艾默生网络能源通信机房一体化解决方案(图)
2006/3/20 16:30:37
艾默生网络能源有限公司 供稿
一、什么是通信机房网络能源一体化解决方案？
通信机房的设备根据功能、服务的对象不同，可以简单分为两大部分：信息变换设备和网络能源设备。信息变换设备是机房的主设备，提供如交换、传输、接入等功能；网络能源设备是为主设备的正常运行提供服务和保障，包括配电、直流电源、UPS电源、空气调节、动力及环境监控等设备。
艾默生网络能源的网络能源一体化解决方案正是为解决通信机房中除信息变换设备以外的配套系统而提出的理念，完整的名称为网络能源端到端一体化解决方案，从名称上就可以看出三方面的含义：
1、“端到端”的解决方案：提供从机房市电输入端至负载端的网络能源全方位解决方案。
2、“一体化”的解决方案：提供机房动力及动力和环境保障的全程解决方案。
3、“整体”的解决方案：提供机房勘测、一体化方案设计、产品成套集成、工程、系统调测开通、及维护一体化的完整解决方案。
从具体的产品领域来看一体化方案又涉及了八大部分的内容：
1）备用发电系统：市电中断时，由发电机提供应急电能，保障对网络的供电。
2）低压切换及配电系统：用于市电与市电、市电与油机、油机与油机间的电能自动切换和配送，为直流电源、UPS、空调、消防、水泵、电梯等系统提供完善的配电方案。
3）直流不间断电源系统：为交换、传输等主要通信设备提供永不间断的高可靠和高品质的直流电能。
4）交流不间断电源系统：为计费系统、网管系统、数据通信系统等提供365×24h不间断的纯净正弦波电源，保障系统可靠稳定运行。
5）机房环境精密调节系统：采用专用机房空调实现环境温度与湿度等参数的精密控制与调节，充分保障主设备在理想的环境下运行，延长主设备寿命。
6）机房动力及环境监控系统：提高动力系统的可用性、可管理性和可维护性，降低维护成本，提高科学维护水平。
7）机房安全防护系统：根据机房安全防护要求，实施多级多层次全方位的防护，保障设备可靠运行。
8）户外柜式机房系统：为户外传输中继站、移动基站、模块局等提供量身定制的，集机房、动力、消防等一体的解决方案。
二、为什么通信运营商需要网络能源一体化解决方案？
在通信行业竞争日趋激烈的今天，各运营商更加关注业务的发展和全网络的质量；网络能源系统作为整个网络的心脏、保障、支撑系统，是整个网络的重要组成部分，其可靠性愈发重要。网络能源系统的可靠性就是金钱。
为了协助电信运营商以最大的精力聚焦核心业务，放开周边，降低配套设备的建设、维护、管理成本，提高核心竞争力，作为拥有业内最完整的产品线和最强的工程服务能力的网络能源产品供应商，艾默生网络能源有限公司在中国推出了网络能源端到端一体化的解决方案。事实上，网络能源一体化的解决方案在欧美早已是通信运营商解决配套系统问题的第一选择，从下面的示意图可以看到网络能源解决方案的发展趋势。
相对于各种网络能源设备分散采购、分散建设和分散管理的模式，网络能源一体化的解决方案具有极其突出的客户价值。首先，由于只与若干个多产品供应商打交道，降低了客户选型、采购、工程管理的整体成本；其次，在工程建设上，解决了多个产品供应商在工程协调、配合上出现的种种问题，大幅提高工程建设速度，缩短工程周期，加快机房的投产；尤为重要的一点是在服务方面，通过统一和缩小客户的维护工作界面，有利于为运营商提供及时完整和有效的一体化服务。总而言之，网络能源一体化的解决方案可以解决运营商在动力、环境等辅助设备上的后顾之忧，有助于客户专注于核心业务的竞争。
三、为不同机房量身定制的网络能源一体化解决方案。
依据网络分布地域、功能、重要程度和发展趋势，可将通信局（站）划分为三类，另外，由于IDC机房的特殊和重要性，也单独列为一类，具体划分如下：
•一类局（站）：5万门以上的电信枢纽、大容量交换局、汇接局（长途一级干线站）等。
•二类局（站）：地市综合局、1~5万门市话局（长途二级干线站）等。
•三类局（站）：县级综合局、万门以下市话局、模块局、接入网、移动基站等。
•IDC机房：各种类型的大型数据中心。
针对上述几类不同局站的功能需求和重要程度，相应的一体化解决方案也有各自的特点。下面分别介绍几种典型的供电方案：
１、一类局（站）
一类局（站）通常为省会城市和大区中心通信综合枢纽（含国际局）、市话汇接局、电报（数据）局、无线局、长途传输一级干线站、市话端局以及特别规定的其它通信局（站），在通信网络中地位最重要，职能也最完整，因此对动力机房的配置要求也是最高的，它要求电源系统的不可用度不大于5×10-7，即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间应不大于5分钟。电源系统的可靠性除了通过电能变换设备自身的性能及冗余配置来保障，还依赖于多路电源的输入、可靠的切换机构和低压配电系统的合理设计来共同完成。
图一是一个典型的5万门以上的一类局站供电方案原理图。整个动力系统初期由两路市电、一路油机输入（终期可扩展为两台油机），经过高性能的ATS自动切换开关选择一路供电输入低压配电柜，低压配电母线上加装了TVSS抗浪涌装置和无功补偿柜。电能由低压配电柜分配给下一级的交流配电屏以及电梯、消防、水泵和照明等其他用电。给通信设备供电的直流不间断电源和交流不间断电源有专用的交流配电柜，直流电源采用N+1备份的智能高频开关电源系统，交流部分采用两台UPS 1+1直接并联的冗余方式，对于一类重要的局站，电池也建议采用1+1备份的方式。通信机房和电力（电池）室的空调也应采用恒温、恒湿的机房专用精密空调，为设备的可靠运行提供良好的环境保障，为了防止空调启动浪涌对UPS及直流电源的干扰，空调的供电也由电力室的专用交流配电屏进行配送。
２、二类局（站）
二类局（站）通常为地市级城市综合局、1～5万门市话局、长途传输二级干线站或相当的通信局（站）等，在职能上与一类局站类似，所需设备种类及配套机房也类似，但是规模较前者小，重要程度也相对低一些，此类局站电源系统的不可用度应不大于1×10-6。即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间应不大于10分钟。二类局（站）的供电方案与一类局站基本相同，只是在设备的容量上根据负载需求会有一定差别。
３、三类局（站）
三类局站通常为县（含县级市）综合局、万门以下市话局、模块局、基站等。此类局站规模较小、重要程度也较前两类低，电源系统的要求不可用度不大于5×10-6，即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间应不大于50分钟。在三类机房中根据主机房的规模、类型和地位不同，又可以细分为两类：一类是相对较重要的县级综合局（交换和传输类机房）；另一类是中继站、模块局、基站等最小型的局站。县级的综合局规模相对较大，有单独的油机室、电力、电池室等配套机房，网络能源的配置方案也较完备。下面分别介绍两类局站供电方案的一些特点。
图二为一个典型的三类县级综合局站供电原理图。此类局站一般为一路市电输入，初期配备一台油机，由ATS自动切换开关进行两者间的选择，终期可能会扩展第二台油机，但与一、二类局站方式不同，这里不再采用ATS的切换方式，只是用一个油机并联开关进行两台油机的切换。对交/直流不间断的电源系统仍然由单独的交流配电柜进行配电，机房精密空调则由第一级的低压配电柜进行供电。
对于三类局站中的模块局、移动基站等机房，由于功能单一、规模小，通信和动力设备一般都置于同一房间，其动力配置在网络能源一体化的解决方案中是规模最小、配置最简单的一种。如图三可见，此类局站一般仅为一路市电输入，也不配置油机，只经过一级低压配电便分配到电源及空调设备，电池的配置也是采用容量一分为二的方式。此外，此类局站一般不必进行无功补偿。
４、IDC机房
IDC机房与一般通信机房不同，以交流负载为主，有完整的机房和配套用房，供电系统也极其重要，其供电可靠性在几类局站中要求最高，电源不可用度应不大于1×10-7,即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间应不大于1分钟。图四是一个总面积1500平方米的IDC机房的典型供电方案。系统供电采用两路市电与一路油机（终期扩展为两路油机）的切换方式输入。UPS系统采用两组并机输入/输出双母线冗余方式，两组UPS分别由独立的母线供电，两段母线间有母联开关，当任一段母线的输入故障时，通过母联开关可由另一段母线的输入供电。两个输入开关与母联开关间有互锁机构，保证任何时候不会三个开关同时闭合。每组UPS都为1+1并机系统，两组UPS通过旁路柜MSS由负载母线同步跟踪器LBS控制，保证两组输出的电压幅值、相位、频率同步。UPS的输出最后通过精密配电柜PPC分配给负载，对于单路输入的重要负载，由STS静态开关在两组UPS输出间进行切换选择，双电源负载分别从两组UPS各自的输出精密配电柜PPC上取得一路输出获得可靠供电。精密配电柜PPC内置隔离变压器，进一步提高了整个系统的供电质量。
四、 艾默生网络能源——最佳的网络能源一体化解决方案供应商
一个真正合格的网络能源一体化解决方案供应商，需要有最全面的产品、先进的技术、最优质的服务等多方面的实力支撑，应该说这是对提供这一方案的供应商一个全方位、高水准的要求。艾默生网络能源作为中国网络能源端到端一体化整体解决方案的首位倡导者，具有如下优势：
◆艾默生是业界唯一拥有最完整的动力机房网络能源产品线的供应商
◆艾默生所有网络能源产品都源自于业界领先的技术、领先的制造和领先的品牌。
◆艾默生所有网络能源产品都经过全球主要电信网，数据通信网长期的运行考验
◆艾默生所提供的动力机房端到端一体化整体解决方案源自于业界广泛的应用
◆端到端一体化解决方案来自于艾默生网络能源一体化服务的强力支撑
艾默生的承诺是：
客户只需提出要求，艾默生给予完整的解决！
通信机房的设备根据功能、服务的对象不同，可以简单分为两大部分：信息变换设备和网络能源设备。信息变换设备是机房的主设备，提供如交换、传输、接入等功能；网络能源设备是为主设备的正常运行提供服务和保障，包括配电、直流电源、UPS电源、空气调节、动力及环境监控等设备。
艾默生网络能源的网络能源一体化解决方案正是为解决通信机房中除信息变换设备以外的配套系统而提出的理念，完整的名称为网络能源端到端一体化解决方案，从名称上就可以看出三方面的含义：
1、“端到端”的解决方案：提供从机房市电输入端至负载端的网络能源全方位解决方案。
2、“一体化”的解决方案：提供机房动力及动力和环境保障的全程解决方案。
3、“整体”的解决方案：提供机房勘测、一体化方案设计、产品成套集成、工程、系统调测开通、及维护一体化的完整解决方案。
从具体的产品领域来看一体化方案又涉及了八大部分的内容：
1）备用发电系统：市电中断时，由发电机提供应急电能，保障对网络的供电。
2）低压切换及配电系统：用于市电与市电、市电与油机、油机与油机间的电能自动切换和配送，为直流电源、UPS、空调、消防、水泵、电梯等系统提供完善的配电方案。
3）直流不间断电源系统：为交换、传输等主要通信设备提供永不间断的高可靠和高品质的直流电能。
4）交流不间断电源系统：为计费系统、网管系统、数据通信系统等提供365×24h不间断的纯净正弦波电源，保障系统可靠稳定运行。
5）机房环境精密调节系统：采用专用机房空调实现环境温度与湿度等参数的精密控制与调节，充分保障主设备在理想的环境下运行，延长主设备寿命。
6）机房动力及环境监控系统：提高动力系统的可用性、可管理性和可维护性，降低维护成本，提高科学维护水平。
7）机房安全防护系统：根据机房安全防护要求，实施多级多层次全方位的防护，保障设备可靠运行。
8）户外柜式机房系统：为户外传输中继站、移动基站、模块局等提供量身定制的，集机房、动力、消防等一体的解决方案。
二、为什么通信运营商需要网络能源一体化解决方案？
在通信行业竞争日趋激烈的今天，各运营商更加关注业务的发展和全网络的质量；网络能源系统作为整个网络的心脏、保障、支撑系统，是整个网络的重要组成部分，其可靠性愈发重要。网络能源系统的可靠性就是金钱。
为了协助电信运营商以最大的精力聚焦核心业务，放开周边，降低配套设备的建设、维护、管理成本，提高核心竞争力，作为拥有业内最完整的产品线和最强的工程服务能力的网络能源产品供应商，艾默生网络能源有限公司在中国推出了网络能源端到端一体化的解决方案。事实上，网络能源一体化的解决方案在欧美早已是通信运营商解决配套系统问题的第一选择，从下面的示意图可以看到网络能源解决方案的发展趋势。
相对于各种网络能源设备分散采购、分散建设和分散管理的模式，网络能源一体化的解决方案具有极其突出的客户价值。首先，由于只与若干个多产品供应商打交道，降低了客户选型、采购、工程管理的整体成本；其次，在工程建设上，解决了多个产品供应商在工程协调、配合上出现的种种问题，大幅提高工程建设速度，缩短工程周期，加快机房的投产；尤为重要的一点是在服务方面，通过统一和缩小客户的维护工作界面，有利于为运营商提供及时完整和有效的一体化服务。总而言之，网络能源一体化的解决方案可以解决运营商在动力、环境等辅助设备上的后顾之忧，有助于客户专注于核心业务的竞争。
三、为不同机房量身定制的网络能源一体化解决方案。
依据网络分布地域、功能、重要程度和发展趋势，可将通信局（站）划分为三类，另外，由于IDC机房的特殊和重要性，也单独列为一类，具体划分如下：
•一类局（站）：5万门以上的电信枢纽、大容量交换局、汇接局（长途一级干线站）等。
•二类局（站）：地市综合局、1~5万门市话局（长途二级干线站）等。
•三类局（站）：县级综合局、万门以下市话局、模块局、接入网、移动基站等。
•IDC机房：各种类型的大型数据中心。
针对上述几类不同局站的功能需求和重要程度，相应的一体化解决方案也有各自的特点。下面分别介绍几种典型的供电方案：
１、一类局（站）
一类局（站）通常为省会城市和大区中心通信综合枢纽（含国际局）、市话汇接局、电报（数据）局、无线局、长途传输一级干线站、市话端局以及特别规定的其它通信局（站），在通信网络中地位最重要，职能也最完整，因此对动力机房的配置要求也是最高的，它要求电源系统的不可用度不大于5×10-7，即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间应不大于5分钟。电源系统的可靠性除了通过电能变换设备自身的性能及冗余配置来保障，还依赖于多路电源的输入、可靠的切换机构和低压配电系统的合理设计来共同完成。
图一是一个典型的5万门以上的一类局站供电方案原理图。整个动力系统初期由两路市电、一路油机输入（终期可扩展为两台油机），经过高性能的ATS自动切换开关选择一路供电输入低压配电柜，低压配电母线上加装了TVSS抗浪涌装置和无功补偿柜。电能由低压配电柜分配给下一级的交流配电屏以及电梯、消防、水泵和照明等其他用电。给通信设备供电的直流不间断电源和交流不间断电源有专用的交流配电柜，直流电源采用N+1备份的智能高频开关电源系统，交流部分采用两台UPS 1+1直接并联的冗余方式，对于一类重要的局站，电池也建议采用1+1备份的方式。通信机房和电力（电池）室的空调也应采用恒温、恒湿的机房专用精密空调，为设备的可靠运行提供良好的环境保障，为了防止空调启动浪涌对UPS及直流电源的干扰，空调的供电也由电力室的专用交流配电屏进行配送。
２、二类局（站）
二类局（站）通常为地市级城市综合局、1～5万门市话局、长途传输二级干线站或相当的通信局（站）等，在职能上与一类局站类似，所需设备种类及配套机房也类似，但是规模较前者小，重要程度也相对低一些，此类局站电源系统的不可用度应不大于1×10-6。即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间应不大于10分钟。二类局（站）的供电方案与一类局站基本相同，只是在设备的容量上根据负载需求会有一定差别。
３、三类局（站）
三类局站通常为县（含县级市）综合局、万门以下市话局、模块局、基站等。此类局站规模较小、重要程度也较前两类低，电源系统的要求不可用度不大于5×10-6，即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间应不大于50分钟。在三类机房中根据主机房的规模、类型和地位不同，又可以细分为两类：一类是相对较重要的县级综合局（交换和传输类机房）；另一类是中继站、模块局、基站等最小型的局站。县级的综合局规模相对较大，有单独的油机室、电力、电池室等配套机房，网络能源的配置方案也较完备。下面分别介绍两类局站供电方案的一些特点。
图二为一个典型的三类县级综合局站供电原理图。此类局站一般为一路市电输入，初期配备一台油机，由ATS自动切换开关进行两者间的选择，终期可能会扩展第二台油机，但与一、二类局站方式不同，这里不再采用ATS的切换方式，只是用一个油机并联开关进行两台油机的切换。对交/直流不间断的电源系统仍然由单独的交流配电柜进行配电，机房精密空调则由第一级的低压配电柜进行供电。
对于三类局站中的模块局、移动基站等机房，由于功能单一、规模小，通信和动力设备一般都置于同一房间，其动力配置在网络能源一体化的解决方案中是规模最小、配置最简单的一种。如图三可见，此类局站一般仅为一路市电输入，也不配置油机，只经过一级低压配电便分配到电源及空调设备，电池的配置也是采用容量一分为二的方式。此外，此类局站一般不必进行无功补偿。
４、IDC机房
IDC机房与一般通信机房不同，以交流负载为主，有完整的机房和配套用房，供电系统也极其重要，其供电可靠性在几类局站中要求最高，电源不可用度应不大于1×10-7,即平均20年时间内，每个电源系统故障的累计时间应不大于1分钟。图四是一个总面积1500平方米的IDC机房的典型供电方案。系统供电采用两路市电与一路油机（终期扩展为两路油机）的切换方式输入。UPS系统采用两组并机输入/输出双母线冗余方式，两组UPS分别由独立的母线供电，两段母线间有母联开关，当任一段母线的输入故障时，通过母联开关可由另一段母线的输入供电。两个输入开关与母联开关间有互锁机构，保证任何时候不会三个开关同时闭合。每组UPS都为1+1并机系统，两组UPS通过旁路柜MSS由负载母线同步跟踪器LBS控制，保证两组输出的电压幅值、相位、频率同步。UPS的输出最后通过精密配电柜PPC分配给负载，对于单路输入的重要负载，由STS静态开关在两组UPS输出间进行切换选择，双电源负载分别从两组UPS各自的输出精密配电柜PPC上取得一路输出获得可靠供电。精密配电柜PPC内置隔离变压器，进一步提高了整个系统的供电质量。
四、 艾默生网络能源——最佳的网络能源一体化解决方案供应商
一个真正合格的网络能源一体化解决方案供应商，需要有最全面的产品、先进的技术、最优质的服务等多方面的实力支撑，应该说这是对提供这一方案的供应商一个全方位、高水准的要求。艾默生网络能源作为中国网络能源端到端一体化整体解决方案的首位倡导者，具有如下优势：
◆艾默生是业界唯一拥有最完整的动力机房网络能源产品线的供应商
◆艾默生所有网络能源产品都源自于业界领先的技术、领先的制造和领先的品牌。
◆艾默生所有网络能源产品都经过全球主要电信网，数据通信网长期的运行考验
◆艾默生所提供的动力机房端到端一体化整体解决方案源自于业界广泛的应用
◆端到端一体化解决方案来自于艾默生网络能源一体化服务的强力支撑
艾默生的承诺是：
客户只需提出要求，艾默生给予完整的解决！
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