基站领跑通信节能

2019-10-27 版权声明 举报文章

基站领跑通信节能

移动通信发展迅猛,运营商对能耗需求不断加大,单一从运维角度节能已不能满足需求。降低基站设备能耗,提高稳定性已成为关注重点。

中国移动和中国联通的运维支出报告显示:仅2007年中国移动电费支出就达76亿元人民币,中国联通也高达45亿元,电费支出几乎占据了两家移动运营商80%以上的运维费用。这个数字还在随着中国移动和中国联通网络的快速扩张而迅猛增长。

据中国移动综合部的孙佰介绍,中国移动2006年保有基站约25万个,至2007年,基站数目就已达30.7万个。基站数量的激增,加大了对能源的消耗,根据中国移动内部提供的耗能分析图表显示,目前基站耗能占据73%,这其中基站主设备耗电占据51%,基站空调耗电占据46%,其他配套设备耗电3%。

可见,若想从根本上降低基站耗电,节约运营成本,只有从机房主设备和空调入手。目前,通过空调乙二醇双冷等技术已经可以充分降低空调耗能,所以,基站主设备节能成为最大的突破口,也是运营商关注的重点。

节能不能只关注基站功耗

事实上,通过对移动运营商生产需求分析,设备制造商很早就意识到基站节能对于运营商运维成本降低的重要性,目前已经出现了很多成熟产品。

由于实力和经验相当,目前各大设备商使用的节能技术和节能方案差别不大,主要集中提升基站功放能效,采用节能软件降低基站运行能耗,各类绿色洁净能源的采用(如风能、太阳能、生物能源等)、改进基站站点设计等。

目前,这三家设备制造商的最新主打基站产品都在采用较为先进的多载波功放技术(MCPA),可以大幅度降低每载频的能耗。根据资料显示,通过采用双密度载频,S4/4/4配置的GSM基站能耗从1800W迅速降到1000W左右,能耗节省高达40%以上。据华为中国区无线Mar-keting部CTO周建国表示,目前华为已经实现在单模块内最多支持6个载频,正在四川、青海等地进行测试和商用验证。爱立信也正在开发这样的基站,据介绍,对比2载频,这种新技术将节能40%以上。

目前运营商在进行节能测试时,过多地将目光集中在单一设备功耗上,而没有从基站整体考虑能耗。“这种方式是不合理的,有些时候尽管产品功放效率较高,但如果基站的整体设计不好,很可能要达到同样的通信质量和覆盖范围,设备能耗一样很高。”爱立信无线解决方案专家章正珊表示。但好在目前,中国移动设计院已经意识到基站节能不能只关注功放,还要关注整体基站设计。

由于分布式基站4载频配置下平均能耗仅550W,基带与射频单元之间采用光纤传输,无馈线损耗,覆盖效果与传统宏基站相当,自然散热技术则省去了温控能耗,且占地面积小,安装快捷,能够广泛应用于室内覆盖、城区选址困难区域、热点覆盖等场景。由于分布式基站具有如此多的优势,中国移动已经明确表示,会进一步扩大分布式基站的应用场景,目前爱立信、华为正在内蒙古、广东、贵州、四川等地进行测试和验证。

软件节能优于硬件

降低设备的载频能够有效降低功耗,于是出现很多运维人员通过长时期观测载频使用情况,人为在“闲时”开关载频来达到节能的现象,虽然效果显著,但这样既浪费人力,同时也大大降低了基站的应急能力。

目前各大厂商提供的节能软件改变了这种情况,让老旧基站焕发出新的节能活力。通过负载平衡能耗,在闲时将设备设定为节能状态,当话务量突增时,可以自动转化为正常状态。章正珊表示,爱立信的“PowerSaving”软件解决方案可以根据话务量的变化自动对实际需要的载频数量进行控制,从而达到降低基站能耗的目的,该功能可以应用于爱立信1994年后出产的所有基站产品上。而华为的绿色节能软件已经能够达到时隙开关,主要应用在华为GSM3012、3006G等主打产品上。诺基亚的NetActServiceQualityManager也有相同的功效。

对于移动运营商来说,相对于硬件的投入,软件的投入可以有效解决现有基站的节能问题,同时具有成本低,便于维护等特点,可以说是运营商最佳节能投入。

另外,新能源的应用对于基站的稳定性提出了更高的要求,风能和太阳能等不稳定电力源,要求基站设备能够有更强壮的生命力。具周建国介绍,目前中国移动“绿色行动计划”已经选择了爱立信和华为在内蒙古等省市,针对太阳能的基站展开测试,检验基站设备的稳定性。

网络规划与设备功耗同等重要

在整体网络规划上,专家提出了“需求-设计-研发-制造-供应链-部署-回收-需求”等闭环周期节能系统,如华为的“E2E绿色设计方案”、爱立信的LCA绿色计划等计划也都是全生命周期评估的典范。

有着丰富工程经验的章正珊认为,基站节能的重点不应放在基站技术的升级上,而是应该放在网络规划中。“一个好的网络规划,在不影响用户通话质量和减少覆盖的基础上,可以最大限度地减少基站数量。这对于运营商来说,不但可以减少初期成本投入,同时也可以减少后期维护成本。”

据专家经验估计,让一个经验丰富的网络设计专家从最初即参与整体网络规划,可以将无线站点的数量减少30%~50%。

按目前网络基站设备2.5KW(GSM、CDMA基站平均能耗)来计算,每减少一个基站,每年可以减少耗能21900度电。

但是目前运营商还没有完全认识到网络规划在节能减排工作中的重要性,曾有中国联通地方运维人员对记者抱怨:“节能减排不能光靠在后期运维上下功夫,运维能够减少的能耗很少。节能减排要从新建基站网络规划抓起。由于没有良好的规划,造成现在后期维护上能源消耗过多的现象还很多。”

在中国移动“绿色行动计划”重点工作矩阵图中,可以看出他们并没有将网络规划作为降低能耗的主要领域。业内专家解释说,由于这种方式的可实施难度大,投入规划成本大等问题,还是需要市场的考验。

向无空调基站挑战

据统计,温度从24度上调到28度时,基站节能效果将提高3%~8%。但是在目前的基站内,都有最高温度上限的设置,不能轻易调高基站温度。

中国移动绿色行动计划负责人秦光泽对记者表示,现在的基站设备已经能够适应普通的高温运行,之所以设定基站顶限温度――25℃,主要是考虑不影响基站内蓄电池的寿命,蓄电池在高温下不能正常运行,如遇断电等情况,会对网络安全运行带来威胁。

目前产业链各方正在行动,试图解决这个问题。中国移动也和有关厂商联系,试图研发出小型冷冻设备,将基站中的设备保护起来,这样就可以将基站内空调取消,来达到最大节能的目的。

如果将空调真正取消,就需要基站设备具有抗高温的特性。各大设备厂商都在加紧提高设备的上限温度。据章正珊介绍,目前爱立信已经能够保证基站在50℃正常工作;周建国也表示,华为的高效基站也能在实验室内达到高温50℃~60℃之间;诺基亚西门子通过测算将环境提高到40℃,利用现有基站设备能够最高节约30%的能耗。

移动通信的迅猛发展,在短时间内不会发生改变,面对我国另外8亿潜在手机用户,中国移动通信的发展还尚未步入繁荣期。章正珊表示,尽管通信行业不是耗能最高的企业,但如果能够从网络规划、站点设计、产品节能结构设计入手,在未来移动通信的发展过程中,节能空间还是非常巨大的,低碳经济的发展还是十分有前景的。

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