ما هو نظام مقوم الاتصالات؟

نظام تصحيح الاتصالات 48 فولتنظام الكهرباء المتواصلة للاتصالاتأو محطة توليد الكهرباء متواصلة -48 فولت هي نظام تحويل الطاقة من التيار المتردد إلى التيار المتردد الذي يحول شبكة التيار المتردد في مجال الخدمات إلى حافلة متواصلة -48 فولت لتمكين معدات الاتصالات مثل أجهزة الراديو في المحطات الأساسية.وحدات النطاق الأساسي، مفاتيح وموجهات، بينما تشحن في نفس الوقت بنك بطارية احتياطية التي تتولى بسهولة عند فشل الشبكة.

كل مكالمة هاتفية، رسالة نصية و جلسة بيانات محمولة تعتمد على الطاقة المتواصلةوالبطاريات يجب أن تبقى مشحونة المكيف 48 فولت هو الجهاز في الوسط الذي يجعل كل ثلاثة تعمل معا.
في لمحة واحدة، نظام مكينة الاتصالات الحديث 48 فولت القيام بأربع وظائف:
يحول التيار المتردد إلى التيار المتردد ‬ وحدات المكيف ذات الوتيرة العالية تحول التيار المتردد للشبكة (عادة 80 ‬ 300 فاكس نطاق المدخل) إلى مخرج ثابت من التيار المتردد بنسبة −48 فولت.
يضبط الحافلة عادة ما يتم الاحتفاظ بالجهد الخارجي بدقة عند مستوى تعويم البطارية حوالي 53.5 فولت ، عبر اختلافات الحمل.
شحن البطارية while أثناء تشغيل الأحمال ، يطفو النظام أو يرفع شحن البطارية الاحتياطية.
يتعامل مع فشل الشبكة لأن البطارية تقع مباشرة على حافلة التيار المباشر ، فإنها تتولى مع وقت نقل صفر ؛ يستأنف المصححون الشحن عند عودة الشبكة.

لماذا تستخدم أنظمة تصحيح الاتصالات 48 فولت -48 فولت DC
شبكات الاتصالات تمت قياسها على -48 فولت DC منذ أكثر من قرن ، وقد نجت المعيار من كل جيل من التكنولوجيا منذ ذلك الحين. ثلاثة أسباب تشرح لماذا.
2.1 التوازن التاريخي للجهد والبطاريات
كانت محطات الهاتف المبكرة تعمل على التيار المباشر من بنوك البطاريات المحلية. 48 فولت وجدت التوازن العملي: عالية بما فيه الكفاية لنقل الطاقة على خطوط النحاس الطويلة مع انخفاض في الجهد المقبول وسلك الحجم الأصغر ،منخفضة بما يكفي لتكون آمنة حول الناس والمعدات، ومطابقة بشكل طبيعي للكيمياء البطارية أربع بطاريات حمض الرصاص 12 فولت (أو 24 خلية فولتين) في سلسلة تعطي بالضبط 48 فولت البنك الاسمي.
2.2 القطبية السلبية تمنع التآكل
العلامة السلبية ليست تجميلية. في نظام -48 فولت ، يتم ترسانة المحطة الإيجابية. تم اعتماد هذا بعد أن عانى أنظمة الترسانة السلبية المبكرة من تآكل كهربائي شديد:الرطوبة على الموصلات النحاسية المتحيزة بشكل إيجابي تشكلت خلايا الكيميائية الكهربائية التي أكلت بعيدا النحاسإن تأسس الجانب الإيجابي يوفر حماية كاثودية تقضي على التآكل، مما يطيل عمر الكابلات والمعدات.
2.3 تمت معايرتها من قبل ETSI ومازالت خط الأساس 5G
يتم إضفاء الطابع الرسمي على واجهة التيار المستمر −48 فولت في معيار ETSI EN 300 132-2 (ـ واجهة إمدادات الطاقة عند مدخل معدات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات ‬ الجزء 2: −48 فولت التيار المستمر ‬)الذي يحدد غلاف الجهد الذي يجب على معدات الاتصالات أن تتحمله عادةً 36-72 فولت DC عبر نطاق التشغيللا تزال أنظمة +24 فولت القديمة موجودة في بعض المناطق ، ويستخدم +240 فولت HVDC في مراكز البيانات ، ولكن -48 فولت لا يزال خط الأساس لشبكات الوصول المتنقل في جميع أنحاء العالم.

معمارية النظام 48V لمصلح الاتصالات
بغض النظر عن البائع أو الحجم،نظام تصحيح الاتصالات 48 فولتيتم تنظيمها إلى ثلاث طبقات تتحد جميعها على حافلة واحدة من التيار المتردد -48 فولت.
طبقة توليد الكهرباء: مدخلات الطاقة: المرافق التيار المتردد، المولدات الاحتياطية، والطاقة الشمسية الكهروضوئية على مواقع خارج الشبكة.
طبقة تحويل الطاقة: وحدات المُستقيمات (وجهات تحكم MPPT في المواقع الهجينة) التي تحول وتُضبط الجهد تحت المراقبة الذكية.
طبقة توزيع الكهرباء ‬ الحافلة المترددة وبنك البطارية والمغذيات المحمية التي تقدم الطاقة إلى الأحمال.

كيف يعمل معدل الاتصالات 48 فولت، خطوة بخطوة
داخل طبقة التحويل ، كل وحدة محررة هي مصدر طاقة عالي التردد (SMPS). مسار التحويل هو نفسه بين البائعين:
1المدخلات والحماية من التيار المتردد. الدخول الرئيسي من خلال أجهزة إيقاف الطفرات، والحماية من البرق وقطع الدوائر التي عزل محطة الطاقة من أخطاء الشبكة.
2تصفية EMI وتصحيح. يزيل مرشح الخط الضوضاء الموجهة ، ثم تقوم مرحلة تصحيح عامل الطاقة (PFC) بتصحيح التيار المتردد وتعزيزه إلى وصلة DC ~ 400 فولت ،عادةً ما يكون عامل الطاقة عند ≥0.99.
3تحويل DC ↓DC معزول. التبديل عالي التردد (Resonant LLC أو طوبولوجيات الجسر الكامل المتحول في المرحلة) يقطع رابط DC من خلال محول لعزل غالفاني ،ثم تصحيح متزامن (MOSFETs استبدال ثنائيات) يحولها إلى أسفل مع الحد الأدنى من الخسارة.
4.التنظيم إلى -48 فولت. تقوم الوحدة بتعديل مخرجها إلى نقطة ضبط النظام عادةً فولتاج البطارية العائمة حوالي -53.5 فولت ويمكن تعديلها عادةً من حوالي -42 إلى -58 فولت لدعم أنظمة الشحن.
5.الموازية وتقاسم الحمل. تتقاسم وحدات متعددة الحمل من خلال مشاركة التيار النشط؛ أخرج ORing diodes يسمح بإضافة وبدل وحدة دون إيقاف الحافلة.
6.إدارة البطارية. مع وجود الشبكة الرئيسية، فإن النظام يطفو أو يعزز شحن البطاريات ويرصد حالتها. عندما تفشل الشبكة الرئيسية، والبطارية تصبح بسهولة مصدر الطاقة؛عندما تعود الشبكة، المصلحين استئناف وإعادة شحن البنك.
7الإشراف. جهاز مراقبة يتتبع التوترات والتيارات ودرجات الحرارة والأنذارات، ويعرضها عن بعد عبر RS485، Modbus، SNMP أو Ethernet.
نظرًا لأن كل وحدة محرّك تقوم بنفس التحويل بالتوازي ، فإن النظام وحداتي جوهريًا: حيث تزداد القدرة من خلال إضافة وحدات ، وتزداد الموثوقية من خلال إضافة الازدحام.

المكونات الرئيسية لـ 48 فولتنظام تصحيح الاتصالات
وحدات المصلحات: محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد نفسها. قابلة للتبادل الساخن ، عادة ما تكون وحدات 1U مثبتة على الرف مع قدرة تقديرية حوالي 2.2 كيلوواط لكل منها ، يتم نشرها في ترتيبات N + 1 أو N + M.
وحدة المراقبة / التحكم: تقيس جهد الحافلة والتيار ، وتدير شحن البطارية ، وتثير الإنذارات ، وتبلغ مراكز تشغيل الشبكة عبر واجهات قياسية.
بطارية البطارية VRLA أو سلاسل ليثيوم أيون (LiFePO4 مع BMS) متصلة مباشرة بالقطار المتردد ، مقاسة للحكم الذاتي الاحتياطي المطلوب.
توزيع التيار المباشر ‬ مفكّكات أو فيوز تغذي كلّ حمولة، بالإضافة إلى منطق فك الجهد المنخفض (LVD/BLVD) الذي يزيل الأحمال لحماية البطاريات من الإفراز العميق.
وحدة مدخلات التيار المتردد ‬حماية وتبديل المصابيح الكهربائية والمولد ومدخلات الطاقة الشمسية الاختيارية ‬الباب الأمامي لمحطة توليد الكهرباء
مسار شاحن البطارية ليس مربعًا منفصلًا: الشحن هو وظيفة وحدات المباشر والتحكم تعمل معًا على الحافلة المشتركة.

مبرر الاتصالات 48 فولت: المواصفات الرئيسية في لمحة

كفاءة المصلحات الحديثة 48 فولت للاتصالات
كل نقطة مئوية من خسارة التحويل تصبح حرارة، وكل واط من الحرارة يتطلب المزيد من الطاقة لإزالة الحرارة بالإضافة إلى خزانات أكبر ومزيد من الديزل في المواقع خارج الشبكة.لذا فإن الكفاءة هي المواصفات الأكثر مشاهدة في طاقة الاتصالات الحديثة.

الموثوقية: N + 1 الاستعاضة والتبادل الساخن
أهداف توافر الاتصالات خمسة تسعة (99.999٪) وما وراء ترك تقريبا أي مجال لفشل الكهرباء. يحقق نظام المصلح هذا من خلال الهندسة المعمارية بدلا من الحظ:
N + 1 / N + M إضافية. يتم قياس النظام مع وحدة محاكاة واحدة (أو أكثر) أكثر مما يتطلبه الحمل الكامل. يمكن لأي وحدة واحدة أن تفشل دون أن تلاحظ الوحدات المتبقية حتى انخفاض الجهد.
التبادل الساخن بدون توقف بفضل أجهزة التحكم بالصمام وتقاسم الحمل النشطيتم فصل الوحدة الفاشلة واستبدالها بينما يبقى الحافلة قيد التشغيل.
مع البطارية على الحافلة، حتى فشل الشبكة الكاملة أو انقطاع محكّم كامل يتم سدّه على الفور بالطاقة المخزنة.
حماية البطارية: منطق فك الجهد المنخفض (LVD / BLVD) يفصل أو يزيل الأحمال عند عتبة محددة بحيث لا يتم تفريغ البطاريات عميقاً للتدمير.
تصميم درجة حاملة، وحدات المصلح مصممة لعدد عال من المراوح مع مروحة زائدة،تحمل واسع للإدخال وتغطية شاملة للإنذار أنظمة نموذجية تعرض عشرات حالات الإنذار لمراقب جهاز التحكم.
قاعدة الإبهام لتحديد الحجم: حساب الحد الأقصى للحمل في الحالة الثابتة، إضافة الطلب على شحن البطارية، قسمة حسب تصنيف الوحدة، وتدوير،ثم إضافة ما لا يقل عن وحدة احتياطية واحدة ذلك هو تكوين N + 1 أن معظم المشغلين نشر.
أينأنظمة تصحيح الاتصالات 48 فولتتستخدم
محطات القاعدة الكبيرة كل برج خليوي أو موقع على السطح يعمل أجهزة الراديو الخاصة به (RRU / AAU) ووحدات النطاق الأساسي (BBU) والمسار الخلفي على محطة تصحيح 48 فولت مع بطاريات مقاسها لساعات من الاستقلال الذاتي.
الخلايا الصغيرة ومواقع الجيل الخامس: توزيعات أكثر كثافة وأقل طاقة لا تزال تتطلب نفس التوافر: غالبًا في الخزانات ذات المساحة المحدودة ، مما يفضل وحدات عالية الكفاءة عالية الكثافة.
المكاتب المركزية والتبادلات محطات توليد الكهرباء الكبيرة متعددة الرفوف التي تغذي الآلاف من بطاقات الخط والمفاتيح من حافلة 48 فولت شائعة.
تستخدم أنظمة الهوائيات الموزعة وشبكات الكابلات نفس الهندسة المعمارية المتواصلة لتشغيل الإلكترونيات النشطة في الميدان.
المواقع خارج الشبكة والهيبريدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية بالإضافة إلى المكيف بالإضافة إلى بطارية توبولوجيات خفض استهلاك الديزل؛ المكيف لا يزال يضمن شبكة / توليد التشغيل المشترك عندما تكون متاحة.
مراكز البيانات والحافة: تطبق إصدارات مراكز البيانات نفس فلسفة التيار المستمر المكونة من وحدات إلى +240 فولت HVDC ، ولكن مبدأ المُعدي + البطارية على الحافلة متطابق.

الأسئلة الشائعة
س: ما هو الفرق بين نظام مُعدي الاتصالات و UPS؟
يوفر UPS AC: البطاريات تقع وراء عاكس يجب أن يتحول عند فشل الشبكة. يوفر نظام تصحيح الاتصالات 48 فولت DC مباشرة: وحدات التصحيح تغذي حافلة −48 فولت ،وبنك البطارية متصل مباشرة إلى نفس الحافلةلا يوجد عاكس في المسار الحرج ولا مفتاح نقل البطارية تتولى مع صفر وقت التبديل
س: لماذا طاقة الاتصالات هي -48 فولت DC وليس +48 فولت أو 24 فولت؟
48 فولت توازنات السلامة ومقياس الكابلات وكيمياء البطارية (أربعة خلايا 12 فولت في سلسلة)والقطبية السلبية مع محطة إيجابية متأرجحة توفر حماية كاتودية التي تقمع التآكل الكهربائي للموصلاتيتم توحيد الواجهة بواسطة ETSI EN 300 132-2 ، مع معدات تقبل عادة 36 ٪ 72 فولت DC.
س: ما معنى إضافية N + 1 في نظام المصلح؟
يتم تحديد حجم النظام بموجب وحدة محاكاة واحدة أكثر من العدد المطلوب لحمل الحمل الكامل.والباقي يبقي الحافلة حتى بينما يتم تبديل الوحدة الفاشلة ساخنة صيانة دون وقت توقف.
س: ما هو الجهد الذي يخرجه محول الاتصالات؟
الخروج الاسمي هو -48 فولت DC. أثناء التشغيل العادي يتم الاحتفاظ بالخروج في فولت العائمة للبطارية حوالي -53.5 فولت ،والوحدات عادة ما تكون قابلة للتعديل عبر ما يقرب من 42 إلى 58 فولت لدعم أنظمة شحن مختلفة.
س: ما مدى كفاءة مُصَوِّرات الاتصالات الحديثة؟
عادةً ما تتجاوز كفاءة المكيفات عالية الترددوقد تم الإبلاغ عن تصاميم السيليكون ذات الفجوة العريضة (SiC/GaN) أعلى من 98% في ظروف المختبر مقابل حوالي 92-95% في تصاميم السيليكون القديمة..