چرا افزونگی N+1 در سیستم های قدرت مخابراتی مهم است؟

شبکه‌های مخابراتی به صورت شبانه‌روزی و بدون وقفه کار می‌کنند. ایستگاه‌های پایه، کابینت‌های ارتباطی هسته و بارهای DC در مراکز داده به منبع تغذیه پایدار ۲۴/۷ نیاز دارند. حتی یک قطعی برق کوتاه مدت نیز ممکن است تماس‌های صوتی را مختل کند، دسترسی به پهنای باند موبایل را غیرفعال کند و منجر به نقض توافق‌نامه‌های سطح خدمات سختگیرانه شود. به همین دلیل افزونگی N+1 به استاندارد طراحی اصلی برای سیستم‌های مدرن برق مخابرات تبدیل شده است.
به زبان ساده، N+1 به این معنی است که سیستم مجهز به یک ماژول یکسو کننده اضافی ماژول یکسو کننده فراتر از تعداد مورد نیاز برای مدیریت بار کامل است. در حالت عملیاتی عادی، تمام ماژول‌ها به صورت موازی کار می‌کنند و جریان را به طور مساوی تقسیم می‌کنند. اگر یک ماژول خراب شود یا نیاز به نگهداری داشته باشد، ماژول‌های N باقی‌مانده به طور خودکار بار کامل را بدون قطع برق تجهیزات مخابراتی بر عهده می‌گیرند.
افزونگی N+1 به طور گسترده در سناریوهای مخابراتی پذیرفته شده است. این افزونگی معمولاً برای ایستگاه‌های پایه ماکرو 5G در فضای باز، ایستگاه‌های پایه میکرو توزیع شده داخلی، اتاق‌های ارتباطی لبه، اتاق‌های کامپیوتر هسته اپراتورها، کابینت‌های شبکه ارتباطی خصوصی، سایت‌های ارتباطی در امتداد بزرگراه‌ها و در تونل‌ها، و همچنین سیستم‌های منبع تغذیه HVDC برای مراکز داده کوچک و متوسط مستقر می‌شود. این سایت‌ها به طور گسترده توزیع شده‌اند، بسیاری در مکان‌های دورافتاده با چرخه‌های تعمیر خطا طولانی و الزامات سختگیرانه برای تداوم برق، که افزونگی N+1 را برای نیازهای قابلیت اطمینان آنها کاملاً مناسب می‌سازد.
مزیت اصلی آن جلوگیری از خرابی ناشی از خرابی‌های تک نقطه‌ای است. ماژول‌های یکسو کننده پرخطرترین اجزا در قفسه‌های برق ماژولار هستند. بدون پشتیبان N+1، یک واحد معیوب می‌تواند کل قفسه برق را خاموش کرده و ایستگاه پایه را آفلاین کند. بسیاری از سایت‌های 5G در حومه دورافتاده، مناطق کوهستانی و در امتداد بزرگراه‌ها قرار دارند، جایی که تعمیرات در محل می‌تواند زمان زیادی ببرد. N+1 خطرات قطعی ناشی از یک ماژول معیوب را از بین می‌برد و به اپراتورها کمک می‌کند تا به هدف آپ‌تایم ۹۹.۹۹۹٪ مورد نیاز صنعت مخابرات دست یابند.
ثانیاً، امکان نگهداری با قابلیت تعویض در حین کار را فراهم می‌کند. ماژول‌های یکسو کننده افزونه واجد شرایط از حذف و تعویض زنده پشتیبانی می‌کنند. در طول بازرسی‌های معمول یا تعویض خطا، تکنسین‌ها نیازی به خاموش کردن کل سیستم برق یا قطع بسته پشتیبان باتری ندارند. این امر به طور قابل توجهی خطرات نگهداری را کاهش می‌دهد و هزینه‌های نیروی کار O&M را برای سایت‌های مخابراتی توزیع شده متعدد کاهش می‌دهد.
ثالثاً، قابلیت اطمینان و هزینه کل را متعادل می‌کند. در مقایسه با طرح افزونگی 2N که آرایه کامل برق را تکرار می‌کند، N+1 فقط یک ماژول یدکی اضافه می‌کند. این افزونگی تحمل خطای کافی را با هزینه سخت‌افزار و انرژی معقول برای اکثر کاربردهای مخابراتی ارائه می‌دهد. در همین حال، اشتراک‌گذاری بار باعث می‌شود هر ماژول از کار در ظرفیت کامل خودداری کند، تنش حرارتی را کاهش داده و عمر مفید کل بانک ماژول را افزایش دهد.
رابعاً، از گسترش ظرفیت انعطاف‌پذیر پشتیبانی می‌کند. با رشد ترافیک و افزودن واحدهای رادیویی جدید، اپراتورها می‌توانند ماژول‌های یکسو کننده اضافی را گام به گام نصب کرده و پیکربندی N+1 را مطابق با آن تنظیم کنند. نیازی به تعویض کل کابینت برق در طول ارتقاء شبکه نیست، که با ریتم ساخت و ساز مرحله‌ای شبکه‌های 5G و ارتباطات لبه مطابقت دارد.
لازم به ذکر است که افزونگی N+1 فقط برای مدیریت خطاهای تک ماژول طراحی شده است. این افزونگی نمی‌تواند در برابر خرابی‌های همزمان چند ماژول، خرابی کنترلر یا از دست دادن ورودی AC محافظت کند. این افزونگی در کنار بانک‌های باتری برای ایجاد یک معماری کامل حفاظت از برق برای سایت‌های مخابراتی کار می‌کند.
شرکت Tonhe Electronics ماژول‌های یکسو کننده افزونه N+1 بالغ را برای سیستم‌های برق DC مخابرات ارائه می‌دهد. ماژول‌های یکسو کننده سری TH 48V آن، از جمله TH48T75NZ-S، TH48D50NZ-S-3 و TH48D30NZ-S-2، کنترل کاملاً دیجیتال و توپولوژی سوئیچ نرم LLC با راندمان بالا را اتخاذ می‌کنند. آنها از اشتراک‌گذاری خودکار جریان، تعویض در حین کار و پیکربندی موازی N+1 پشتیبانی می‌کنند، با حداکثر راندمان ۹۷.۵٪ و محدوده ورودی AC گسترده. این ماژول‌ها که به طور گسترده در ایستگاه‌های پایه 5G، کابینت‌های ارتباطی و سیستم‌های HVDC برای مراکز داده استفاده می‌شوند، برق افزونه پایدار درجه مخابراتی را برای اپراتورهای مخابراتی جهانی ارائه می‌دهند.ماژول‌های یکسو کننده