[浅谈通信电源在通信网络基础设施中的重要作用]重要基础设施

时间：2019-05-19 03:17:52　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：通信电源是保证整个通信系统稳定运作的关键环节。而电源的基站除了重要的有人值守之外，大部分都分布在农村、市区、郊外等各种环境不一的地方。这部分基站的通信电源的质量比较差，维修不及时，极易引发事故，所以，要把这部分无人值守的基站电源作为建设重点，不断地提高其质量和安全。
　　关键词：通信电源；基站；避错设计；容错设计
　　中图分类号：S972.7+6 文献标识码：A
　　1 基站通信电源的历程与未来
　　1.1 基站通信电源的发展
　　1963年我国开始研制可控整流器，1965年开始研制逆变器和晶体管直流一直流变换器，80年代初期引进开关电源技术，中期开始把这一技术不断地推广到实践的操作当中去。后来由于这种技术在开关电源方面有着显著优势，所以开始在通信领域运用。目前，我国通信电源普遍采用高频开关电源。这种开关电源有着诸多的优点比如，易接受不同单位的电压，体积缩小，耗能低，利用率高等。
　　1.2 基站通信电源的未来趋势
　　随着通信行业的不断进步，通信基站数量的激增，对通信电源的要求也越来越全方位，具体的如下：
　　1.2.1 可靠性
　　由于基站分布的距离越来越远离城市，交通不便等因素导致，不能及时维修和检查，所以相对于可以有人时时检测的通信局站来比，它的可靠性要求度更高。
　　1.2.2 拓宽电源设备的输入电压适应范围
　　现存的国家标准规定的通信电源的输入电压范围为-15%～+10%，已经无法满足现行的输电要求，及时拓宽30%也是不能满足市场需求的，所以现在的首要问题是运用新的技术和设备，提高电压适应范围。
　　1.2.3 采用集中监控系统来提高工作效率
　　传统的人工检测基站模式已经不能适应现在的需求了。因为基站的数量在不断的增加，周期的检查耗费时间长，人力广，效率不高。针对这一问题，我国目前采用集中监控系统。这个系统在提高工作效率，节省资金投入的同时，还能及时准确的发现问题，保证了整个通信系统的稳定。
　　1.2.4 提高基站通信电源的过电压保护和防潮、防尘能力
　　由于大部分基站的地理位置偏僻，且处于无人状态，所以经常受雷电和暴雨的侵袭，雨后普遍潮湿，基站内部由于缺少人工打扫，也布满灰尘。这些小问题都是引发短路的主要原因。所以在初期对于过电压保护设计、防潮设计、防尘设计等方面都要引起足够的重视。首先电压保护设计，要做到保护元件的可更换性。其次是运用高科技防潮、防霉、防烟的设备和元件。
　　1.2.5 提高基站通信电源及其监控系统的智能化程度
　　为了适应不断增加的基站数量，我国普遍采用了集中管理分散式监控系统。这个系统的优势在于可以通过网络智能检测对基站的各种数值和状态实行即时检测，同时监控模块还可对电池进行全自动管理。这样，当设备出现异常状况时，监控系统就会出现预警，维修人员不必到事发现场，可以采用远程输入数据的方式，对异常情况进行及时处理。一方面提高了工作效率，另一方面也能防患于未然。
　　2 避错设计及容错设计方法介绍
　　2.1 避错设计指通过加大功率器件参数的设计余量，提高电子元器件的可靠性、优化系统结构等措施来提高系统的性能的设计方法。
　　提高元器件的可靠性：电子元器件是组成通信系统的主要部分，因此提高通信系统的可靠性关键在于提高电子元件的可靠性。主要的方式就是引进和使用高科技的电子元件，提高整体的质量，并定期对电子元件进行检测和数据监控，对出现老化和损坏的电子元件及时更换，保证整组元件的可靠性。
　　2.2 系统结构的优化设计
　　2.2.1 简化系统结构。所谓的系统结构也是指电子元件，要在不影响系统的性能的前提下，尽量的减少元件的数量，数量的较少，对于检测和维修都是简捷的。
　　2.2.2 采用固定结构备份。对某些重要的子系统，如电源模块必须采取数据备份，在数据缺失或者出现问题的情况下可以继续维持系统的稳定运行，尽量减少损失。
　　2.2.3 采用带有自动切换装置的待机结构备份。这种结构有着双重的优缺点，优点在于当某一个子系统出现异常时，系统会自动的切换到有数据备份的子系统上去，减少了对整个通信的影响，缺点是必须要增加一套辅助的设备，增加了管理的费用。
　　2.3 容错设计是指在通信电源系统中故障发生时，使故障的影响能够降到最低甚至是抵消。从而使在故障的状态下，系统也能保证正常运作。
　　3 提高基站通信电源可靠性的有效途径
　　提高基站通信电源可靠性的方式多种多样，具体的如下：
　　3.1 通过避错设计技术来提高通信电源的可靠性。在允许的经济条件下，尽量的采用高技术，高品质的电子元件，即使这样也不能做到零故障，而且不能过分的增大电子元件的成本，而降低其他设备的费用。
　　3.2 相比于比错设计的局限性，容错设计在提高通信电源的可靠性，消除故障方面有着更大的优势。基本上影响通信电源可靠性低二因素有高频开关电源模块、电源监控等。解析冗余容错技术是充分利用系统不同元件之间的冗余，当某些元件出现故障时，调动其相应的冗余部件，保证系统在允许数值之内，进行小功率运作，进而保证在出现状况和维修指之间的空挡继续维持系统运行。这种技术不但节省了成本还被实际检验为可行，所以目前普遍的被运用。
　　3.3 基于故障检测与诊断技术的容错设计
　　任何科学合理的预防措施和避免方式都不能做到绝对的通信系统的无故障运作。因此在预防的前提之下，还要不断地提高故障诊断技术。故障检测必须要运用到日益成熟的网络设备。具体的就是通过网络监测，把出现故障的元件及时隔离，或者利用可代替的元件，维持系统的短时间正常运行，为维修提供时间，其次还能将异常数据及时的反映到主机之上，工作人员可以及时的对异常数据进行分析和处理，在最短的时间内进行调整，大大的缩短事故的解决时间，提高工作效率。
　　4 通信电源系统的可靠性、可维性与可用性设计方案
　　目前的基站的现状决定对通信电源提出了多层次的更高要求。
　　4.1 基站通信电源的可靠性设计
　　 4.1.1 将电源模块的交流输入电压范围提高至±30%。
　　4.1.2 电源模块采用自然冷却方式，减少持续运作引发的设备高温给元件带来的耗损，延长设备使用寿命。
　　4.2 基站通信电源系统的可维性设计
　　为了使得发生故障之后的维修及时而简便需要采取以下措施：
　　4.2.1 电源模块的安装方式采用带电插拔式，电源模块在任何状态下可任意插入和拔出。电源模块动态识别电路技术的运用，使得这个要求变为可行。电源的带电插拔可以提高维修的作业效率同时降低维修难度。
　　4.2.2 基站通信电源系统监控的故障诊断功能为电源系统的维护提供方便。系统监控的引用可以将出现故障的数据及时反映给工作人员进行分析，从而迅速采取有效的解决措施。
　　4.3 基站通信电源系统的可用性设计
　　基站通信电源系统的可用性设计有着以下几个方面的要求：
　　4.3.1 电源模块的带载特性。对于基站调整时出现的空载状态，我们对电源模块的电路拓扑及控制电路进行了改进，使电源系统可以在空载状态下长期运行，48W50A电源模块的空载损耗小于20W，轻载时的效率得到提高。
　　4.3.2 电源模块的缺相运行特性。基站的输入电源缺相状况时有发生，为了防止这一现象我们普遍采用建立立即保护和关闭两个模块。同时我们还要保证在系统发出缺项预警时，必须保证自身的继续运行，不至于给通信系统带来停机的重大损失。
　　参考文献
　　[1]智宇.先进通信电源技术发展与应用研究[J].北京邮电大学2010-04-30.
　　[2]黄恩伦，安强新，曹丰年.通信电源及其控制方法[J].华为技术有限公司，2011-10-12.

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