说，D-RAN部署主要适合于前期快速进行广域范围，CU云化&DU集中部署比较适合于城市热点区域的覆盖。

图2：5G无线网络部署方式

5G无线网络供电方案探讨

5G网络的复杂性对供电提出了新的挑战。首先，5G无线设备由于通道数大大增加，站点设备功耗相对于4G网络有较大幅度的增加。例如，一个比较典型的S111宏站，功耗由4G网络的1200W左右上升到5G网络的4000W左右，功耗大幅增加，这给电力引入和站址选择带来了新的挑战和困难。其次，5G站点的功耗大幅增加，且同等网络覆盖，站点密度也会增加，整个网络能耗非常大，因此对设备的效率提升和节能提出更高的要求。此外，5G网络与原来的网络共存，站点数量进一步增加，且设备种类也大大增加，对运营管理带来更大的挑战。最后，5G网络除了无线宽带业务外，还会有超高可靠、超低时延的URLLC业务，因此对供电的可靠性提出了更高的要求。基于此，中兴通讯对5G网络供电方案的思考如下。

D-RAN场景的供电方案

D-RAN是4G网络最常见的无线网络部署方式，5G网络中也会延续使用，它将DU/CU/AAU放在同一个物理地址，可以用一套电源产品对所有设备进行供电，相对来说产品比较成熟，使用较多。该方案中直流输出线缆要求16mm2，如果采用6mm2或10mm2的直流线缆，需要在直流电源输出侧增加DC/DC升压插箱，将48VDC升压到57VDC供给AAU设备。