为了省电，通信网络到底有多拼？( 二 ) 通信网络的能耗问题

文章图片
2019年4G/5G基站功耗对比
数据来源：《新基建的新变量， “双碳”之下的绿色通信》
为了压低5G基站的工作功耗，设备商可以说是绞尽脑汁。
在产品设计阶段，厂商们就需要将能耗指标摆在和性能指标同等重要的位置。
为了满足能耗要求，他们会通过采用自研高性能芯片、更合理的产品结构设计、更先进的材料和工艺，实现产品的极致能效。
举个中兴通讯的例子。中兴通讯是全球无线系统设备的核心供货商，每年要向客户交付数十万个5G基站。所以，他们对5G基站的能耗指标非常重视。
他们通过自研高集成度、高性能基带处理、数字中频处理芯片，配合使用高集成度收发信机，不断优化电路设计和DPD处理，有效提升功放效率，全面降低5GAAU设备的整机能耗。

文章图片
中兴通讯的基站产品
5G功放是基站核心器件，中兴通讯采用GaN+技术配合硬件算法改进，使功放效率达到55%以上。
在新工艺和新材料上，中兴通讯通过优化AAU导热散热性能，减低重量，采用创新的V型仿生散热齿结合新材料及超轻架构，提升了20%的散热效率。
华为去年发布了绿色5G网络的能效评估体系——E2（EnergyEfficiency）。在接入网方面，华为认为， 5G射频向超大规模天线阵列演进，使能空间波束集中，提升了能量传输效率。
此外，华为还提出，射频有源部分采用多通道技术提升设备容量，也可以大幅提升设备的比特能效。此外，通过高效超宽带功放及通道技术的使用，将多个单频设备融合成一个超宽频设备，也能够大幅减少设备部署数量和成本，降低设备能耗。
接下来，是产品生产制造环节。
如何降低工业制造过程中的能耗，不仅是通信行业的问题，更是整个工业界的共性问题。以往的节能方式，主要集中在设备的工艺升级和能源的改造替换上。
现在，这种方式的节能空间越来越小。于是，引入5G、工业互联网、MEC、AI等多种数字智能技术，进行智能制造，成为工业界的新选择。

文章图片
智能制造车间
智能制造实现了高度数字化、智能化、无人化，大幅提升了生产效率，减少了生产过程中的碳排放。
再接下来，我们重点说说通信网络建设和运维环节。这两个环节现在是整个行业关注的节能减排重点，发展潜力很大。我们还是先看看基站侧。
对于运营商来说， 5G能耗的70% ，来自于RAN（接入网）。因此，站点侧的节能降耗，是他们的首要任务。

文章图片
基站站点的能源模型（来自：GSMA ，翻译：鲜枣课堂）
基站的节能，通常包括以下几种方式：站点组网方案的改进，清洁能源的使用， AI技术的引入，等等。
站点的集中化、绿色化、小型化，是这些年的主流趋势。尤其是C-RAN被提出之后，随着技术的升级，基站的组网部署方式开始发生明显变化。

文章图片
包括中兴、华为在内的主流设备商，都提出了极简站点的方案。
方案中，基站的建设模式从分布式向集中式转变，从几何叠加向逻辑集成转变。例如，设备小型化、集成化，将机房变机柜、机柜变杆站，尽量减少设备空间占用，减少机房数量，从而减少机房租赁成本以及空调费用。