15-5G网络供电技术-武汉技术大会

结合面向市场和技术演进进行DC分层布局。 考虑面向市场的IDC和面向网元分布的自用DC综合布局。
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中国联通固移融合边缘云
1 多接入边缘云：支持4G/5G移动用户、企业客户、家庭用户等多种接入制式 承载的业务特性：ICT融合，支撑低时延、大带宽业务，例如4K/8K高清视频、VR/AR、政
2 企专网、工业互联网、车联网 3 开启与OTT合作的新窗口：数以万计的边缘节点是运营商的优势资源，亦是实现网络重构和
解耦密封通道由端门、端部侧板、线槽、天窗、框架连接板、支撑立柱、底座（通常现场制作）组合而成（如下图），形成中间密封、两侧 （下图左右两边）可推入机柜的结构组合体。
网建部在2017年已完成云舱1.0的试点工作，计划在2018~2020年根据通信设备DC化进程，逐步改造储备机房，部署云舱 联通现有机房具备气流组织改造条件的在历年节能减排规划中基本已经改造完毕，剩余机房存在的气流组织问题由于机房布置、设备及
至57V
方案二：CU/DU使用基站内电源系统， AAU采用5G智能电源供电 需要做的工作： 1. 原有基站电源、空调系统需扩容升级，
方案三： CU/DU、AAU共用室外柜电源 系统 需要做的工作： 1. 新建室外柜，含电源、空调；
但负荷需求比方案一降低2/3；
2. 降低基站电池的保障时长，降低幅度
比方案一低50%。
层次 一 二
三
名称 战略基地 区域DC
本地DC
覆盖 全国
全国或大 区、本省
本地或周 边地市
位置
呼和浩特、中卫、 贵安、哈尔滨
京津冀、长三角、 南部、中部、西部、 东三省、省会或重 点市
以本地网为单位， 或部分覆盖周边地 区
机房来源 基地
枢纽楼、核 心机房、数 据中心
核心机房
承载网元/业务
集团云计算、大数据及灾备节点
机房需求分析-CRAN（BBU集中）
5G BBU相比4G设备功率倍增，CRAN（BBU集中）机柜放置5~10个BBU，单柜最大 功率超过10kW
5G CRAN机柜最大放置10个BBU，相比4G设备供电、散热都有很大挑战
5G BBU
CRAN单柜最大功率超过10kW，
部分机房部署两柜及更多BBU集中 机柜场景
区域级挑战： 部署大量大功率波分和路由器 设备，机房功率大，机房现有 48V内部配电电缆多，压降大， 机房内波分和路由器大功率设 备散热有挑战
目录
一、5G网络架构 二、5G集团发展策略 三、5G机房面临的挑战 四、5G机房供电与解决方案规划
联通DC/机房分层
依靠基地、枢纽楼、核心机房、汇聚机房、数据中心，共同承载通信、云、IDC业务
机房、电源、空调系统重构涉及到新旧主设备、电 源、空调、机房的协同发展，必须要有至少5到10年 的长远规划，才能有步骤、有目的地开展机房重构
CT设备随芯片集成度提 高，路由器、OTN、 BBU集中等单机架功耗 上升到10kW以上
通信设备 单机架 功耗增长
促使电源 及空调设 备技术的
变革
机房、电源、 空调系统的
通信云：全国和区域平台，集团BSS/OSS，NFV/SDN的控制面、 本省平台、省集中的NFV/SDN的控制面、省级BSS/OSS IDC：面向市场负责本大区\本省的IDC客户
通信：NFV/SDN的转发面、控制面 IDC：面向本地或周边地区IDC客户
四 边缘DC 汇聚区 汇聚机房覆盖区域 汇聚机房
CRAN、VBAS、CDN、MEC，企业、社区私有云
基站供电：站点功耗倍增
宏站配置持续升级
移动 联通 电信
移动 联通 电信
D FA 1.8G 900
1.8G 2.1G 900
9频->12频
2.6G D
1.8G
FA
1.8G
800
900
3.5G
1.8G 2.1G 900
3.5G 1.8G 800
中国5G首频可能为3.5G band可能性大
1,500 1,000
模块
PDU
AC/DC
HVDC/UPS&PDU
各子系统模块随业务增长柔性扩容，以最低能耗满足业务所需
基站（有机房/室外柜）建设方案
AAU
L L L UUU LLL
G G G GGG UUUL L L
AAU
方案一：CU/DU、AAU共用基站电源系统 需要做的工作： 1. 原有电源、空调系统需扩容升级 2. 降低基站电池的保障时长 3. 需要加装设备，将送至AAU的直流电稳压
应用于CU/DU距AAU 50米以内场景
应用于CU/DU距AAU 超过50米场景
应用于室外柜与AAU可近距离放置的场景
拉远AAU：建设方案
方案一
方案二
AAU/电源/锂电池
AAU/电源
方案三
市电本地接入 AAU
方案一：AAU由5G智能电源系统供电 情况说明： 1. AAU设备48V供电 2. 有电池保障 3. 有智能监控
方案二：AAU由5G智能电源系统供电 情况说明： 1. AAU设备48V供电 2. 无电池保障 3. 有智能监控
方案三：AAU由220V市电直接供电 情况说明： 1. AAU设备220V交流供电 2. 无电池保障 3. 供电状况无监控 4. 现阶段华为、中兴无交流型AAU
边缘层汇聚机房基础设施建设关键因素
核心
UP CP
CN
控制平面 用户平面
针对5G NR站点四种组网形态，AAU、 CU /DU的方式对传输要求最为苛刻，以下传输方案均以此前提分析： CU/DU主要集中至综合业务接入机房，考虑部分集中点分摊综合业务点压力； 每站1~2架(10~20个BBU)，每个BBU管理1个站(暂估)，机房另考虑1架传输综合柜。
走线等问题已很难彻底改造，造成局部热点、空调能耗高。建议与网建部门联合在新建机房和设备过程中，对气流组织问题严重、具备 改造条件的，采用云舱对现有机房进行逐步、滚动式的改造
边缘层汇聚机房供电
构建电源池，随需扩容
IT 服务器
业务扩容
供配电&
模块 模块
制冷系统
PDU
UPS Rack
AC
模块
模块
模块
IT racks
通信机房基础设施的演进趋势
5G BBU集中、传输OTN、路由器设备功率倍增，ICT设备混合部署演进；带来机房供电、散热挑战
机房布局没有统一化，CT设备形态、供电、 气流组织没有统一标准，造成局部热点， 能耗严重
现有-48V直流供电系统供电半径小，容量 小，不能满足大功率密度设备部署
现网基础 设施制约
数字化转型的关键
Edge-Cloud
多接入 无线
家庭 企业
接入局房
vCPE OLT-U
DU BBU
APP APP MEC
UPF
CU
接入网
边缘DC
BNG-U
APP APP APP
OLT-C
MEC
vCPE
GW-U Compute
UPF Network
CU Storage
通用硬件平台
城域网
本地DC
SBC
BNG-C
GW-U Compute
UPF Network
CDN Storage
通用硬件平台
区域DC
骨干网
NB-IoT
IMS
GW-C Compute
AMF Network
SMF Storage
通用硬件平台
<1ms
2-5ms
<10ms
<20ms
<50ms
…
目录
一、5G网络架构 二、5G集团发展策略 三、5G机房面临的挑战 四、5G机房供电与解决方案规划
重构
整个机房、电源、空调系 统能力提升、效率提升
促使供电 空调系统 机房整体
变革
ICT设备混合部署，造成 机房整体功耗上升
通信网络 架构重构
供电架构变革
ICT设备供电架构：1路市电+1路备用电源（备用电源可以是HVDC、UPS）
运行模式：从并联均分模式过渡到市电主用+热备模式（市电直供）
通信机房基础设施建设思路
机房需求分析-5G承载
机房5G承载业务：CU/DU部署1~2个BBU柜（10~20个BBU）加1个传输综合柜
基站
综合业务点
无线接入网
汇聚
核心网
一级前传
AAU
RRU+天线
整体承载方案
DU
二级前传
分布式单元 处理物理层功能和实时 性需求的二层功能。
回传
CU
集中式单元 非实时无线高层协议栈功能， 支持部分核心网功能（UP）下沉
380VAC
380/220VAC
低压配电
48V电源
传输线缆造价高 48VDC 电能损耗过大
48V电池
OTN 路由器
NFV
现有电源系统运行负载率低：低效，投资浪费 48V供电半径小：系统效率低 NFV设备供电交流化，兼容HVDC
机柜半载安装
ຫໍສະໝຸດ Baidu
电缆阻塞槽道
目录
一、5G网络 二、5G集团发展策略 三、5G机房面临的挑战 四、5G机房供电与解决方案规划
解决当前机房问题的建设思路 现存机房存在问题
01
建 筑
制冷
02
03
供电
建设思路 业务驱动、增量先行
1
存量逐步替换
2 3 关键指标指导
技术决定成本
4
通信机房解决方案-云舱
通信设备DC化过程中，ICT设备混合部署，ICT设备尺寸、气流组织不统一，造成局部热点，能耗严重，引入云舱来解决这些问题。 云舱采用通道密封，机柜随意推入（机柜与通道密封件解耦）
AAU功耗可达1400瓦
1200
1200
1400
500 2017年
■3.5G
120W
2018年
160W
2020年
240W
即使考虑射频模块功放等技术提升，存量站点向5G 演进，站点功耗基本倍增
供配电架构无法匹配核心/汇聚机房传输OTN/路由器/NFV设备需求
传输OTN/路由器/NFV设备高功耗，使得48V传输线缆造价高、走线困难、损耗大
刘郑海
中国联通网络技术研究院高级工程师，主要 从事通信电源设计及通信电源新技术研发工作。近 几年完成了336V高压直流电源、市电直供、服务器 双路供电模式等多项研究项目。在一级期刊发表通 信电源专业前沿技术研究论文多篇。
5G网络供电技术
2018年10月27日
目录
一、5G网络架构 二、5G集团发展策略 三、5G机房面临的挑战 四、5G网络供电技术与解决方案规划
备电时间由业务系统自主决定
发电技术发展？ 1 维护制约？ 2
发电
保障等级
电池
1 业务等级与保障时间? 2 电池容量扩容问题? 3 电池设备智能化问题?
电源系统/产品的智能化进程
智能化是电源系统发展的必然
环 保 节 能
安 全
自主学习，自我管理 自我识别，主动接入，互联互通
标准连接协议 信息数字化
具备本地操作功能
敬请指正！
5G网络架构
中国IMT-2020 定义5G网络架构，四层网络中心、区域、边缘、接入汇聚点
中心级： 以控制、管理和调度职能为核心，部署于全国节点。 区域级：主要包括控制面网络功能，部署于省分一级网络。 边缘级：主要功能包括数据面网关功能，于地市一级。 接入汇聚点：包含无线接入网。
边缘级/接入汇聚点挑战： 包含无线接入网的CU和 DU功能，BBU集中部署， 对应传输设备，带来机房 功率倍增，现有机房供电、 散热、机房建设都有挑战