Tủ thiết bị ngoài trời: Thiết kế cho việc triển khai trạm cơ sở không có phòng

Tình huống

Một nhà mạng viễn thông đang mở rộng phạm vi phủ sóng tới các khu vực ngoại ô và nông thôn đang đánh giá xem có nên tiếp tục xây dựng các trạm thiết bị truyền thống hay chuyển sang triển khai dựa trên tủ ngoài trời. Phương pháp truyền thống — xây dựng một tòa nhà nhỏ để chứa thiết bị điện, truyền dẫn và pin — đã phục vụ mạng lưới tốt trong nhiều năm, nhưng chi phí ngày càng khó biện minh.

Việc xây dựng trạm yêu cầu mua đất, công trình dân dụng, vật liệu xây dựng và lắp đặt hệ thống kiểm soát khí hậu. Quá trình này mất hàng tháng và chi phí cho mỗi địa điểm là đáng kể. Đối với một mạng lưới yêu cầu hàng trăm địa điểm mới, mô hình này không bền vững.

Nhà mạng bắt đầu đánh giá các tủ thiết bị ngoài trời như một giải pháp thay thế.

Thách thức

Không gian và Mật độ thiết bị

Mỗi địa điểm yêu cầu không gian cho thiết bị chuyển đổi nguồn, lưu trữ pin, thiết bị truyền dẫn và hệ thống giám sát. Trong một trạm truyền thống, những thứ này chiếm các giá đỡ riêng biệt với khoảng trống rộng rãi. Tủ ngoài trời sẽ cần chứa cùng một thiết bị trong một diện tích nhỏ hơn đáng kể.

Bảo vệ môi trường

Tủ ngoài trời phải đối mặt với các điều kiện mà trạm trong nhà không bao giờ gặp phải: bức xạ mặt trời trực tiếp, mưa lớn, bụi, sương muối ở các khu vực ven biển và nhiệt độ khắc nghiệt. Tủ phải duy trì môi trường bên trong ổn định cho các thiết bị điện tử nhạy cảm trong khi chống lại các tác động bên ngoài này.

Quản lý nhiệt

Thiết bị tạo ra nhiệt. Trong một tủ ngoài trời kín, nhiệt tích tụ trừ khi được loại bỏ chủ động. Thiết kế tủ phải có hệ thống làm mát — máy điều hòa không khí, bộ trao đổi nhiệt hoặc quạt — mà không ảnh hưởng đến lớp niêm phong môi trường.

An ninh

Tủ ngoài trời có thể tiếp cận với công chúng. Chúng phải chống lại các nỗ lực trộm cắp, phá hoại và truy cập trái phép trong khi vẫn có thể bảo trì bởi các kỹ thuật viên được ủy quyền.

Khả năng tiếp cận bảo trì

Các kỹ thuật viên phải có khả năng tiếp cận thiết bị để lắp đặt, cấu hình và sửa chữa. Trong một tủ nhỏ gọn với thiết bị dày đặc, khả năng tiếp cận là một hạn chế thiết kế ảnh hưởng đến bố cục và vị trí linh kiện.

Giải pháp

Nhà mạng đã chọn các tủ thiết bị ngoài trời được thiết kế để triển khai trạm gốc không cần phòng.

Xây dựngsử dụng thép mạ kẽm chống ăn mòn với lớp phủ bột chống ăn mòn để chống tia UV và sương muối. Cấu trúc hàn một mảnh bao gồm lớp cách nhiệt chống cháy bên trong có độ dẫn nhiệt thấp, giảm truyền nhiệt từ bức xạ mặt trời đồng thời bảo vệ chống cháy.

Niêm phong môi trườngđạt được chứng nhận IP55, có nghĩa là tủ được bảo vệ chống bụi và chống lại các tia nước từ mọi hướng. Lối vào và lối ra cáp ở đáy tủ ngăn nước xâm nhập qua các lỗ thông cáp.

Cấu hình giá đỡsử dụng không gian giá đỡ tiêu chuẩn 19 inch hoặc 21 inch, chứa thiết bị từ nhiều nhà cung cấp. Các ngăn có thể được cấu hình cho thiết bị, pin hoặc chức năng kết hợp tùy thuộc vào yêu cầu của địa điểm.

Quản lý nhiệtđược cung cấp thông qua các tùy chọn làm mát gắn trên cửa. Tùy thuộc vào điều kiện địa điểm và tải nhiệt bên trong, tủ có thể được trang bị máy điều hòa không khí, bộ trao đổi nhiệt hoặc cả hai. Hệ thống làm mát duy trì nhiệt độ bên trong trong phạm vi hoạt động của thiết bị bên trong.

An ninhđược giải quyết thông qua bản lề tích hợp âm và cơ chế khóa ba điểm. Hệ thống khóa cung cấp khả năng chống trộm đồng thời duy trì tính toàn vẹn của lớp niêm phong cửa.

Tiếp đấtđược thiết kế cẩn thận để cung cấp sự bảo vệ hiệu quả cho thiết bị bên trong tủ, một yếu tố quan trọng đối với các địa điểm ở những khu vực có hoạt động sét đánh.

Kết quả

Nhà mạng đã triển khai các tủ thiết bị ngoài trời trên khu vực mở rộng của mình và quan sát thấy:

Việc giảm thời gian xây dựng cho phép nhà mạng đẩy nhanh tiến độ triển khai. Các địa điểm lẽ ra phải mất hàng tháng để xây dựng đã được đưa vào hoạt động trong vài ngày. Yêu cầu mua đất đã giảm, đơn giản hóa việc mua sắm địa điểm.

Các tủ duy trì điều kiện bên trong ổn định qua các biến đổi nhiệt độ theo mùa và các sự kiện thời tiết. Thiết bị hoạt động trong phạm vi nhiệt độ quy định và không có sự cố nào liên quan đến môi trường được báo cáo trong thời gian quan sát.

Trường hợp này cho thấy điều gì

Các tủ thiết bị ngoài trời cho phép triển khai trạm gốc không cần phòng mà không ảnh hưởng đến việc bảo vệ thiết bị. Điều quan trọng là phải khớp thông số kỹ thuật của tủ với các điều kiện địa điểm thực tế.

Đối với các nhà mạng đang đánh giá tủ ngoài trời, các thông số kỹ thuật quan trọng là xếp hạng bảo vệ, khả năng quản lý nhiệt, cấu hình giá đỡ và các tính năng bảo mật. Tủ phải có kích thước phù hợp với thiết bị mà nó sẽ chứa, với công suất làm mát phù hợp với tải nhiệt thực tế dưới hồ sơ nhiệt độ môi trường của địa điểm.

Tính mô-đun cũng quan trọng. Các tủ chấp nhận thiết bị gắn trên giá tiêu chuẩn từ nhiều nhà cung cấp giúp bảo tồn tính linh hoạt trong mua sắm và đơn giản hóa việc dự phòng. Các cấu hình ngăn có thể được điều chỉnh cho các kết hợp thiết bị khác nhau cho phép một thiết kế tủ duy nhất phục vụ nhiều loại địa điểm.

Đối với các nhà mạng mở rộng sang các khu vực mà việc xây dựng trạm truyền thống không khả thi hoặc không kinh tế, các tủ thiết bị ngoài trời cung cấp một mô hình triển khai giúp giảm chi phí và đẩy nhanh tiến độ triển khai đồng thời duy trì sự bảo vệ môi trường mà thiết bị viễn thông nhạy cảm yêu cầu.