通信電源システムにおいて N+1 冗長性が重要なのはなぜですか?

通信ネットワークは24時間年中無休で稼働しています。データセンターの基地局、コア通信キャビネット、DC負荷には、安定した24時間年中無休の電源供給が必要です。わずかな停電でも、音声通話が中断されたり、モバイルブロードバンドアクセスが無効になったり、厳格なサービスレベル契約に違反したりする可能性があります。そのため、N+1冗長化が最新の通信用電源システムの主流設計標準となっています。
簡単に言うと、N+1とは、システムに1つの追加の整流器モジュールが、全負荷を処理するために必要な数量を超えて装備されていることを意味します。通常の運用では、すべてのモジュールが並列に動作し、電流を均等に共有します。1つのモジュールが故障したり、メンテナンスが必要になったりした場合でも、残りのN個のモジュールが、通信機器への電力供給を遮断することなく、自動的に全負荷を引き継ぎます。
N+1冗長化は、通信シナリオ全体で広く採用されています。屋外5Gマクロ基地局、屋内分散型マイクロ基地局、エッジ通信ルーム、オペレーターコアコンピュータールーム、プライベート通信ネットワークキャビネット、高速道路やトンネル沿いの通信サイト、中小規模データセンター向けのHVDC電源システムなどに一般的に展開されています。これらのサイトは広く分散しており、多くは長期間の障害修理サイクルと厳格な電力継続性の要件を持つ遠隔地にあり、N+1冗長化はそれらの信頼性要求に完璧に適合します。
その主な利点は、単一点障害によるダウンタイムを回避できることです。整流器モジュールは、モジュラーDC電源シェルフで最も故障しやすいコンポーネントです。N+1バックアップがない場合、単一の故障ユニットが電源シェルフ全体をシャットダウンし、基地局をオフラインにする可能性があります。多くの5Gサイトは、遠隔地の郊外、山岳地帯、高速道路沿いに位置しており、現場での修理には時間がかかる場合があります。N+1は、1つの欠陥モジュールによって引き起こされる停電リスクを排除し、通信業界で要求される99.999%の稼働時間目標の達成を支援します。
第二に、ホットスワップメンテナンスを可能にします。認定された冗長整流器モジュールは、ライブでの取り外しと交換をサポートします。定期的な検査や障害交換中に、技術者は電源システム全体をシャットダウンしたり、バッテリーバックアップパックを切断したりする必要はありません。これにより、メンテナンスのリスクが大幅に軽減され、多数の分散型通信サイトのO&M人件費が削減されます。
第三に、信頼性と総コストのバランスを取ります。完全な電源アレイを複製する2N冗長化スキームと比較して、N+1は1つのスペアモジュールを追加するだけです。ほとんどの通信アプリケーションで、合理的なハードウェアおよびエネルギーコストで十分な耐障害性を提供します。一方、負荷共有により、各モジュールは定格容量のフルで動作せず、熱応力を低減し、モジュールバンク全体のサービス寿命を延ばします。
第四に、柔軟な容量拡張をサポートします。トラフィックが増加し、新しい無線ユニットが追加されるにつれて、オペレーターは追加の整流器モジュールを段階的にインストールし、それに応じてN+1構成を調整できます。ネットワークアップグレード中に電源キャビネット全体を交換する必要はなく、5Gおよびエッジ通信ネットワークの段階的な構築リズムに適合します。
なお、N+1冗長化は単一モジュールの障害のみを処理するように設計されています。複数のモジュールが同時に故障した場合、コントローラーの障害、またはAC入力の損失に対しては保護できません。バッテリーバンクと連携して、通信サイト向けの完全な電源保護アーキテクチャを形成します。
Tonhe Electronicsは、通信用DC電源システム向けの成熟したN+1冗長化された整流器モジュールを提供しています。THシリーズ48V整流器モジュール（TH48T75NZ-S、TH48D50NZ-S-3、TH48D30NZ-S-2を含む）は、完全デジタル制御と高効率LLCソフトスイッチトポロジーを採用しています。自動電流共有、ホットスワップ、および並列N+1構成をサポートし、ピーク効率97.5%、広いAC入力範囲を備えています。5G基地局、通信キャビネット、データセンター向けのHVDCシステムで広く使用されており、世界中の通信オペレーターにキャリアグレードの安定した冗長電源を提供します。