大容量高密度是核心機房電源需求的趨勢

隨著移動通信和寬帶網(wǎng)絡的發(fā)展，通信網(wǎng)絡的建設正趨向于扁平化，減少匯聚層次和匯聚節(jié)點，設備越來越集中到核心機房。核心機房的主設備一般包括骨干傳輸、匯聚、交換等設備。在固網(wǎng)寬帶方面，隨著寬帶中國戰(zhàn)略的實施，F(xiàn)TTx的建設全面鋪開，網(wǎng)絡扁平化已經(jīng)成為光纖接入網(wǎng)發(fā)展趨勢，OLT的部署上移，被優(yōu)先放置在端局傳輸機房，位置與匯聚交換機相近；而移動網(wǎng)絡建設方面，2G、3G、LTE融合為一個網(wǎng)絡平臺，RNC設備和功能上移，放置在匯聚及核心設備機房中。通信網(wǎng)絡這些發(fā)展變化對動力系統(tǒng)提出了新的要求，核心機房功耗增加，機房供電的需求在上升。核心機房主設備集中化要求核心機房電源發(fā)展也隨之匹配，需要功率更大且可靠性高的電源。

同時因核心機房空間有限，體積(占地)小、容量大、高功率密度的電源是未來主流的需求。很多大型通信核心機房設置在城區(qū)人口密集、通信話務量較多的地區(qū)，這些地區(qū)機房均為早期蓋成，空間已經(jīng)確定，擴容已經(jīng)成了頭疼的問題。同時因為機房制冷方式的改進（如精確制冷，地板下送風，氣流組織等），目前主設備單機架可承受更高的功率密度，安裝更多的設備，因此同等面積的動力機房也需提供更多的電力供應。如果電源能夠體積小高密度，將會解決運營商的大問題。

核心機房要求電源：高可靠、高效、智能、可柔性擴容

1、高可靠是核心機房電源立足之本，任何停電狀況都需保障連續(xù)供電。核心機房的主設備承載的業(yè)務種類較多，規(guī)模比較大，核心機房停電后損失巨大。大型核心機房，除包括MSC server / MGW，HLR， SGSN /GGSN傳輸及匯聚設備之外，還會有BSS業(yè)務支撐系統(tǒng)、OSS運營支撐系統(tǒng)、CS客戶服務系統(tǒng)、業(yè)務平臺(如智能網(wǎng)、短信和WAP等)、增值應用系統(tǒng)等。核心機房承載的業(yè)務覆蓋用戶范圍大，如地市級核心機房，承載的是地市與外界通信業(yè)務，而省會城市大型核心機房，承載省內(nèi)各地市通信業(yè)務以及本省與全國的通信業(yè)務。一旦停電，大面積用戶業(yè)務中斷，自身及客戶經(jīng)濟損失巨大。如今年十月中旬新聞報道，網(wǎng)絡零售商凡客誠品促銷期間，機房故障停電半天，損失估計在千萬元以上。一旦停電，網(wǎng)絡及傳輸中斷，社會影響大，運營商聲譽受損。

2、高效節(jié)能低損耗是當前大電源的主要需求方向。

節(jié)能減排具有重要的社會效益，中國十二五規(guī)劃中對通信行業(yè)提出了明確的節(jié)能降耗的目標，三大運營商都宣布了自己的節(jié)能目標：如中移動承諾，2012年比2008年 能耗CO2排量降低20%；中國電信承諾,2012年比2009年單位能耗CO2排量降低30%。不僅中國，全球大運營商都制定了相應的節(jié)能減排目標：沃達豐能耗目標，2020年比2006/07年，CO2排量降低50% ；Telenor能耗目標，2016年比2007CO2排量降低40% ；BT（英國電信）能耗目標，2020年比1996年CO2排量降低80%等等。

節(jié)能是企業(yè)自身降低運營成本、增加利潤的需求。目前國內(nèi)運營商在網(wǎng)核心機房大電源約為5萬套，建設時間較早，效率在85%左右，如果換成效率96%的高效電源，以平均每套負載功率按5萬瓦計算，如果全部換成高效電源，年可節(jié)約電費將超過25億度，可為運營商節(jié)約大量運營成本。

另外， 電源高效可間接帶來能耗節(jié)省和設備可靠性增加。電源效率提高，相應的發(fā)熱量減少，這也為運營商節(jié)約了機房制冷的費用，這部分費用如果計算起來，至少有12億以上。同時，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使系統(tǒng)壽命增加，也會給運營商帶來CAPAX的節(jié)省。

3、智能管理可進一步提高電源系統(tǒng)安全性、節(jié)能并降低電源的維護成本。

對于開關電源來說，智能化管理有多方面作用：

• 提高系統(tǒng)可靠性。監(jiān)控管理可對電量指標進行監(jiān)測，比如輸入輸出電壓、電流、系統(tǒng)帶載狀況等，對電源系統(tǒng)的設備狀態(tài)進行實時監(jiān)視并告警，如模塊過溫、模塊故障、模塊缺失等。一旦出現(xiàn)故障，及時上報，同時隔離問題模塊。同時對電池多種測試功能，確保系統(tǒng)備電可靠性。
• 智能管理可延長電池壽命，電源系統(tǒng)可對電池進行充放電管理 ，電池充電限流、溫度補償、通過這些管理手段延長電池壽命，并可顯示電池剩余容量。
• 智能管理可降低維護的成本，提高維護效率。電源的監(jiān)控信息可通過各種傳輸方式納入機房動力環(huán)境管理系統(tǒng)中，與運營商的管理系統(tǒng)融合，更快發(fā)現(xiàn)、定位并解決網(wǎng)絡或設備故障，提高電源管理維護效率。

4、機房的不斷增長的主設備供電需求，要求電源有良好的平滑擴容能力。機房通信設備非一步到位，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，還需平滑擴容能力。

核心機房在網(wǎng)老舊大電源存在的問題

在網(wǎng)大電源超過20%已使用超過十年，到了設備老化期，正處于高故障率的風險期 。超期服役的老舊電源，在壽命后期存在多種故障風險，如器件老化導致電解電容干涸、電容值退化容易過熱、過壓，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)過電壓或雷擊過電壓，漏電流加大，在超過工作壽命情況下，易發(fā)熱；在雷擊情況下，不能滿足防雷要求，易失效；風扇壽命到期，易出現(xiàn)風扇轉(zhuǎn)速慢或堵轉(zhuǎn)，導致模塊過熱和風扇故障； 電阻阻值偏移，在長期有灰塵情況下，易出現(xiàn)短路或開路故障。 若出現(xiàn)多個器件同時失效，會導致電源故障，出現(xiàn)不可預知的風險。

老舊電源維護難。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，或者電源的備件價格非常昂貴。甚至在多年激烈的市場競爭及淘汰下，有些電源廠家已不復存在，無法進行售后服務。

老舊電源更換難。

• 核心機房設備重要性高，電源動一發(fā)而牽全身，更換不好會導致重要網(wǎng)絡運行中斷。所以對于更換，運營商比較謹慎。
• 目前在電源的管理規(guī)定方面，雖然在移動的維護規(guī)范中有開關電源12年更換周期規(guī)定，但是并沒有強制的退網(wǎng)機制，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（準備時間可能長達數(shù)月）；一旦出現(xiàn)割接事故會引起網(wǎng)絡大面積癱瘓。

在網(wǎng)核心機房老舊電源效率低，電力損耗嚴重。十年以前的電源，受限于當時的電子技術，電源實際效率普遍在85% 左右，與現(xiàn)在高效電源96%效率相差非常大。目前國內(nèi)在網(wǎng)核心機房高效電源幾乎沒有應用，導致電力大量浪費。同時，很多開關電源初期設計時配置過大，電源負載率在30%以下，也是導致電源實際應用時效率較低的原因，電源效率指標跟電源負載率密切相關，電源負載在50%之上，才會達到標稱的效率。

小結(jié)

鑒于核心機房的特殊安全地位和目前的現(xiàn)狀，在選擇機房電源時，建議綜合考慮幾個方面，首先保證電源可靠性，優(yōu)先選擇具備大功率電源極端測試條件的供貨商，通過系統(tǒng)的MTBF和可用性及失效率等指標選擇高可靠電源。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。同時也可考慮選擇供貨商既生產(chǎn)通信主設備，又生產(chǎn)電源設備，對主設備電源需求非常了解，可快速響應電源變化的需求。另外要針對供貨商的綜合實力進行考察，保證電源壽命期的售后服務和元器件的供應。最后，售后安裝服務也是重要的方面，尤其是在老舊電源替換工程中，選擇有實力、有經(jīng)驗的技術服務人員，制定詳細而有保障的割接實施方案，保障通信安全。