5G占运营商用电成本七成 减碳红线倒逼技术创新

5G占运营商用电成本七成 减碳红线倒逼技术创新
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未来10年是5G网络建设和发展的主周期 。 相比3G/4G网络 , 无论单基站能耗还是建设总量 , 5G网络都远高于它们 。 因此 , 5G建网降低能耗充满挑战 。 近期 , 三大电信运营商都设定了自己的减碳目标 , 正在积极推进5G建网走向绿色低碳 。
5G占运营商用电成本七成 减碳红线倒逼技术创新
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共建共享5G基站
运营商纷纷公布减碳目标
在8月下旬的低碳日上 , 中国电信公布了自己的减碳目标 。 到“十四五”期末 , 实现单位电信业务总量综合能耗和单位电信业务总量碳排放下降23%以上 。 在5G网络上 , 全面深化5G的共建共享 , 加快推动4G网络存量资源的深度共享 , 同时深入开展基站节能技术研究推广及应用 , “十四五”期间 , 实现4G/5G网络共建共享节电量超过450亿度 , 新建5G基站节电比例不低于20% 。 针对5G新建基站 , 中国移动、中国联通也公布过不低于20%的节电目标 。
9月1日 , 在世界5G大会上 , 5G与碳达峰、碳中和也是一个热门话题 。 “目前5G基站的功耗比较高 , 相当于4G基站的3倍左右 , 但是从每比特耗能这个指标看 , 5G比4G其实已经下降了很多 。 ”中国移动研究院副院长黄宇红说 , “说实话 , 2019年5G商用之前 , 5G基站的功耗是4G现网的4~5倍 , 通过新的基站设计、高集成度的基站、新材料的应用、新器件和新功能的改进 , 已经使5G基站功耗降低了1/4 , 现在5G是4G功耗的3倍左右 , 后续还会积极采用各种新的技术 。 ”
“中国联通一年耗电不到200亿度 , 大致分布在三个方面:无线网络、基础网络、数据中心 , 目前这三者之间的耗电比例是7∶2∶1 。 ”中国联通研究院副院长魏进武说 , “5G单基站的功耗是4G基站的3~4倍 , 这是因为5G采用了中高频段 , 基站的密度比4G大 。 ”
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5G与智能平台结合
5G网络的共建共享是一件明显节电的系统性举措 。
截至2021年6月 , 中国联通与中国电信共建共享5G基站已经达到46万站、累计共享4G基站46万站 , 每年可节约用电117亿度以上 , 为双方累计节省投资超过千亿元 。 而在中国电信和中国联通共建共享过程中 , 出现了大量的创新性解决方案 。
5G将实现系统性减碳
5G要降低功耗并不是一个新话题 。 从发现5G基站功耗比4G高开始 , 从运营商到设备商都在想办法把功耗降下来 。 业界的办法相当一致:一方面要实现单基站功耗下降 , 另一方面要系统性考虑网络结构 , 从网络结构的大方向下手 , 实现明显的节电成效 。
黄宇红说 , 针对5G网络 , 我们在做“四新两化”的降耗工作 。 “四新”包括新架构、新功能、新材料、新能源四类 , 其中新架构对5G网络建设影响最大 。 “两化”则是会引入人工智能技术 , 让网络运转更加智能 , 更加匹配业务的需要 , 包括采用灵活的开关、模块等提高网络效能、降低功耗 。 第二个“化”是协同化 , 通过终端、基站、网络、动力环境设备 , 协调起来 , 进一步降低能耗 。
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5G基站与新能源结合
“对于耗能最大的无线基站设备 , 可再进一步优化 , 例如降低基站的有源部分(有源即基站中用电部分) , 让功耗进一步下降;例如在不同场景 , 减少宏基站天线的通道数 , 现在基本采用的是64通道、32通道的大规模天线 , 在一些具体场景 , 可以用2通道、4通道满足需求 , 同时降低了功耗 。 ”黄宇红说 , “在网络架构上 , 采用集中化部署的方式 , 降低对机房的要求 , 这不仅降低基站本身的功耗 , 还减少了配套的电源、空调等耗电大的设备 。 减少机房、集中化设置 , 可以降低不少功耗 , 中国移动在推动新型组网方式 。 ”