5G已經開始商用部署。在5G部署的早期，功耗是各方都在努力應對的挑戰。例如，在上個月的軌道交通展上，地鐵行業介紹，目前在地鐵線路上部署5G基站，5G試點裝置單一系統功耗與4G相比，高達2.5倍到4倍，對電力裝置和配套設施的影響，需要新的獨立配電櫃， 確定電力負荷的平衡。
近日，一位營運商對5G電源材料的分析表明，一方面，5G BBU相比4G裝置功率倍增器，另一方面，BBU集中式機櫃，即CRAN機櫃，可以放置5~10個BBU，單機櫃最大功率超過10kV，電源、散熱都是一個很大的挑戰。
即使考慮到RF子產品放大器等技術改進，随着庫存站點發展到5G，站點功率也将成倍增加。
通信機房基礎設施的重建，不僅有5G CRAN，還有傳輸OTN、路由器裝置功率倍增器，ICT裝置混合部署也造成了局部熱點，能耗非常大，這些都是機房供電和散熱的挑戰。現有的-48V直流供電系統，供電半徑小，容量小，不能滿足高功率密度裝置的部署。
是以，在5G時代，随着基礎設施的重構，電源結構也需要改變，可以過渡到主電源，主要是220V為主。
5G基站有三種供電方案，一種是CU/DU，AAU通用基站電源系統，另一種是CU/DU使用基站電源系統，AAU使用5G智能電源，第三種是CU/DU，AAU通使用者外機櫃電源系統，這就要求營運商建構一個帶有電源和空調的新型戶外機櫃。
标準化勢在必行
5G網絡由于高帶寬、高流量、高發射功率，導緻每站能耗急劇增加。并且由于單個裝置的功率密度和絕對能耗的增加，出現了局部熱點。這些問題對傳統的供電系統和制冷提出了嚴峻的挑戰。對此，業界提出了多種解決方案和産品，需要進一步規範化和标準化。
國際電信聯盟（ITU）和中國通信标準化協會（CCSA）等标準化機構開展了促進标準化的研究，國際電聯在中國、法國電信和華為技術有限公司共同提出了5G網絡可持續供電方案。在CCSA，中國資訊通信研究院上司了5G基站供電和制冷技術的研究。
ITU-T L.1210"5G網絡可持續供電計劃"标準由中國資訊通信研究院和華為共同牽頭。在中國，中國通信标準化協會（CCSA）SR287-2020《5G基站供電與制冷技術研究》。基于上述國際标準和協會研究報告的工作，中國通信研究院從電源、空調、電池、機櫃等方面對5G供電和制冷進行了總體布局，并與業内營運企業和供應商聯合在2019年12月CCSA TC4第35次全體會議上提出了5G供電與環境基礎設施系列标準， 分别為："5G電源和環境基礎設施第1部分一般規則"，"5G電源和環境基礎設施第2部分"。室外自冷卻刀片電源系統，5G電源和環境基礎設施第3部分多輸入多輸出內建能源櫃和5G電源和環境基礎設施第4部分室内機架溫度控制系統。
此外，該系列标準中國還計劃有升壓電源部分标準、儲能系統部分标準、機櫃液冷部分标準和邊緣室标準，并立即緊跟行業發展和需求，擴大和調整這一系列标準的内容。
随着5G網絡的大規模商用，5G基站甚至配套的各類機房（包括邊緣資料中心）和資料中心将逐漸更新，進而帶來更大的能耗挑戰。從裝置開發和能效的角度出發，建議采用更高效的硬體子產品和材料，從不同專業所含的不同裝置群組件的不同層次進一步提高裝置效率。同時，建議營運者積極推進節能技術的試點示範和應用，努力提高各類線上運作的裝置和系統的能效。同時，産業、研發應共同努力，加大投入，推動研究更高效的網絡架構，進一步提高整體能效。此外，應優先考慮綠色能源和天然冷能源，以改變能源使用模式，減少對環境的影響，促進綠色可持續發展。
5G網絡的整體架構和挑戰
衆所周知，5G的三大服務主要包括容量增強、海量終端接入和超高可靠性超低延遲時間通信。其中，增強型移動寬帶可實作3D/超高清視訊、高清語音和雲辦公;超高可靠性、低延遲通信可實作工業自動化、自動駕駛、高可靠性應用和移動醫療。
圖像
圖1：5G三大業務
熊勇介紹，5G網絡的整體架構主要由UE傳輸，由站點接收，然後傳輸到三級DC，實作計算、存儲群組網基礎設施建設。
圖2：5G網絡的整體架構
熊勇指出，更高的頻段和增加的資料流量導緻站點數量激增。據統計，DC房間、宏站和小型蜂窩站點的數量持續增長，尤其是小型蜂窩站點。與此同時，5G網絡對能源的需求正朝着不同的方向發展。其中，直流機房數量增加，需要更可靠、更高效的供電解決方案;5G基站裝置耗電量大幅增加，給供電帶來更多挑戰;小蜂窩網站爆炸了，有棍棒和壁挂。
5G網絡能源的整體架構主要由直流機房、宏站和獨立的AAU/微站組成。它們所适用的産品和系統各不相同。直流房主推高壓直流和直供供電方案，可靠、高效，TCO低，節省供電裝置投資高達40%，節電高達10%。其次，主推站宏觀站擴容，有利于老舊電池子產品和電池，節約投資;建議使用高密度、大功率嵌入式電源和智能锂電池，以節省空間并提高效率。獨立AAU/微站是主推PAD供電和電池方案，自冷散熱提高可靠性，上極塔減少線路損耗，提高效率，智能供電節省營運成本。
圖3：5G網絡能源整體架構
5G電源解決方案
專注于客戶的核心價值觀，即高可靠性，低TCO，良好且高成本效益，是首選的5G電源解決方案。高效、智能、平穩的擴充是衡量5G電源首選解決方案的名額。那麼，如何才能達到這三個标準呢？
熊勇指出，通過提高電源轉換效率，減少高壓電源損耗，增加粗線徑，縮短供電線路，減少線路損耗和高效維護，可以提高效率，進而節省人力。
5G核心機房（中央直流、區域直流），可使用大型彙聚機房。主流廠商5G核心機房裝置（伺服器、路由、交換等）、彙聚機房裝置（OTN、PTN等）均可支援高壓直流供電。
圖4：由高壓直流供電的5G區域直流房間的照片
智能化可實作智能故障高峰，解決電力短缺，節省投資。通過功率監控，設定市電容量，利用電池平衡供電，補充峰值功率差，不僅可以減少市電的轉換，節省投資，還可以節省協調時間，實作5G的快速部署。
例如，在貴州5G電源智能切割高峰試驗站，貴州鐵塔針對5G高功率需求帶來的外部電力轉換問題，2019年5月至6月選擇室内和室外兩個典型方案進行電力改造，通過現場供電擴容改造，智能調峰方案智能排程， 快速高效的低成本解決方案解決了5G站點電力容量短缺的瓶頸，最後以室外站點核算，智能調峰的總成本僅為電改成本的1/4，經濟效益明顯。
圖5：5G電源智能調峰測試站（貴州）
此外，智能锂電可實作智能助推、智能共享和智能防盜;智能監控解決多能源、多業務管理，統一管理和排程，最大限度地節約能源，節約用電成本，實作智能共享，計量各類業務的電電比，可設定按需業務斷電;提供電源按需、供電和AAU或無線管理背景通信，實時掌握無線裝置輸入電壓和功率要求，調整電源電壓和功率，降低損耗，實作智能協同狀态。
電源的平穩擴充可以保護現有投資，減少對現有網絡裝置供電的影響;使用電池共享，實作智能并聯使用，保護現有電池;以配電擴容滿足5G需求。
在現有的2G/3G/4G網絡實體站點上部署5G通信裝置并擴充供電設施。
圖6：常用站點電源擴充關鍵點
5G共站供電方案的核心原則是關注客戶的核心價值，即省（綜合成本最低）、速度快（改造周期最短）、易行（最容易實作）、少（對目前網絡影響最小）。
圖7：公共站點供電的總體建議
目前，中興通訊電源主要包括核心機房、傳輸機房、資料中心電源，用于宏碁基站供電的室内電源、室外電源、嵌入式電源，以及用于微站和小容量站點供電的Pad電源和壁挂式電源系列。以下是中興通訊在示範中提供的一些相關電源選項。
圖8：室内600A電源系統主機代管方案
圖9：室外聯站供電方案：新供電系統
圖10：室外公共場所供電方案：舊現有機櫃
5G電源部分産品介紹
1. 中央房間
中央機房主要由高壓直流輸電和48伏直流輸電供電。其中，高壓直流輸電是電源的發展趨勢，主要取決于直流機房主要裝置對供電的要求。中興通訊分立電源ZXDU88 S402廣泛應用于國内移動、電信和聯通，年出貨量超過1000台。
圖11：中興通訊分立式電源ZXDU88 S402
2. 室外微量/獨立AAU（RRU）
室外微站/獨立AAU（RRU）場景通常用于城市燈杆站，屋頂宏觀站，拉遠站，AAU分散部署，高鐵，高速公路和隧道站。PadPower解決方案的核心價值如下。
戶外：零占地面積，更靈活，快速，低成本部署;
全自冷：可靠性更高，産品效率更高;
全效率：系統效率高達97%，供電系統更靠近電力裝置，線損更小;
更智能：無需計量，免維護，快速部署，節省營運成本。
3.電池：智能锂電池
智能锂電池帶供電系統，恒輸出57VDC電壓，提升遠距離;在相同的距離下可以減少線路損耗，同時直接與現有網絡電池混合，以保護現有投資。
智能并聯無需外部協調道路機，可靠性更高，投資成本更低，且新舊锂電池混合，配套批量投資，節省初期投資。此外，智能锂電池隻有在自動離線鎖定（被盜）時才能解鎖，并且可以通過内置GPS跟蹤進行解鎖，以确定電池的位置。是以，智能锂電池可以同時實作智能升壓，智能混合和智能防盜。
圖12：智能锂電池
一、UPS不間斷電源——連續斷電工藝
在斷電時，對于雙電源裝置，可以使用斷電方式;但是，當遇到單個電源時，并且裝置非常重要，它不允許中斷切斷，通常需要連續的切斷過程。
UPS 不間斷電源 - 連續切斷
參考步驟：
1、全新UPS新系統、新系統調試及電池容量測試完成。
2、放好臨時電纜，從新的UPS輸出網線到插頭電源頭櫃和舊的輸入網旁路開關，确認沒有錯誤，将電纜供電。
3、測試電源是否正常後，關閉舊的UPS系統逆變器，确認舊的UPS工作在旁路模式，當舊的UPS系統電源與新的UPS系統電源同源時（輸出均來自新的UPS系統）。
4、關閉新的UPS主路輸出，測試頭櫃主路備用打開上下電壓，核相運作（測量主側備用開關上下樁頭電壓差，原理小于1V），确認後可與主側備用開關組合，進行電流确認，再斷開主側一次開關。
5、取出舊UPS到主路電纜的櫃台。
6、采用同樣的方法，切斷備用電源。
7、切斷完畢後，取出臨時電纜和舊電纜。
8、做好空開和電纜打标。
注：考慮到UPS系統之間的電池配置不同，考慮到UPS系統中電池續換周期短，一般來說，UPS更新與電池更新同步，是以UPS切割過程一般不考慮電池切割程式。
二、切割的基本原則
1. 網絡安全原則
線上電力系統切割工程必須保證網絡裝置的安全運作，以整個網絡安全順利為原則，任何對通信網絡安全運作的威脅，都必須無條件終止。
2.裝置無故障原則
線上電力系統切斷工程實施前和實施期間，要確定新舊裝置完好無損，如果出現任何可能危及供電安全的因素，必須無條件終止，直到修複後再進行。
3. 低業務風險原則
在企業不允許中斷供電的前提下，應采用線路上連續斷電的切斷方案，否則應采用斷電的切斷方案;
工程切割時間應避免業務高峰期，大切割安排在夜間;
項目截止日期應避免重大節日的網絡調整和版本更新時間、重大通信保障任務期等專業安排;
4.合格施勞工員的原則
實施線上電力系統切割項目的工程師必須精通電力裝置操作和工程施工操作，熟悉通信電力系統切割過程，并牢記應急計劃。
進行切割的施工隊必須具有相應工程等級資質的施工證書;
5.保持全部門監督的原則
維修部門在切割過程中應安排專人對整個過程進行監督，協助設計切割項目勘察，稽核切割計劃和應急計劃，監督切割的實施。
6.在部門内保持"一票否決"的原則
在切割工程過程中，維修部門有權對切割工作行使"一票否決權"，并因發現的重大方案缺陷和重大施工安全隐患而終止切割工程。
三、UPS不間斷斷電準備就緒
1、全新UPS系統完成調試，電池滿容量測試，監控到位。
2、提前鋪設電纜，并粘貼标準電纜标簽;使用臨時電纜時，必須選擇合适的電纜直徑，可靠地連接配接并清楚地識别
3、根據原電力裝置電纜布線位置，寫電纜編号标記，保證電纜拆卸過程不會亂進行。
4、确認所有雙電源裝置主備用電源子產品工作正常，且主備用電源分離。
5、提前釋出切割項目公告。
6、确認相關專業人員做好相關業務的資料備份工作，并已制定應急預案。
7、消防器材、安全器材準備就緒。
8.正确佩戴和使用個人防護裝備，不要攜帶任何金屬物品，并取下可能導緻不安全的随身配件（手表，戴在脖子上的工作闆等）。