5G基站能耗是个大问题!广州铁塔出资10亿招标基站节能项目

近日,广州铁塔发布了一则关于基站节能的招标项目,预算金额高达103925万元,具体包括94325万元的基站能源管理平台信息化集成服务部分,和9600万元的基站能源节能改造集成服务部分。皆在通过提高基站能源管理能力、基站直供电比例以及基站电费缴纳效能等方式,以实现基站节能。

值得关注的是,合同期限为订单下达之日起3年,这其中便自然包括了5G基站。而通信行业的基站能耗问题历来已久,随着5G的来临,数据流量需求的持续猛增,网络负荷大幅增长,基站耗电、设备散热、节能管理等方面的问题,亟需解决。

5G基站能耗将更高

当今城市里,4G基站的间隔有的不足300米。而由于5G采用的是更高频率,单站覆盖的范围更小,要实现更好更全的覆盖,就需要更密更多的基站。

具体来看,5G时代,密集分布的小基站和Massive MIMO天线将会是5G基站的两大主要特征。预计到2024年,5G小基站的部数量将超过4G小基站;到2025年,得到商用部署的5G小基站将达到1310万个,占到全球所有现网小基站的三分之一以上。

另一方面,5G基站的功耗也在增加。一家运营商在广州、深圳对不同厂家5G基站功耗的实际测试,结果显示5G单站功耗是4G单站的2.5~3.5倍,AAU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。目前单站满载功率近3700W,需对现网电源、配套进行提前扩容。

也就是说,由于5G基站功耗的进一步增大,使得运营商需要对当前几乎所有的机房用电系统进行改造,进以保证电力供给,再加上近年来占据着运营商网络维护成本20%左右的电费支出,毫无疑问,电力问题将成为运营商5G网络投资的巨大压力。

不过,有一种说法是,未来部署了Massive MIMO 技术的5G基站,可能将会有一种比4G基站消耗更少电能的超精益设计——只要没有活跃的5G用户,5G基站就可以智能进入“睡眠模式”。如果真的能够实现应用,也不失为一个好的节能措施。

与此同时,基站节能的科技措施与管理改造也在升级换代。那么截至目前,都有哪些呢?

基站节能“硬”思路:从温控实现

基站自从诞生以来,基本上便一直采用传统的空调制冷方式,且占据了基站总能耗的30%~40%左右。虽然网络技术在不断演进,设备在不断更新,但基站的制冷系统30多年来几乎没有改变,而这种传统的空气冷却系统的能效实在太低。

据了解,诺基亚开发出的液冷基站,区别于传统上通过空气流动的降温冷却方式,创新地利用液体作为冷却剂,从而比空气更有效地散发基站的热量。最终,这套液冷系统可将能耗降低约30%,将二氧化碳排放量减少80%。

早在去年12月,诺基亚已通过与Elisa和Efore公司合作,在芬兰赫尔辛基的一栋公寓大楼里部署了全球首个液冷基站系统。据了解,除了可以实现省电30%,二氧化碳排放量减少80%外,该液冷基站系统还移除了空调和风扇,大大降低了基站运行噪音,并且可回收基站排放的废热,二次应用于公寓大楼的供暖系统。

此外,还有华为的刀片式基站:4G时代,平均一个基站62%的电费被主设备消耗,其它都被温控(空调)、电源系统等使用,也就是站点能效仅62%。而华为的刀片式电源,可让5G站点的温控能耗极大降低。

据了解,华为的刀片式电源系统,可实现自然散热,免于维护,将不再需要空调降热,连风扇也不用,电源系统的效率就是站点能效,效率自然高了许多,不再有过多浪费的电能。

基站节能“软”思路:智能管控

基站节能,除了采用更高的工艺技术、更节能的器件设备,还可以通过智能技术对用电设备进行动态管控。

比如,本次广州铁塔的基站能源节能管理信息化集成服务项目招标,便致力于通过提高基站能源管理能力、基站直供电比例以及基站电费缴纳效能等多方面,以实现基站节能。以及上文提到的超精益设计——只要没有活跃的5G用户,5G基站可以智能进入“睡眠模式”。

此外,通过基站智能锂电错峰,也可以实现节省用电支出。我国多数省份具有谷峰电价,如广东省峰、平、谷电价时段分别为6、10、8小时,电价比例为1.65:1:0.5,其中高峰时段电价是低谷时段的三倍以上。如果是直供电站点,便可以采用智能电源,让站点错峰运行。

值得一提的是,由于电动车行业的高速发展,锂电池成本正在快速下降,5G时代的站点可能将普遍使用锂电池,而直供电已经是站点供电主流,将来站点剩余空间将由锂电池填充,不但电费降了下来,而且因为超长的备电时长,可使当前高昂的应急发电成本大幅下降。

长远来看,5G、云和IoT作为当前ICT行业的热门技术,它们相辅相成,5G也将会使它们的应用发展到极致。据预测,2025年将有85%的企业业务上云,百万级数量的企业数据中心将集中在云上,资源共享也将使能源效率大幅提升,在同样的业务条件下可节省不少的电费。

5G基站节能,是商机更是挑战

客观来看,以上这些产品以及方案,大多处于初始阶段,还未大范围的应用展开。想要真正地实现大规模降低5G能耗,目前还有很长的路要走。

基站节能,是机遇和商机,也是业界的一个严峻挑战,更是摆在5G推进路上的一个重要障碍。加之5G商业模式和需求仍然不甚明朗,运营商很难有动力进行大规模建设。不过,就如任正非所言:5G有非常多的内涵,这些内涵的发生还需要更多需求的到来,还需要很长的时期,不要把5G想象成海浪一样。

历史的车轮滚滚向前,我们需要5G,也需要节能高效的5G。5G想要实现大规模商用部署,需要广大厂商的创新研发,需要相关的政策支持(比如5G用电费用),需要包括运营商、铁塔公司、设备商、服务商等在内的全行业共同探索前进!

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