近年來世界范圍的地震、臺(tái)風(fēng)、洪澇等各種地質(zhì)氣象災(zāi)害頻發(fā)。因供電中斷、光纜受損，通信失聯(lián)，極大影響抗災(zāi)救險(xiǎn)工作。中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)在“5.12”大地震后首先提出建設(shè)一批可以對(duì)抗地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)、冰雪等地質(zhì)氣象災(zāi)害的特殊通信基站——超級(jí)基站。
目前，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)在全國(guó)部署建設(shè)了超過1500個(gè)抗災(zāi)超級(jí)基站，分布在全國(guó)各地（江蘇約30多個(gè)）。超級(jí)基站作為中國(guó)移動(dòng)在抗災(zāi)減災(zāi)、保障通信方面的有益探索正發(fā)揮積極的作用。據(jù)了解，超級(jí)基站的設(shè)計(jì)目的是“地震震不倒、洪水淹不著，臺(tái)風(fēng)吹不垮、冰雪凍不壞”。
但是，超級(jí)基站依然受到供電續(xù)航能力的限制，引入綠色環(huán)保、節(jié)能減排、超長(zhǎng)時(shí)間供電的新一代清潔能源氫（甲醇）燃料電池作為通信網(wǎng)絡(luò)的后備/應(yīng)急電源，被認(rèn)為是可行方式。中國(guó)移動(dòng)江蘇公司宿遷分公司(宿遷移動(dòng))對(duì)此進(jìn)行了試點(diǎn)，效果顯著。
與此同時(shí)，甲醇燃料電池裝備超級(jí)基站應(yīng)用，雖然提升應(yīng)急保障躍上新的臺(tái)階，但只能維持百人以內(nèi)的緊急通話，而創(chuàng)新“超級(jí)應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)”的思路和預(yù)案，將原單一超級(jí)基站功能和容量將擴(kuò)大至成千上萬倍。
超級(jí)基站供電能力存上升空間
超級(jí)基站屋頂安裝衛(wèi)星天線提供傳輸通道，站內(nèi)通信設(shè)備按常規(guī)配置，傳輸實(shí)現(xiàn)光纖雙路由保護(hù)，且基本構(gòu)成區(qū)域全環(huán)網(wǎng)路，裝備大容量膠體蓄電池和柴油發(fā)電機(jī)。平時(shí)，衛(wèi)星天線分配2M傳輸與北京總部衛(wèi)星調(diào)度指揮中心握手溝通，設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)。
當(dāng)緊急狀態(tài)發(fā)生時(shí)，如地面超級(jí)基站傳輸與核心交換機(jī)房鏈路中斷時(shí)，傳輸可自動(dòng)切換到衛(wèi)星鏈接2M通道，并支持本地交換、無線Abis傳輸、擁塞觸發(fā)HLR、接入等級(jí)控制等功能，可以維持該超級(jí)站覆蓋區(qū)域內(nèi)指定授權(quán)手機(jī)間相互通話及并與外界通信。如果地區(qū)核心機(jī)房也遇故障或破壞，依然可以通過北京衛(wèi)通站進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，最后還有直接衛(wèi)星電話。
但這一切必須在有電的基礎(chǔ)上。超級(jí)基站其他抗災(zāi)優(yōu)勢(shì)是：按照10級(jí)防震需求框架設(shè)計(jì)，抗震好；二層機(jī)房設(shè)備高于地面4米，防洪澇；大容量蓄電池+固定柴油發(fā)電機(jī)后備電源系統(tǒng)，配置高；供電續(xù)航能力基本滿足對(duì)抗自然災(zāi)害的初期要求（其傳輸構(gòu)架如圖1所示）。
因此，如果災(zāi)難期間超級(jí)基站外部供電線路因?yàn)?zāi)受損中斷，依賴大容量蓄電池為通信、傳輸和衛(wèi)星設(shè)備只能提供約20小時(shí)左右的電源，如外電難以短期恢復(fù)，則需要通信維護(hù)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)小型燃油發(fā)電機(jī)連續(xù)發(fā)電，否則該站將停止運(yùn)行。如果此時(shí)通信設(shè)備或傳輸光纜受損故障，通信部門可以立即組織搶修恢復(fù)，但供電故障只能等待供電部門解決。
宿遷移動(dòng)試點(diǎn)甲醇燃料電池
江蘇省宿遷市位于我國(guó)四大地震活躍帶，又地處古黃河流域平原地勢(shì)，歷史上多曾遭遇洪澇。因此，宿遷移動(dòng)建設(shè)了三座上述超級(jí)基站，于2013年8月在市區(qū)內(nèi)的兩座配備了當(dāng)今世界較先進(jìn)成熟的新能源氫燃料電池（實(shí)為甲醇燃料電池）。
經(jīng)過一年多測(cè)試和試運(yùn)行，驗(yàn)證了其一次性可維持約40~70小時(shí)連續(xù)供電等諸多優(yōu)越特性。如遇緊急狀態(tài)，外部供電難以短期恢復(fù)，兩天后只需維護(hù)人員趕到現(xiàn)場(chǎng)添加事先存放的燃料，供電將持續(xù)10天以上，無需人工值守則能保障該站按需運(yùn)行，超級(jí)基站將發(fā)揮更大的作用。試驗(yàn)期內(nèi)又進(jìn)行了連續(xù)1000小時(shí)不間斷發(fā)電的壓力測(cè)試，達(dá)到預(yù)期效果。
同時(shí)還對(duì)氫燃料電池在通信網(wǎng)絡(luò)各類型站點(diǎn)應(yīng)用開展一系列有益的探索和嘗試，在替代鉛酸蓄電池和燃油發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)環(huán)保減排，在提升基站環(huán)境溫度減少空調(diào)運(yùn)行節(jié)省電能，以及各類重要基站、湖心島站、傳輸匯接和寬帶接入節(jié)點(diǎn)等多個(gè)特殊場(chǎng)景供電保障等方面的應(yīng)用，均取得良好的效果，并在提供優(yōu)質(zhì)通信服務(wù)的基礎(chǔ)上為企業(yè)在帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
通過實(shí)踐，新能源氫燃料電池推廣應(yīng)用，將“顛覆通信傳統(tǒng)后備供電構(gòu)架”和“變革通信行業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)”。
