淺談基站領(lǐng)跑通信節能
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移動(dòng)通信發(fā)展迅猛，運營(yíng)商對能耗需求不斷加大，單一從運維角度節能已不能滿(mǎn)足需求。降低基站設備能耗，提高穩定性已成為關(guān)注重點(diǎn)。
中國移動(dòng)和中國聯(lián)通的運維支出報告顯示：僅2007年中國移動(dòng)電費支出就達76億元人民幣，中國聯(lián)通也高達45億元，電費支出幾乎占據了兩家移動(dòng)運營(yíng)商80%以上的運維費用。這個(gè)數字還在隨著(zhù)中國移動(dòng)和中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò )的快速擴張而迅猛增長(cháng)。
據中國移動(dòng)綜合部的孫佰介紹，中國移動(dòng)2006年保有基站約25萬(wàn)個(gè)，至2007年，基站數目就已達30.7萬(wàn)個(gè)�；緮盗康募ぴ�，加大了對能源的消耗，根據中國移動(dòng)內部提供的耗能分析圖表顯示，目前基站耗能占據73%，這其中基站主設備耗電占據51%，基站空調耗電占據46%，其他配套設備耗電3%。
可見(jiàn)，若想從根本上降低基站耗電，節約運營(yíng)成本，只有從機房主設備和空調入手。目前，通過(guò)空調乙二醇雙冷等技術(shù)已經(jīng)可以充分降低空調耗能，所以，基站主設備節能成為最大的突破口，也是運營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。
節能不能只關(guān)注基站功耗
事實(shí)上，通過(guò)對移動(dòng)運營(yíng)商生產(chǎn)需求分析，設備制造商很早就意識到基站節能對于運營(yíng)商運維成本降低的重要性，目前已經(jīng)出現了很多成熟產(chǎn)品。
由于實(shí)力和經(jīng)驗相當，目前各大設備商使用的節能技術(shù)和節能方案差別不大，主要集中提升基站功放能效，采用節能軟件降低基站運行能耗，各類(lèi)綠色潔凈能源的采用(如風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能源等)、改進(jìn)基站站點(diǎn)設計等。
目前，這三家設備制造商的最新主打基站產(chǎn)品都在采用較為先進(jìn)的多載波功放技術(shù)(MCPA)，可以大幅度降低每載頻的能耗。根據資料顯示，通過(guò)采用雙密度載頻，S4/4/4配置的GSM基站能耗從1800W迅速降到1000W左右，能耗節省高達40%以上。據華為中國區無(wú)線(xiàn)Mar-keting部CTO周建國表示，目前華為已經(jīng)實(shí)現在單模塊內最多支持6個(gè)載頻，正在四川、青海等地進(jìn)行測試和商用驗證。愛(ài)立信也正在開(kāi)發(fā)這樣的基站，據介紹，對比2載頻，這種新技術(shù)將節能40%以上。
目前運營(yíng)商在進(jìn)行節能測試時(shí)，過(guò)多地將目光集中在單一設備功耗上，而沒(méi)有從基站整體考慮能耗。“這種方式是不合理的，有些時(shí)候盡管產(chǎn)品功放效率較高，但如果基站的整體設計不好，很可能要達到同樣的通信質(zhì)量和覆蓋范圍，設備能耗一樣很高。”愛(ài)立信無(wú)線(xiàn)解決方案專(zhuān)家章正珊表示。但好在目前，中國移動(dòng)設計院已經(jīng)意識到基站節能不能只關(guān)注功放，還要關(guān)注整體基站設計。
由于分布式基站4載頻配置下平均能耗僅550W，基帶與射頻單元之間采用光纖傳輸，無(wú)饋線(xiàn)損耗，覆蓋效果與傳統宏基站相當，自然散熱技術(shù)則省去了溫控能耗，且占地面積小，安裝快捷，能夠廣泛應用于室內覆蓋、城區選址困難區域、熱點(diǎn)覆蓋等場(chǎng)景。由于分布式基站具有如此多的優(yōu)勢，中國移動(dòng)已經(jīng)明確表示，會(huì )進(jìn)一步擴大分布式基站的應用場(chǎng)景，目前愛(ài)立信、華為正在內蒙古、廣東、貴州、四川等地進(jìn)行測試和驗證。
軟件節能優(yōu)于硬件
降低設備的載頻能夠有效降低功耗，于是出現很多運維人員通過(guò)長(cháng)時(shí)期觀(guān)測載頻使用情況，人為在“閑時(shí)”開(kāi)關(guān)載頻來(lái)達到節能的現象，雖然效果顯著(zhù)，但這樣既浪費人力，同時(shí)也大大降低了基站的應急能力。
目前各大廠(chǎng)商提供的節能軟件改變了這種情況，讓老舊基站煥發(fā)出新的節能活力。通過(guò)負載平衡能耗，在閑時(shí)將設備設定為節能狀態(tài)，當話(huà)務(wù)量突增時(shí)，可以自動(dòng)轉化為正常狀態(tài)。章正珊表示，愛(ài)立信的“PowerSaving”軟件解決方案可以根據話(huà)務(wù)量的變化自動(dòng)對實(shí)際需要的載頻數量進(jìn)行控制，從而達到降低基站能耗的目的，該功能可以應用于愛(ài)立信1994年后出產(chǎn)的所有基站產(chǎn)品上。而華為的綠色節能軟件已經(jīng)能夠達到時(shí)隙開(kāi)關(guān)，主要應用在華為GSM3012、3006G等主打產(chǎn)品上。諾基亞的NetActServiceQualityManager也有相同的功效。
對于移動(dòng)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，相對于硬件的投入，軟件的投入可以有效解決現有基站的節能問(wèn)題，同時(shí)具有成本低，便于維護等特點(diǎn)，可以說(shuō)是運營(yíng)商最佳節能投入。另外，新能源的應用對于基站的穩定性提出了更高的要求，風(fēng)能和太陽(yáng)能等不穩定電力源，要求基站設備能夠有更強壯的生命力。具周建國介紹，目前中國移動(dòng)“綠色行動(dòng)計劃”已經(jīng)選擇了愛(ài)立信和華為在內蒙古等省市，針對太陽(yáng)能的基站展開(kāi)測試，檢驗基站設備的穩定性。
網(wǎng)絡(luò )規劃與設備功耗同等重要
在整體網(wǎng)絡(luò )規劃上，專(zhuān)家提出了“需求-設計-研發(fā)-制造-供應鏈-部署-回收-需求”等閉環(huán)周期節能系統，如華為的“E2E綠色設計方案”、愛(ài)立信的LCA綠色計劃等計劃也都是全生命周期評估的典范。
有著(zhù)豐富工程經(jīng)驗的章正珊認為，基站節能的重點(diǎn)不應放在基站技術(shù)的升級上，而是應該放在網(wǎng)絡(luò )規劃中。“一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò )規劃，在不影響用戶(hù)通話(huà)質(zhì)量和減少覆蓋的基礎上，可以最大限度地減少基站數量。這對于運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，不但可以減少初期成本投入，同時(shí)也可以減少后期維護成本。”
據專(zhuān)家經(jīng)驗估計，讓一個(gè)經(jīng)驗豐富的網(wǎng)絡(luò )設計專(zhuān)家從最初即參與整體網(wǎng)絡(luò )規劃，可以將無(wú)線(xiàn)站點(diǎn)的數量減少30%～50%。
按目前網(wǎng)絡(luò )基站設備2.5KW(GSM、CDMA基站平均能耗)來(lái)計算，每減少一個(gè)基站，每年可以減少耗能21900度電。
但是目前運營(yíng)商還沒(méi)有完全認識到網(wǎng)絡(luò )規劃在節能減排工作中的重要性，曾有中國聯(lián)通地方運維人員對記者抱怨：“節能減排不能光靠在后期運維上下功夫，運維能夠減少的能耗很少。節能減排要從新建基站網(wǎng)絡(luò )規劃抓起。由于沒(méi)有良好的規劃，造成現在后期維護上能源消耗過(guò)多的現象還很多。”
在中國移動(dòng)“綠色行動(dòng)計劃”重點(diǎn)工作矩陣圖中，可以看出他們并沒(méi)有將網(wǎng)絡(luò )規劃作為降低能耗的主要領(lǐng)域。業(yè)內專(zhuān)家解釋說(shuō)，由于這種方式的可實(shí)施難度大，投入規劃成本大等問(wèn)題，還是需要市場(chǎng)的考驗。
向無(wú)空調基站挑戰
據統計，溫度從24度上調到28度時(shí)，基站節能效果將提高3%～8%。但是在目前的基站內，都有最高溫度上限的設置，不能輕易調高基站溫度。
中國移動(dòng)綠色行動(dòng)計劃負責人秦光澤對記者表示，現在的基站設備已經(jīng)能夠適應普通的高溫運行，之所以設定基站頂限溫度——25℃，主要是考慮不影響基站內蓄電池的壽命，蓄電池在高溫下不能正常運行，如遇斷電等情況，會(huì )對網(wǎng)絡(luò )安全運行帶來(lái)威脅。
目前產(chǎn)業(yè)鏈各方正在行動(dòng)，試圖解決這個(gè)問(wèn)題。中國移動(dòng)也和有關(guān)廠(chǎng)商聯(lián)系，試圖研發(fā)出小型冷凍設備，將基站中的設備保護起來(lái)，這樣就可以將基站內空調取消，來(lái)達到最大節能的目的。
如果將空調真正取消，就需要基站設備具有抗高溫的特性。各大設備廠(chǎng)商都在加緊提高設備的上限溫度。據章正珊介紹，目前愛(ài)立信已經(jīng)能夠保證基站在50℃正常工作;周建國也表示，華為的高效基站也能在實(shí)驗室內達到高溫50℃～60℃之間;諾基亞西門(mén)子通過(guò)測算將環(huán)境提高到40℃，利用現有基站設備能夠最高節約30%的能耗。
移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，在短時(shí)間內不會(huì )發(fā)生改變，面對我國另外8億潛在手機用戶(hù)，中國移動(dòng)通信的發(fā)展還尚未步入繁榮期。章正珊表示，盡管通信行業(yè)不是耗能最高的企業(yè)，但如果能夠從網(wǎng)絡(luò )規劃、站點(diǎn)設計、產(chǎn)品節能結構設計入手，在未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程中，節能空間還是非常巨大的，低碳經(jīng)濟的發(fā)展還是十分有前景的。
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