分布式基站防雷与接地研究

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1、分布式基站防雷与接地研究刘吉克1•前言随着国内3G基站建设的广泛铺开，分布式基站得到了越來越多的应用。相比较以前的宏基站，分布式基站在结构、供电方式等方面都有了根木性的变化，如果将应用于宏基站的防雷接地技术直接应用到分布式基站则存在一定的问题，会给分布式基站的防雷安全带来很大的安全隐患。口前国内已发布的正式标准没有针对分布式基站防雷与接地方面的内容，TD-SCDMA的暂行标准也只有针对防雷器的简单要求。TTU和TEC也没有这方面的建议。因此，针对分布式基站的防雷研究是一个全新的课题。本项目重点关注的问题：1）分布式基站根据环境以及应用要求变化分为很多类型

2、，例如RRU直流拉远型、RRU就近取电型等等。这些类型相对于以前的基站在结构上有了很大的不同，随之而來，其防雷与接地要求相对于普通2G基站也冇了很大的区别。建设中的分布式基站大部分是以共站的形式出现，由于直流拉远等方式实际上是给基站增加了一个新的雷电引入渠道，因此如何在原有基站防雷接地系统的基础上做好分布式系统的防雷也是一个重要的方面。2）分布式基站的天线为了调整其俯仰角和覆盖面，需在屮心机房远端控制对天线进行调整，该技术的外引线缆，可能会造成雷电对基站内设备的损坏，由于电调天线的信号线、电源线由天线处外引到基站发射机的AISG端II,因此其端口的雷电保

3、护非常重要，实施保护的防雷器应该具冇相应的通流容量及残压低等性能指标。国内电调天线有三种远程控制方式，对于此三类电调天线容易遭受雷电侵入出入基站的信号线的接地及对天线端及设备端的接口的保护问题需要进行专项研究。3）由天线到RRUZ间采用馈线连接，那么RRU侧的馈线端口是否需要防雷保护？对此已在前文《移动通信基站天馈线SPD必要性研究》中详细论述。2.分布式基站设备的防雷2.1•分布式基站的演变与防雷为了缩小基站设备的体积，减轻设备重量，减少基站主要设备的功耗，节约机房占地面积，灵活扩容，降低造价，扩大基站的使用及覆盖范围，各个厂商将爱立信小微波射频和屮频

4、基带设备分布的模式应用到基站通信系统，将基带设备与射频设备分开设置，这一点华为技术做得最为灵活及突出，与以往基站相比，分布式基站天馈线数口明显减少。图1、图2、图3反映了通信基站的演变。GPS天线低些澈射频塔放智能天壤（扇区1）智能天线智能夭线（剧区2〉RRU扇区3〉射频电缆射频校准控制B8U第一代分布式基站设备及天馈系统示意图GPS天线低鳴澈GPS射频电境射频智能天线（扇区1）（扇区2）

5、智能天线（扇区3〉射频分器塔朮攵-4^——塔放校准?!9控制电图2第二代分布式基站设备及犬馈系统示意图GPS天线低噪放智能天线〈扇区1）智能夭线智琵磁（扇区2）〈扇

6、区3》射频*射驾SGP射频电缆图3第三代分布式基站设备及天馈系统示意图随着技术的演变，从防雷的角度，表面看来简单多了，BBU和RRU的分开设置，上铁塔的缆线减少了，但由于各类线缆上塔，又引入了新的防雷接地问题，特别是各类缆线的拉远及供电方式带来的防雷问题，以及室外一体化UPS供电、室外一体化直流供电设备的防雷接地问题。另一个方面，上塔线缆曲于与原冇基站相比犬大减小了数量，因此雷击时原先分配多根缆线上的雷电流，此时可能集中在几根线缆上，相对而言，对于3G基站馈线系统承受的雷电流增加了，所处环境更加严酷了。笫三代3G基站设备及天馈系统，由于用光缆代替了射频、

7、中频电缆，控制电缆，射频电缆仅剩下RRU到天线的几米线，因此原有基站射频电缆的雷屯保护问题解决了，此时除GPS以外，仅剩下了电源线拉远的防雷保护问题。2.2.分布式基站的供电与防雷器的选择2.2.1分布式基站的供电要求对于3G分布式基站主要分为直流-48V（或24V）供电和交流220V两种不同的供电方式，在基站设计选型上，根据基站建设的具体情况，可以选用交流或者直流供电方式。以WCDMA分布式基站设备为例，华为、中兴、阿尔卡特朗讯、摩托罗拉设备的BBU都是只支持-48V的供电方式，华为的主流RRU设计仅支持-48V供电，中兴、朗讯和摩托罗拉的RRU均支持

8、交流220V和-48V两种供电方式（可选择相应供电模块）。2・2.2主要基站的负荷统计根据相关厂家提供的相关资料，目前中兴、华为、阿尔卡特朗讯、摩托罗拉分布式基站设备功耗及工作电压如Fo华为设备：BBU功耗35W,RRU功耗170W（工作电压范围-40V~-60V）。中兴设备：功耗190W,RRU功耗180W（工作电压范围-35厂-60V）。朗讯设备：BBU功耗293W,RRU功耗230W（工作电压范围-40.5厂-57V）。摩托罗拉：BBU功耗100W,RRU功耗130W（工作电压范围-40厂-60V）。其中RRU功耗均为40W发射功率的典型耗电。2.

9、2.3雷电的分区与防雷器最大浪涌电流的选择对于基站暴露在外部的线缆，IEC雷电保