Fernbetrieb von 5G-Kleinstellen in ländlichen Netzen

Stromversorgung für abgelegene 5G-Small Cells in ländlichen Netzen

Die Situation

Ein regionaler Telekommunikationsbetreiber setzte 5G-Small Cells in ländlichen Gebieten ein. Die Standorte hatten keine Klimatisierung, keinen Drehstromanschluss und waren in kompakten Außenschränken untergebracht. Innerhalb von drei Monaten kam es beim Betreiber zu Standortausfällen, Gleichrichterausfällen und einer schnellen Batteriedegradation, die weit über den Erwartungen lag.

Die Herausforderungen

Die Netzinstabilität war das Hauptproblem. Die Eingangsspannungen fielen während der Spitzenlasten weit unter die Nennwerte. Der spezifizierte Gleichrichter benötigte eine Mindestspannung, um die volle Leistung zu liefern – darunter schaltete er ab oder reduzierte seine Kapazität. Das Ergebnis waren Tiefentladungen der Batterie, vorzeitige Ausfälle und Standortausfälle.

Hohe Temperaturen verschärften das Problem. Die Innentemperaturen der Schränke erreichten Temperaturen, die die Nennleistung des Systems überstiegen. Das Datenblatt des Systems beanspruchte einen breiten Betriebsbereich, aber die volle Leistung wurde nur bis zu einer niedrigeren Schwelle garantiert. Darüber hinaus lieferte das System deutlich weniger als die Nennleistung.

Begrenzter Platz und abgelegene Standorte erhöhten den Druck. Die Standorte waren weit von Servicezentren entfernt und über schwierige Straßen erreichbar. Jeder ungeplante Besuch war mit hohen Reisezeiten und Arbeitskosten verbunden.

Die Lösung

Der Betreiber wählte das ET48150, ein 1U 19-Zoll-Stromversorgungssystem, das für Small Cell- und Übertragungsanwendungen entwickelt wurde.

Der 1U-Formfaktor sparte Platz im Schrank. Mit 96,6 % Wirkungsgrad gibt es deutlich weniger Wärme ab als herkömmliche Systeme mit 94 % Wirkungsgrad. In Schränken ohne Klimatisierung bedeutete dies niedrigere Innentemperaturen und eine längere Lebensdauer der Komponenten.

Der weite Eingangsspannungsbereich war entscheidend. Im Gegensatz zu Systemen, die unterhalb des Nennwertes ausfallen, bleibt dieses Gerät über ein breites Eingangsfenster voll funktionsfähig und eliminiert Ausfälle durch Spannungseinbrüche.

Die volle Leistung wird bei Temperaturen garantiert, die den tatsächlichen Bedingungen des Standorts entsprechen, sodass keine Leistungsreduzierung erforderlich war. Oberhalb bestimmter Höhen wendet das System eine klare Leistungsreduzierungsformel an, die für zukünftige Erweiterungen in Hochlagen nützlich ist.

Das N+1-Moduldesign verwendet Hot-Swap-fähige Gleichrichter, sodass ein einzelner Modulausfall den Standort nicht offline nimmt. Die Frontzugangsverkabelung vereinfacht die Installation. Die Fernüberwachung über Standardkommunikationsschnittstellen ermöglicht es dem Netzwerkbetriebszentrum, den Status zu verfolgen und Alarme zu empfangen – wodurch routinemäßige Standortbesuche entfallen.

Die Ergebnisse

Der weite Eingangsspannungsbereich eliminierte durch Spannungseinbrüche verursachte Ausfälle. Der hohe Wirkungsgrad senkte die Schranktemperaturen. Die modulare Redundanz verhinderte Single-Point-of-Failure. Die Fernüberwachung reduzierte die Dispatch-Kosten und verbesserte die Reaktionszeiten.

Was dies demonstriert

In vielen Regionen sind extreme Umweltbedingungen die Norm, nicht die Ausnahme. Versteckte Leistungsreduktionskurven und enge Eingangsfenster führen zu Leistungseinbußen. Der Wirkungsgrad ist eine Zuverlässigkeitsmetrik – jedes Watt Abwärme verkürzt die Lebensdauer der Komponenten. Eine weite Eingangsspannungs-Toleranz ist für ländliche Standorte kein optionales Extra. Modulare Redundanz und Fernverwaltung amortisieren sich durch vermiedene Serviceanrufe.

Schlussfolgerung

Für Betreiber in verschiedenen Regionen lautet die entscheidende Frage nicht: „Erfüllt dies das Datenblatt?“, sondern: „Liefert dies die volle Leistung bei erhöhten Temperaturen, bei niedrigen Eingangsspannungen, in einem kompakten Formfaktor, mit Fernüberwachung?“ Systeme, die diese Fragen mit Ja beantworten, reduzieren die Gesamtbetriebskosten und unterstützen eine zuverlässige Netzerweiterung.