從2G到4G，我們每一次走進機房，都能看到熟悉的電源柜、鉛酸電池組等設備，它們是通信網絡的基石——通信電源系統。

過去幾十年來，移動通信技術以“十年一G”的升級換代速度不斷驅動著社會進步。隨著通信技術的快速發展，通信設備變得越來越集成化、小型化，占用機房的空間越來越小。

然而，作為通信設備供電保障的基石，電源系統20多年來未發生本質變化——依然采用傳統的開關電源加蓄電池的分立式架構部署，機房占地空間大，多套系統獨立運行，供電效率不高，智能化水平低，維護成本高。?

“5G時代，能源變革勢在必行?！?020年10月30日，在2020共贏未來全球線上峰會（Better World Summit2020）數字化轉型之下的能源目標網專場上，中國移動通信集團設計院信息能源所副所長劉寶昌在演講中呼吁，并分享了5G時代站點能源變革發展的現狀與趨勢。

5G時代，供電問題亟待解決

? 2/3/4/5G疊加建設，導致機房改造難

對于5G宏站建設，主要在原有站點上共站建設，2/3/4/5G疊加后帶來了市電不足、直流配電不足、電池備電不足、溫控容量不足等問題，導致90%以上的存量電源需擴容改造，隨之帶來了改造工程量大、成本高、周期長等挑戰，同時，新增機柜和電池受限于機房空間、承重，還存在改造難的問題。

? 海量小微站點場景復雜，供電質量難以保障

5G時代以抱桿、壁掛等安裝為主的小微站點將爆炸式增長，將部署于街邊、寫字樓、城中村、地鐵、隧道等復雜的場景，這些場景下的供電質量難以保障，往往會受到雷擊、線路切換、打壓波動、沖擊性負載等影響而發生供電中斷。

同時，隨著從“通信站”走向“社會站”，大量小微站點將與廣泛的社會資源融為一體，這要求小微站點的電源系統既能支持多種供電輸入，又能一體化支持多電壓輸出，為基站設備、攝像頭、傳感設備等不同設備提供差異化供電。

? 多樣化業務發展，對供電提出了新要求

為了向各行各業提供豐富多彩的應用，5G時代的網絡將與云、邊緣計算、大數據等技術融合，形成云管邊融合的網絡架構。云端的算力和應用以及核心網的用戶面功能等將下沉到站點、接入、匯聚和核心機房等位置，IT和CT設備共存將導致站點能源設施需求倍增，IT和CT設備的供電需求不同還會導致多套供電系統林立，從而又帶來了升級改造難、機房空間受限等挑戰。

同時，面向垂直行業應用，如自動駕駛和工業互聯網，要求提供始終如一的確定性SLA保障，這對5G時代供電的可靠性提出了非常高的要求。

劉寶昌表示，5G時代的站點業務越來越多，站點密度越來越高，站點承載越來越強，使得站點能源基礎設施的需求放大、疊加、倍增，若采用傳統電源方案，5G建設將面臨機房空間不足、供電容量不足、運維能力不足等問題，帶來5G建設周期長、建設成本高、運營成本高等痛點，因此，5G時代能源變革勢在必行，需從通信能源向信息能源變革，以助力5G網絡建設與運營。

5G時代呼喚通信電源向信息能源變革

劉寶昌指出，信息能源指將信息通信技術（比特）與供電技術（瓦特）進行深度融合，實現能源轉換、存儲與控制的數字化、集成化、智能化，以靈活滿足通信網絡從核心網（數據中心）、匯聚層、到站點等全場景的能源供給需求，并構建可靠、高效、智能的能源網絡。

具體的講，首先是基于信息能源技術實現能源設備數字化，不斷推動能源產品更新換代，靈活匹配網絡演進。

為了靈活滿足各類場景的供電需求，能源數字化可實現電源功能可軟件定義，實現軟件可定義的多輸入、輸出電源產品。同時，產品結構形態方面，建議從部件到功能模塊，再到系統全模塊化，根據網絡需求，靈活動態配置系統；在能源系統組成設計方面，建議從傳統方案各子系統獨立設計轉變為面向整站系統的一體化設計，從聚焦部件性能轉變為聚焦整站性能，運用更多的智能技術加速綠色能源的規模應用。

其次，從“幾何疊加式的傳統電源系統”向“邏輯集成式一體化電源系統”變革，實現系統集成化。

傳統能源基礎設施建設以被動響應為主，采用幾何疊加式部署，存在單部件機械組合、輸入輸出單一化、多系統獨立運行、系統智能化不高等缺點。

單部件機械組合，即簡單地將一套電源和幾組電池安裝在一個機柜內，并未實現真正的系統集成；輸入輸出單一化，即一套供電系統對應一種供電類型的ICT設備，這導致多系統分立部署，多系統獨立運行，從而造成了配置浪費，能源利用率低等問題；此外，在現有的整個通信網絡中，只有電源系統是非數字化、非智能化的，主要依靠人工上站運維，這會導致運維成本持續增加。

而邏輯集成式一體化電源系統基于比特與瓦特深度融合的信息能源技術，可實現同類部件整合共享、軟件定義按需調度、多種能源輸入復用、多電壓輸出自適應。

再則，邁向運維智能化，提高運營效率。

當前，站點能源設施監控主要依靠傳統動環系統，實際上是“只監不控”，80%的站點運維依靠人工上站巡檢、定位問題和處理故障，導致運維效率低，運維成本高；同時由于缺乏對能源高效管控和精準配置，還造成了資源浪費。進入5G時代，站點數量翻番，若繼續依靠傳統方式，總的運營成本將大幅上升。因此，5G時代必須通過智能化的手段，實現對站點的智慧運營，以降低運營成本。

運維智能化，就是結合人工智能、物聯網和云計算等新一代信息技術，建設從平臺到系統、系統到設備的智慧化供電運營體系，實現對能源設施數字化管控、能源與業務智能協同、智能巡檢運維，同時讓站點能源設施擁有自學習、自診斷、自維護、自更新的特性，推動站點能源的應用步入智慧化時代。

創新一體化能源柜，助力5G建設更快、更省、更簡單

未來已來，變革已至。針對5G時代基站供電和建設痛點，中國移動設計院采用數字化傳感、控制、處理等技術，對通信電源進行了全新定義，自主研發推出了一體化能源柜產品，實現了能源多輸入、多輸出智能應用，可解決機房空間、供電容量不足等問題。

該產品的核心技術是智能MIMO（多輸入多輸出）電源，采用碳化硅、氮化鎵等小體積器件，仿生自然散熱技術以及數字精密電路工程技術，實現了數字能源技術，可智能調度多能源輸入/輸出、智能混用新舊電池、智能接入存量電源余量、智能升壓匹配供電距離，以及與業務協同實現智能關斷等。

劉寶昌介紹，該產品能量密度提升1.7倍，整流效率高達97%，實現了高密、高效；一臺一體化能源柜可收容2G/4G/5G通信設備、電源設備和電池設備，實現從多機柜分立布置到單機柜集成布置的改變，機房空間需求降低約60%，大大降低了選址難度和建設成本。

目前，該一體化能源柜已在中國移動5G網絡建設中實現了規模應用，實現了5G時代基站能源改造“三免”，即免市電改造、免電源改造、免電池更換，從而讓5G建設更省時、省成本、省電費。以一個典型的C-RAN機房改造為例，采用一體化能源柜可將原來的11個機柜整合為3個機柜，一套智能MIMO電源可替代三套傳統開關電源，還能同時滿足各種通信設備、傳感設備、服務器設備的供電需求。

展望未來，劉寶昌在演講最后表示，將繼續與業界主流設備商共同探索、共同研究、共同創新，聯合定義支持網絡發展演進的能源產品。目標是以站點能源為基礎，構筑智慧能源網，通過信息技術手段，能源互聯網的思維提升電信運營商能源專業的競爭力，推動綠色能源應用，構筑可持續發展，實現能源設施全面智能化，以筑基新基建，服務社會經濟數字化轉型。

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