摘 要：本文從現(xiàn)有W-LAN組網(wǎng)架構(gòu)、現(xiàn)有供電方案存在問題、直流遠(yuǎn)供技術(shù)原理、直流遠(yuǎn)供設(shè)備功能、直流遠(yuǎn)供技術(shù)應(yīng)用案例等方面進(jìn)行分析，論述了W-LAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中采用直流高壓遠(yuǎn)程供電技術(shù)解決末端設(shè)備供電問題的方案。

關(guān)鍵詞：W-LAN 直流高壓遠(yuǎn)程供電 解決方案

中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（b）-0132-04

無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network）是以射頻無線電波通信技術(shù)構(gòu)建的局域網(wǎng)，雖不采用纜線，但也能提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。無線數(shù)據(jù)通信不僅可以作為有線數(shù)據(jù)通信的補(bǔ)充及延伸，而且還可以與有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境互為備份。這種無線建網(wǎng)與高速網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)近幾年來受到廣泛的關(guān)注并發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)市場(chǎng)上一個(gè)耀眼的亮點(diǎn)。

在W-LAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，末端用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)備的安裝選址一直是一個(gè)難點(diǎn)，同時(shí)帶來的就是設(shè)備供電辦理問題。對(duì)于W-LAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在規(guī)劃設(shè)計(jì)期如何做好全網(wǎng)覆蓋，解決站點(diǎn)選址和設(shè)備供電，保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，尚待進(jìn)一步研究。

1 W-LAN組網(wǎng)架構(gòu)分析

當(dāng)前，W-LAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中廣泛采用FAT AP方案，該方案具有低成本，高帶寬，終端普及率高，熱點(diǎn)覆蓋快速簡(jiǎn)單，充分利用承載網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)點(diǎn)。見圖1所示。

該種方案中，用戶側(cè)通過匯聚交換機(jī)、接入交換機(jī)和AP設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，而以上網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)備的供電問題，成為了目前W-LAN建設(shè)中的一個(gè)瓶頸。當(dāng)前采用的方案為就近取用市電，但其弱點(diǎn)很明顯：取電協(xié)調(diào)困難，市電穩(wěn)定性無法保證，后期維護(hù)量大。嚴(yán)重影響了W-LAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的速度和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

2 解決用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)備供電的方案

在W-LAN系統(tǒng)末端網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)備供電問題解決方案中，直流高壓遠(yuǎn)程供電方案是優(yōu)選之一。直流高壓遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)由局端設(shè)備、遠(yuǎn)端設(shè)備和傳輸線纜組成。局端設(shè)備是遠(yuǎn)供系統(tǒng)的核心，將取自開關(guān)電源的直流-48 V電源隔離升壓到250～400 V（DC/DC隔離升壓）輸出，具備完整的人身和設(shè)備安全保護(hù)功能和系統(tǒng)監(jiān)控功能；遠(yuǎn)端設(shè)備將局端傳輸至的直流高壓變換成穩(wěn)定的DC48V/280V，AC220V，根據(jù)受電設(shè)備不同電壓等級(jí)選擇不同型號(hào)遠(yuǎn)端設(shè)備；局端與遠(yuǎn)端之間既可以使用復(fù)合光纜，又可以使用專用電纜連接，完成直流高壓電源的遠(yuǎn)程傳輸，為基站通信設(shè)備供電，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

在實(shí)際應(yīng)用中，局端設(shè)備安裝在距離熱點(diǎn)用戶最近宏基站/模塊局機(jī)房，要求機(jī)房具備開關(guān)電源和蓄電池組；遠(yuǎn)端設(shè)備側(cè)，根據(jù)接入交換機(jī)和AP設(shè)備電壓等級(jí)，可以選擇：（1）局端輸出直流高壓直接為交換機(jī)和AP設(shè)備供電，要求受電設(shè)備輸入電壓大于直流300 V情況下可正常工作，如圖3所示；（2）對(duì)于輸入電壓大于直流300 V不能正常工作的受電設(shè)備，在受電設(shè)備側(cè)安裝遠(yuǎn)供遠(yuǎn)端，降壓輸出直流260 V，為受電設(shè)備供電，如圖4所示。根據(jù)局端至遠(yuǎn)端傳輸距離和路由情況，可以選擇復(fù)合光纜或?qū)Ｓ娩X纜：距離較近，新建站址可以選用復(fù)合光纜，節(jié)省管道資源，方便施工；距離較遠(yuǎn)，電源改造站址可以選用專用鋁纜，節(jié)省投資。負(fù)載功率、傳輸線纜截面積與傳輸距離間關(guān)系如表1所示。

3 直流遠(yuǎn)供設(shè)備功能

3.1 局端設(shè)備

3.1.1 電氣特性

（1）模塊化設(shè)計(jì)，功率模塊和控制單元支持在線熱插拔。

（2）主功率部分采用DC/DC隔離升壓方式。

（3）輸出電壓250～400 V連續(xù)可調(diào)。

（4）可實(shí)現(xiàn)多套系統(tǒng)并機(jī)使用。

（5）輸出側(cè)具備獨(dú)立防雷模塊，防雷等級(jí)40 kA。

（6）控制單元和防雷模塊并接入系統(tǒng)，損壞后不影響設(shè)備正常輸出。

（7）系統(tǒng)具備告警記錄存儲(chǔ)和查詢功能。

（8）完整的保護(hù)功能和監(jiān)控功能，具備RS485通訊接口和干接點(diǎn)。

（9）人身安全保護(hù)功能。

直流電相較于交流電安全：直流電流比交流電流易于擺脫；產(chǎn)生相同的刺激效應(yīng)，恒定的直流電流強(qiáng)度要比交流電流大2～4倍；人體對(duì)直流電承現(xiàn)的阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于交流電；人體對(duì)28～300 Hz的交流承現(xiàn)有共振現(xiàn)象，對(duì)直流不會(huì)有共振現(xiàn)象。

采用懸浮式供電與大地隔離：若人身不慎接觸到供電線路單極時(shí)，由于對(duì)地不構(gòu)成環(huán)路，不會(huì)有電流流過人體。

“開路”保護(hù)功能：當(dāng)傳輸回路（正極或負(fù)極電纜）部分或全部被破壞時(shí)，系統(tǒng)切斷高壓輸出，輸出線路檢測(cè)電壓≤40 V，線路無高壓，保護(hù)時(shí)間≤30 ms，維護(hù)人員觸電幾率很小。

“短路”保護(hù)功能：當(dāng)傳輸回路中，某處電纜的正極與負(fù)極短接時(shí)，系統(tǒng)切斷高壓輸出，輸出線路檢測(cè)電壓≤40 V，線路無高壓，保護(hù)時(shí)間≤30 ms，可防止線纜過熱。

“漏電”保護(hù)功能：當(dāng)遠(yuǎn)供回路任何一處對(duì)地絕緣阻抗下降，產(chǎn)生對(duì)地電流（≥2 mA），系統(tǒng)切斷局端高壓輸出，輸出線路檢測(cè)電壓≤40 V，保護(hù)時(shí)間≤30 ms，維護(hù)人員無觸電的可能。

（10）設(shè)備安全保護(hù)功能。

輸入過壓、欠壓保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)間≤50 ms。

輸出過壓保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)間≤20 ms。

輸出過載保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)間≤50 ms。

（11）防雷保護(hù)：局端輸出端、遠(yuǎn)端輸入端具有防雷、防浪涌功能，防雷等級(jí)不小于20 kA，可大大降低雷電引入到機(jī)房破壞通訊設(shè)備的可能性。

3.1.2 監(jiān)控特性

（1）獨(dú)立監(jiān)控模塊，LCD顯示，具備遠(yuǎn)程遙測(cè)、遙控和遙信功能。

（2）按RS232/RS485協(xié)議格式和通信行業(yè)開關(guān)電源監(jiān)控協(xié)議格式定義通信協(xié)議、設(shè)備提供RS232/RS485通訊接口。

（3）可遙測(cè)參量包括以下幾個(gè)方面。

①局端工作狀態(tài)（輸出電壓、電流，故障告警）。

②功率模塊工作狀態(tài)（單模塊輸入、輸出電壓、電流，故障告警）。

（4）可遙控參量包括。

①遠(yuǎn)程遙控調(diào)整局端系統(tǒng)輸出電壓。

②遠(yuǎn)程遙控局端系統(tǒng)開、關(guān)機(jī)，單模塊休眠。

（5）可接收遠(yuǎn)端系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（6）利用機(jī)房動(dòng)力監(jiān)控通道完成遠(yuǎn)供電源系統(tǒng)監(jiān)控。

3.2 遠(yuǎn)端設(shè)備

（1）獨(dú)立防雷盒：內(nèi)置防雷模塊，防雷等級(jí)不小于20 kA；內(nèi)置熔纖托盤和法蘭盤，復(fù)合光纜可在防雷盒內(nèi)熔接。

（2）遠(yuǎn)端寬范圍電壓輸入。

（3）具有輸出過壓、過載保護(hù)功能。

（4）多型號(hào)選擇：輸出電壓DC48V、DC260V和AC220V，根據(jù)受電設(shè)備不同電壓等級(jí)，選用對(duì)應(yīng)型號(hào)遠(yuǎn)端。

4 直流高壓遠(yuǎn)程供電方案實(shí)施情況

4.1 熱點(diǎn)用戶情況

小型底層住宅小區(qū)，W-LAN信號(hào)覆蓋；4臺(tái)交換機(jī)，63臺(tái)AP設(shè)備，樓內(nèi)AP使用交換機(jī)POE供電，樓頂AP使用電纜供電；交換機(jī)功耗450 W，AP功耗0.5 W。

4.2 直流高壓遠(yuǎn)供方案應(yīng)用

遠(yuǎn)供局端設(shè)備安裝在距離W-LAN熱點(diǎn)覆蓋區(qū)域最近的宏基站/模塊局機(jī)房，輸出功率3000 W；遠(yuǎn)端設(shè)備與交換機(jī)安裝在同一位置，輸出電壓DC260V，輸出功率600 W。

局端距離遠(yuǎn)端1 km，鋪設(shè)2×10 mm2專用鋁纜，熱點(diǎn)小區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)端設(shè)備之間鋪設(shè)2×4 mm2專用鋁纜。實(shí)際施工示意圖見圖5所示。

5 結(jié)語

應(yīng)用直流高壓遠(yuǎn)程供電方案解決W-LAN末端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和其他網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)備取電問題，其理論和方法已日益受到業(yè)內(nèi)人士的重視，并且在BBU+RRU分布式基站、室內(nèi)分布、小型宏基站電源改造等領(lǐng)域也在廣泛應(yīng)用，其集中取電、集中監(jiān)控、集中管理的供電方式得到了各方面的認(rèn)可。

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