为了让5G更省电，这家设备商秀出黑科技

Posted 2023-01-09 鲜枣课堂

近日，工信部发布了我国最新的《通信业经济运行情况》数据。根据数据显示，截止到11月末，我国5G基站总数已经达到228.7万个，比2021年底增加了86.2万个。

这些数量庞大的基站，共同构建了一张规模庞大的5G网络。而这张网络，不仅为我们提供了前所未有的移动互联网体验，更是推动了整个社会的数字经济发展，为各行各业的数字化转型提供了澎湃的动力。

我们见证了5G的诞生，也见证了5G的崛起。我们在惊叹5G带来惊人改变的同时，也不能忽视，5G长期发展所面对的考验。

能耗问题，就是5G面对的重要考验之一。

自从5G商用以来，围绕5G能耗问题的质疑和担忧就没有停止过。

众所周知，5G在速率、时延和容量等方面，相比4G有巨大的性能提升。性能提升的背后，难免带来设备绝对功耗值的增加。例如，5G基站为了实现Massive MIMO（大规模天线阵列）和3D Beamforming（波束赋形），引入AAU（有源天线）。AAU的功耗，肯定要大于4G基站的无源天线。

在科研人员的努力下，尽管5G设备的工作功率大于4G设备，但5G设备的单位bit能耗，却远远低于4G，大约是4G的十分之一。

这还不够。包括设备商和运营商在内的整个通信行业，仍然在不断加大研发投入，研究如何为了进一步降低5G设备的功耗，实现5G的绿色低碳化发展。

近日，行业巨头爱立信，将自己的能源技术与基站技术进行深度融合，发布了全球首个5G赋智型绿色基站解决方案，为绿色5G网络建设树立了新的标杆。

在江苏，爱立信与江苏移动合作，开通了业界首创的5G赋智型绿色基站，并实现了700MHz单站的零碳运营。在广东，爱立信与广东移动合作，开通了2.6GHz频段的5G赋智型绿色基站。

接下来，我们不妨仔细解读一下，爱立信的这个新方案，到底有什么特别之处。

█ 5G赋智型绿色基站的黑科技

作为行业领先的设备商，爱立信在移动通信网络建设方面，拥有丰富的经验和雄厚的技术积累。爱立信的5G技术，服务于全球61个国家，共137张5G网络。

正是因为爱立信服务了如此之多的用户，所以，他们对用户需求的理解会更加深刻。

相比于部分厂商将基站系统与能源系统进行简单嫁接的做法，爱立信东北亚区高级网络演进专家王林颖认为，完美解决基站系统和能源系统的融合，才是建设绿色基站的关键。换言之，对于绿色能源站点而言，最大的应用难题并不在于新能源的获取，而是在于如何实现能源的统一调度与综合管理。

爱立信的“赋智型绿色”基站方案，由爱立信5G基站系统和爱立信能源系统共同构成。

作为绿色基站，它可以支持太阳能、风能、市电、柴油发电机和电池等多种能源类型，并可以支持未来的新型能源，比如氢能。

与行业传统绿色基站方案不同，爱立信的“赋智型绿色”基站方案，重点加强了对多种能源系统的混合管理支持，具有极强的调度灵活性。

爱立信中国移动无线产品方案总经理王晟泳表示：“方案的技术核心，是爱立信最新推出的站点智能管理器。它可以实现质量保障、多种能源的智能调度、全栈实时监控、能源与业务智能协同。”

特点1：多能源统一管理和智能调度

爱立信的方案，将光伏板、风力发电机所产生的绿色能源，经由爱立信新能源电源板，与蓄电池统一接入至爱立信站点智能管理器，可实现对多路能源的统一管理和智能优化调度。

也就是说，多种能源可以依据站点情况，自动灵活使用，无需人工干预。

例如，有太阳的时候，优先使用太阳能。如果站点瞬时功耗过大，电池可以参与补充供电。分时电价的情况下，可以在电费贵的时候使用太阳能和电池，电费低的时候使用市电。

下面这张图，就是爱立信在江苏部署的首个5G赋智型绿色基站的运行情况。

图中的红色部分，为切入该方案之前的市电产生的电能。绿色为太阳能产生的电能，蓝色为基站功耗，灰色为电池提供的电能。

大家可以看到，晴朗天气下，太阳能功率可以满足基站的正常需求。而阴雨天气（10月26日）下，太阳能功率不足，电池及时补充了基站的需求。

赋智型绿站可以实现百分之百的绿色能源供电。值得一提的是，针对传输、市电均不可达的电信普遍服务和山区景点等场景，赋智型绿站可配合爱立信的微波产品共同使用，实现完全“无线”的零碳基站部署。该方案也可应用于市郊供电紧张的站点，通过新能源的引入，缓解供电压力、节省用电成本。

特点2：基站和新能源的一体化监管

在管理和运维方面，爱立信的“赋智型绿色”基站方案也有独到之处。

它通过将站点智能管理器远程接入到和基站相同的网管系统，可实现基站和新能源的一体化监管。

这意味着，对基站来说，电源系统的工作状态是完全透明的。

通过基站网管系统，工作人员可以实现全栈远程维护及软件升级，可以实时查看性能数据、配置数据、告警数据、电池健康状态等信息。这不仅降低了运营难度和成本，也减少了站点供电失效的风险。

能源系统与基站系统的深度整合，也给基站系统的节能策略优化提供了可能。

例如，某些小区用户数较少且能源短缺时，可将用户迁移至相邻小区，并自动关闭用户数较少的小区，以延长绿能的使用时间。

特点3：极强的智能化水平

智能化是爱立信“赋智型绿色”基站方案的突出特点。

方案可以进一步根据基站业务状态及新能源供能水平，智能调整基站节能策略，从而实现基站业务状态与能源供应水平的动态优化协同。

例如，多种能源智能调度功能，可以在绿能充裕时，同时进行供能和储能。在夜间或特殊天气下，绿能匮乏时，保证基站绿能供电。同时，结合周期性的用电量波动，智能管控蓄电池的充放电策略，进一步降低能耗，提升全站寿命。

特点4：安全等级高

爱立信站点智能管理器与爱立信基站系统共产品平台，具备和基站相同的安全等级，可有效防范网络安全攻击。

总而言之，爱立信的“赋智型绿色”基站方案，实现了多种能源的统一管理、智能调度，提供了能源系统与基站业务系统的真正智能协同，使整个系统更加融为一体。

整套方案，解决了运营商在“绿色”基站建设过程中的痛点，满足了运营商对于质量、安全、管理及优化等多方面的需求。它的应用前景是极为广阔的，代表了绿色网络的发展方向。

█ 先进、极致、智能：爱立信的节能三板斧

在通信领域，爱立信是业界第一家明确提出双碳目标的设备厂商。他们发布的《打破能耗曲线报告》，为运营商建设5G网络提供了中肯且实用的建议，对整个行业的发展具有深远意义。

《打破能耗曲线报告》（爱立信）

爱立信5G赋智型绿色基站方案，是爱立信整个绿色5G网络战略的一个缩影。为了打造极致绿色低碳的5G网络，爱立信构建了一个非常庞大的路线蓝图。

他们计划在2030年实现自身运营碳中和，并致力于在2040年实现全价值链的碳中和。

爱立信的双碳阶段性目标

为了实现这些目标，爱立信推出了先进、极致、智能的三级节能策略：

• 先进的设备级节能

在进行系统设计时，爱立信加强了新工艺、新器件、新材料等的应用，大胆创新，持续降低无线主设备的功耗。

在新工艺方面，爱立信独创的硅芯科技，在工艺制程上持续演进，可以有效降低同等电路规模下的芯片功耗。

在新器件方面，爱立信与供应商合作，深度定制化功放，结合DPD算法进行器件设计，确保效率能够达到最优。

在新材料方面，爱立信采用高导热率的新材料，结合薄翅散热齿工艺，提高散热效率，优化设备的功耗。他们还引入了低损陶瓷滤波器方案，降低级间插损的同时，实现设备重量、体积的大幅改善。

爱立信在2022年正式发布的业内最轻最小的第二代有源无源天线一体化（A+P）无线设备AIR3218，还有业界最轻小中频段Massive MIMO产品mini-AAU AIR3268，给整个行业留下了深刻印象。这些轻量级小型化的设备，可以显著降低安装、运输过程中的碳排放。

爱立信AIR3268

• 极致的站点级节能

爱立信现有的无线网节能软件功能，包括射频单元的符号关断、通道关断、浅层休眠、深度休眠、潮汐功放、下行功率控制等，均已在客户现网中规模部署。运营商可根据业务量的有无、高低开启相应的节能功能，在不影响5G用户体验的同时，实现节能降耗。

在关断深度化和精细化，爱立信走得更远。爱立信基于硅芯科技灵活的模块化架构设计，优化基带单元的资源管理，可以精细化控制电源域颗粒度，可以实现根据业务所需实时调度基带资源，实现基带单元降耗约30%。在精细化方面，爱立信根据现网各层网络频域、空域资源的调度方式，精细化关断时间的颗粒度，可以进行小时级、分钟级、秒级、毫秒级、微秒级的“因层制宜”。

• 智能的网络级节能

积极引入人工智能和机器学习（AI-ML），是目前行业推动5G网络节能减排的一种趋势。爱立信认为，未来的“绿色”网络建设，将朝着智能多维化、智能全面化的方向发展。

爱立信的智能小区网络级节能，可以利用移动网络流量明显的潮汐现象，进行网络智能关断。例如，在夜间，根据流量需求关闭办公园区的容量层，保留覆盖层，节能降耗的同时不影响用户体验。

在基础设施节能方面，爱立信的智能全面化系统可测量和收集基础设施（如空调、电池、风能、太阳能、市电等）的数据，通过AI预测来精准控制空调温度、用电类型、电池充放电等，以此降低能源成本。

█ 结语

5G网络的节能减排，是一项长期任务。而整个通信网络的绿色低碳化，更是行业共同的使命。

爱立信在双碳目标制定、节能技术研发以及产品方案创新上，给整个行业树立了表率作用，也彰显了一个通信巨头企业的责任和态度。对此，爱立信中国区技术部总经理王浩博表示：“随着数字化浪潮的不断推进，像5G这样的通信基础设施还将继续扩大自身的规模，发挥更大的价值。彻底解决5G功耗问题，建设真正的‘零碳’网络，将有助于建设可持续发展的数字社会，为子孙后代创造更好的生存环境。”

也正如爱立信总裁兼首席执行官鲍毅康（Börje Ekholm）所说：“我们必须用可持续的方式创造价值，我们坚信无限连接将是解决气候危机的关键所在。”

—— The End ——