大容量高密度是核心機(jī)房電源需求的趨勢(shì)
隨著移動(dòng)通信和寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)正趨向于扁平化，減少匯聚層次和匯聚節(jié)點(diǎn)，設(shè)備越來(lái)越集中到核心機(jī)房。核心機(jī)房的主設(shè)備一般包括骨干傳輸、匯聚、交換等設(shè)備。在固網(wǎng)寬帶方面，隨著寬帶中國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，F(xiàn)TTx的建設(shè)全面鋪開(kāi)，網(wǎng)絡(luò)扁平化已經(jīng)成為光纖接入網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，OLT的部署上移，被優(yōu)先放置在端局傳輸機(jī)房，位置與匯聚交換機(jī)相近；而移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，2G、3G、LTE融合為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，RNC設(shè)備和功能上移，放置在匯聚及核心設(shè)備機(jī)房中。通信網(wǎng)絡(luò)這些發(fā)展變化對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)提出了新的要求，核心機(jī)房功耗增加，機(jī)房供電的需求在上升。核心機(jī)房主設(shè)備集中化要求核心機(jī)房電源發(fā)展也隨之匹配，需要功率更大且可靠性高的電源。
同時(shí)因核心機(jī)房空間有限，體積(占地)小、容量大、高功率密度的電源是未來(lái)主流的需求。很多大型通信核心機(jī)房設(shè)置在城區(qū)人口密集、通信話務(wù)量較多的地區(qū)，這些地區(qū)機(jī)房均為早期蓋成，空間已經(jīng)確定，擴(kuò)容已經(jīng)成了頭疼的問(wèn)題。同時(shí)因?yàn)闄C(jī)房制冷方式的改進(jìn)（如精確制冷，地板下送風(fēng)，氣流組織等），目前主設(shè)備單機(jī)架可承受更高的功率密度，安裝更多的設(shè)備，因此同等面積的動(dòng)力機(jī)房也需提供更多的電力供應(yīng)。如果電源能夠體積小高密度，將會(huì)解決運(yùn)營(yíng)商的大問(wèn)題。
核心機(jī)房要求電源：高可靠、高效、智能、可柔性擴(kuò)容
1、高可靠是核心機(jī)房電源立足之本，任何停電狀況都需保障連續(xù)供電。核心機(jī)房的主設(shè)備承載的業(yè)務(wù)種類(lèi)較多，規(guī)模比較大，核心機(jī)房停電后損失巨大。大型核心機(jī)房，除包括MSC server / MGW，HLR， SGSN /GGSN傳輸及匯聚設(shè)備之外，還會(huì)有BSS業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)、OSS運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)、CS客戶服務(wù)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)平臺(tái)(如智能網(wǎng)、短信和WAP等)、增值應(yīng)用系統(tǒng)等。核心機(jī)房承載的業(yè)務(wù)覆蓋用戶范圍大，如地市級(jí)核心機(jī)房，承載的是地市與外界通信業(yè)務(wù)，而省會(huì)城市大型核心機(jī)房，承載省內(nèi)各地市通信業(yè)務(wù)以及本省與全國(guó)的通信業(yè)務(wù)。一旦停電，大面積用戶業(yè)務(wù)中斷，自身及客戶經(jīng)濟(jì)損失巨大。如今年十月中旬新聞報(bào)道，網(wǎng)絡(luò)零售商凡客誠(chéng)品促銷(xiāo)期間，機(jī)房故障停電半天，損失估計(jì)在千萬(wàn)元以上。一旦停電，網(wǎng)絡(luò)及傳輸中斷，社會(huì)影響大，運(yùn)營(yíng)商聲譽(yù)受損。
2、高效節(jié)能低損耗是當(dāng)前大電源的主要需求方向。
節(jié)能減排具有重要的社會(huì)效益，中國(guó)十二五規(guī)劃中對(duì)通信行業(yè)提出了明確的節(jié)能降耗的目標(biāo)，三大運(yùn)營(yíng)商都宣布了自己的節(jié)能目標(biāo)：如中移動(dòng)承諾，2012年比2008年 能耗CO2排量降低20%；中國(guó)電信承諾,2012年比2009年單位能耗CO2排量降低30%。不僅中國(guó)，全球大運(yùn)營(yíng)商都制定了相應(yīng)的節(jié)能減排目標(biāo)：沃達(dá)豐能耗目標(biāo)，2020年比2006/07年，CO2排量降低50% ；Telenor能耗目標(biāo)，2016年比2007CO2排量降低40% ；BT（英國(guó)電信）能耗目標(biāo)，2020年比1996年CO2排量降低80%等等。
節(jié)能是企業(yè)自身降低運(yùn)營(yíng)成本、增加利潤(rùn)的需求。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)核心機(jī)房大電源約為5萬(wàn)套，建設(shè)時(shí)間較早，效率在85%左右，如果換成效率96%的高效電源，以平均每套負(fù)載功率按5萬(wàn)瓦計(jì)算，如果全部換成高效電源，年可節(jié)約電費(fèi)將超過(guò)25億度，可為運(yùn)營(yíng)商節(jié)約大量運(yùn)營(yíng)成本。
另外， 電源高效可間接帶來(lái)能耗節(jié)省和設(shè)備可靠性增加。電源效率提高，相應(yīng)的發(fā)熱量減少，這也為運(yùn)營(yíng)商節(jié)約了機(jī)房制冷的費(fèi)用，這部分費(fèi)用如果計(jì)算起來(lái)，至少有12億以上。同時(shí)，發(fā)熱量的減少還可使系統(tǒng)電子器件的工作溫度降低，可靠性和壽命增加。根據(jù)電子器件的運(yùn)行規(guī)律，環(huán)境溫度每升高10攝氏度，主要功率器件備壽命減半，電子器件溫度的降低會(huì)使系統(tǒng)壽命增加，也會(huì)給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)CAPAX的節(jié)省。
3、智能管理可進(jìn)一步提高電源系統(tǒng)安全性、節(jié)能并降低電源的維護(hù)成本。
對(duì)于開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，智能化管理有多方面作用：
- 提高系統(tǒng)可靠性。監(jiān)控管理可對(duì)電量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，比如輸入輸出電壓、電流、系統(tǒng)帶載狀況等，對(duì)電源系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視并告警，如模塊過(guò)溫、模塊故障、模塊缺失等。一旦出現(xiàn)故障，及時(shí)上報(bào)，同時(shí)隔離問(wèn)題模塊。同時(shí)對(duì)電池多種測(cè)試功能，確保系統(tǒng)備電可靠性。
- 智能管理可延長(zhǎng)電池壽命，電源系統(tǒng)可對(duì)電池進(jìn)行充放電管理 ，電池充電限流、溫度補(bǔ)償、通過(guò)這些管理手段延長(zhǎng)電池壽命，并可顯示電池剩余容量。
- 智能管理可降低維護(hù)的成本，提高維護(hù)效率。電源的監(jiān)控信息可通過(guò)各種傳輸方式納入機(jī)房動(dòng)力環(huán)境管理系統(tǒng)中，與運(yùn)營(yíng)商的管理系統(tǒng)融合，更快發(fā)現(xiàn)、定位并解決網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備故障，提高電源管理維護(hù)效率。
4、機(jī)房的不斷增長(zhǎng)的主設(shè)備供電需求，要求電源有良好的平滑擴(kuò)容能力。機(jī)房通信設(shè)備非一步到位，而是逐步部署的，這要求與之匹配的電源系統(tǒng)除了需要大容量外，還需平滑擴(kuò)容能力。
核心機(jī)房在網(wǎng)老舊大電源存在的問(wèn)題
在網(wǎng)大電源超過(guò)20%已使用超過(guò)十年，到了設(shè)備老化期，正處于高故障率的風(fēng)險(xiǎn)期 。超期服役的老舊電源，在壽命后期存在多種故障風(fēng)險(xiǎn)，如器件老化導(dǎo)致電解電容干涸、電容值退化容易過(guò)熱、過(guò)壓，電容在惡劣情況下，易失效；整流模塊內(nèi)部壓敏型器件承受多次電網(wǎng)過(guò)電壓或雷擊過(guò)電壓，漏電流加大，在超過(guò)工作壽命情況下，易發(fā)熱；在雷擊情況下，不能滿足防雷要求，易失效；風(fēng)扇壽命到期，易出現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速慢或堵轉(zhuǎn)，導(dǎo)致模塊過(guò)熱和風(fēng)扇故障； 電阻阻值偏移，在長(zhǎng)期有灰塵情況下，易出現(xiàn)短路或開(kāi)路故障。 若出現(xiàn)多個(gè)器件同時(shí)失效，會(huì)導(dǎo)致電源故障，出現(xiàn)不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。
老舊電源維護(hù)難。隨著電源產(chǎn)品的更新?lián)Q代，原有的電源模塊可能不再生產(chǎn)，備件缺失，或者電源的備件價(jià)格非常昂貴。甚至在多年激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及淘汰下，有些電源廠家已不復(fù)存在，無(wú)法進(jìn)行售后服務(wù)。
老舊電源更換難。
- 核心機(jī)房設(shè)備重要性高，電源動(dòng)一發(fā)而牽全身，更換不好會(huì)導(dǎo)致重要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中斷。所以對(duì)于更換，運(yùn)營(yíng)商比較謹(jǐn)慎。
- 目前在電源的管理規(guī)定方面，雖然在移動(dòng)的維護(hù)規(guī)范中有開(kāi)關(guān)電源12年更換周期規(guī)定，但是并沒(méi)有強(qiáng)制的退網(wǎng)機(jī)制，用戶出于節(jié)省投資的考慮，只要還能使用的電源，并不急于更換。
- 老舊電源割接困難（準(zhǔn)備時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)月）；一旦出現(xiàn)割接事故會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)大面積癱瘓。
在網(wǎng)核心機(jī)房老舊電源效率低，電力損耗嚴(yán)重。十年以前的電源，受限于當(dāng)時(shí)的電子技術(shù)，電源實(shí)際效率普遍在85% 左右，與現(xiàn)在高效電源96%效率相差非常大。目前國(guó)內(nèi)在網(wǎng)核心機(jī)房高效電源幾乎沒(méi)有應(yīng)用，導(dǎo)致電力大量浪費(fèi)。同時(shí)，很多開(kāi)關(guān)電源初期設(shè)計(jì)時(shí)配置過(guò)大，電源負(fù)載率在30%以下，也是導(dǎo)致電源實(shí)際應(yīng)用時(shí)效率較低的原因，電源效率指標(biāo)跟電源負(fù)載率密切相關(guān)，電源負(fù)載在50%之上，才會(huì)達(dá)到標(biāo)稱(chēng)的效率。
小結(jié)
鑒于核心機(jī)房的特殊安全地位和目前的現(xiàn)狀，在選擇機(jī)房電源時(shí)，建議綜合考慮幾個(gè)方面，首先保證電源可靠性，優(yōu)先選擇具備大功率電源極端測(cè)試條件的供貨商，通過(guò)系統(tǒng)的MTBF和可用性及失效率等指標(biāo)選擇高可靠電源。其次盡量選用轉(zhuǎn)換效率高的電源系統(tǒng)，尤其是低負(fù)載率情況下效率高的電源，以節(jié)約能源。再次考慮選擇電源系統(tǒng)有較大功率密度和平滑擴(kuò)容能力，在節(jié)約占地的情況下，可提供更大的供電能力。同時(shí)也可考慮選擇供貨商既生產(chǎn)通信主設(shè)備，又生產(chǎn)電源設(shè)備，對(duì)主設(shè)備電源需求非常了解，可快速響應(yīng)電源變化的需求。另外要針對(duì)供貨商的綜合實(shí)力進(jìn)行考察，保證電源壽命期的售后服務(wù)和元器件的供應(yīng)。最后，售后安裝服務(wù)也是重要的方面，尤其是在老舊電源替換工程中，選擇有實(shí)力、有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)服務(wù)人員，制定詳細(xì)而有保障的割接實(shí)施方案，保障通信安全。
