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[IT业界] 5G能耗这关怎么过?

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jyjs2010
发表于 2019-3-12 18:43:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

在刚刚过去的MWC2019上,5G迎来狂欢时刻。诸多5G创新产品、解决方案、商业应用纷纷亮相,让通信圈由衷为5G点赞。但实际上,要想实现5G大繁荣,还有几点挑战,而运营商最关心的能耗问题就是其中之一。

一位在运营商工作的资深专家告诉《通信产业报》(网)记者,由于5G大带宽的特性,让5G网络能耗也成倍增长,这给运营商5G商用成本带来很大挑战。目前,业界都已经意识到5G能耗问题,也从不同方面推出了多种解决方案,但是离目标还有差距。

5G能耗构筑技术壁垒

实际上,近年来,业界一直将5G能耗问题作为需要突破的关键点。

“基于 5G技术的复杂度,目前5G设备的集成度、功耗、体积重量、成本等距离大规模网络建设的需求还有差距。未来公司还需通过自研与合作,逐步突破核心芯片和关键器件的瓶颈,提升无线产品、传输产品的成熟度和竞争力。”2018年通信展期间,中国信科党委常委、副总经理陈山枝在接受《通信产业报》(网)记者采访时表示。

华为也将5G能耗问题作为需要突破的技术壁垒。2018年底,华为创始人任正非在上研所5G业务汇报会上讲话时表示,能耗极低将来肯定是一个体现竞争力的地方。把能耗降下来,不是电费问题,而是水平问题,我们一定不要把降能耗与省电费等同起来。带宽、时延等性能指标,5G各个厂家都可能做到,就是早一点、晚一点的问题,但能耗极低,其他厂家就不一定能做到。

“未来,华为要加大投入,目标是降能耗,把能耗降下来,不仅仅要降芯片的能耗,还要把基站整机能耗也降下来。”任正非提出目标。

华为、中国信科之外,爱立信、诺基亚、中兴也看到能耗这个5G大规模商用的“拦路虎”。

“能耗问题是5G成功商用的一大诉求,而中国面临的能耗挑战可能比国外大。”爱立信东北亚区首席市场官张至伟近期在接受《通信产业报》(网)记者采访时直言。

痛点在哪?

那么,为什么5G时代面临更大的能耗挑战?

首先,一个移动通信网络,主要由基站、传输、电源和机房空调等配套设备组成,而基站是主要的能耗来源,约占有总能耗的50%以上,机房空调等配套系统约占30%,而其余包含天馈线间传输损耗等。

在4G时代,基站能耗费用(电费)就不是一笔小数目,约占运营商网络运维成本的16%。而5G时代,由于设备要部署在更高的频段、而高频覆盖范围小于低频,因此5G基站的部署更加密集。

根据赛迪顾问股份有限公司发布的《2018年中国5G产业与应用发展白皮书》,5G网络部署将采用“宏站+小站”组网覆盖模式,中低频段的宏站若实现与4G基站相当的覆盖范围,预计将建设约475万个5G宏站。小站数量上,毫米波高频段的小站覆盖范围是10~20m,应用于热点区域或更高容量业务场景,其数量保守估计将是宏站的2倍,由此预计5G小站将达到950万个。因此,未来五年,5G基站建设数量将达到1140万个。

目前,中国三大运营商已经累计建设400万个4G站点,由此可见,5G基站(宏站+小站)的数量将是4G时代的3倍左右,而基站数量的成倍增长势必将增加5G网络能耗。

其次,单个5G基站功耗也将提高。因为,基站主要由基带单元(BBU)、射频单元(AAU)、馈线、散热系统等组成。在基站系统中,BBU的功耗相对较小,而AAU和散热系统的能耗较大。

因为,射频主要负责信号的收发和转化,天线、功放等射频器件都是“耗电大户”。5G时代随着传输速率数10倍提升,天线数量增多,功耗必将随之增大,耗能也会增多。

同时,5G能耗大除了增加电费成本之外,还会增加机房电路改造费用。由于5G基站功耗提升,为保证电力正常供给,运营商必须对传统机房进行电路系统改造,这需要更换开关电源、蓄电池、电源线等设备,这也会给运营商带来一大笔成本支出。

为了降低运营商5G部署成本,助力5G大规模商用,通信企业使出多个杀手锏。

设备商直击“拦路虎”

目前来看,设备商可谓是不遗余力。华为、爱立信从软件和硬件两方面入手,直击基站能耗之痛。而诺基亚也推陈出新,改变传统设备降温方式,为5G节能。

从软件上,一般是利用AI等技术,对网络、话务等进行动态调度,关闭一部分空闲资源,达到节能的效果。

诸如,华为无线节能解决方案PowerStar,就是通过AI技术,实现2G、3G、4G多频网络协同调度节能,从而节约10%~15%的电能。

具体来说,首先,PowerStar根据不同的网络配置和话务,定制基站间、频段间和制式间的协同节能调度策略。实现在低话务情况下,尽量迁移用户到低频,关闭高频做深度节能。其次,PowerStar利用AI技术学习历史话务和KPI,构建节能和性能的关联模型。依据模型,AI会动态调整节能参数,保证网络性能的同时,充分挖掘网络节能潜力。同时,PowerStar提供节能可视化,运营商可以看到基站能耗、网络能效和节能增益的动态信息,从而进行更精细化的网络能耗管理。

同时,爱立信也是在中低频、高频产品侧引入机器智能分析节能软件,利用实时小区业务量预测,判断是否触发节能转化,从而实现节能。 “5G系统太复杂了,爱立信秉承的极简设计就是可以将不用的资源、信令进行灵活调度,不用时关掉,等到需要时再开启,让运营商5G网络化繁为简。”张至伟表示。

在硬件方面,企业通过低功耗基站芯片、高集成度基站设备、创新的电源技术,实现基站节能。

例如,华为发布5G基站核心芯片天罡芯片、刀片式基站产品,缩小产品尺寸,实现节能。华为天罡芯片,从AAU入手,将基站尺寸缩小超50%,重量减轻23%,功耗节省达21%;华为刀片式基站采用分布式电源技术,助力基站高效节能。

而爱立信与IBM等公司合作发布硅基毫米波相控阵列集成电路,能够最大程度集成电路,降低5G毫米波站点功耗,同时爱立信5G点系统,可以在达到同样容量情况下,功耗降低为业界水平的50%。

同时,三星电子在今年2月推出5G毫米波(mmWave)基站无线通信核心芯片(RFIC)和5G数模转换芯片(DAFE)。DAFE用于5G基站,能将降低5G设备尺寸、重量,从而将能耗减少25%左右。

另外,还有企业另辟蹊径,从降温系统入手,让5G省电的同时更环保。诺基亚在去年底推出全球首个液冷基站,打破传统基站依靠空调降温的模式,利用液冷降温,从而比传统方式省电30%,减少80%二氧化碳排放量,并大大降低基站运行噪音,同时可回收基站排放的废热,二次应用于公寓大楼的供暖系统。利用先进的液冷技术,破解基站能耗难题。

未来是持久战

可以发现,目前业界推出的5G节能方案并不是空中阁楼,而是已经走在商用路上。去年12月,诺基亚就与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;而华为也已经向中东、欧洲和亚太发货2.5万个5G基站。

但是,真正让5G实现低功耗,目前做到的还远远不够,还需要业界做好打“持久战”的准备。

上述不愿具名的运营商专家表示,从目前设备商发布的产品来看,5G能耗已经在多个方面实现创新,但是距离设备商能够大规模商用还有差距。目前来看,5G能耗大概是4G时代的5倍左右。在硬件方面,能耗比较大的是AAU,目前单5G AAU的功耗基本为1100W,而未来希望能够降低到800W~900W。同时,在节能软件方面,机器学习是个逐步训练的过程,要想真正做到智能调度资源,甚至智能开关基站,都需要一段时间。

可见未来,运营商还需要联合设备商全力推动技术创新,突破技术壁垒,让5G能耗真正降下来,成为运营商建的省、用户用得起的通信技术。

作者:王欣来源:通信产业网

http://www.ccidcom.com/company/20190311/sQ5Y7czCYE6gk75yV16gfai9n4nbo.html



dd9995
发表于 2019-3-12 18:48:11 | 显示全部楼层
降下来再买不迟
xiaoluo
发表于 2019-3-12 19:38:10 | 显示全部楼层
我手机还可再用2年

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jyjs2010 + 3 赞一个!

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easybeing
发表于 2019-3-12 20:48:48 | 显示全部楼层
目前4G信号覆盖还很差
N6150
发表于 2019-3-12 21:38:54 | 显示全部楼层
5G这事至少在当前,国内国际,都是政治(战略)意义大于实用意义,商用优先民用,技术成熟还早着呢,老百姓还是捂紧钱袋子,别瞎激动跟着凑热闹。
sweetnokia
发表于 2019-3-12 21:53:38 | 显示全部楼层
会不会要等个5年时间了?
海龙王_ccmd
发表于 2019-3-13 06:46:43 | 显示全部楼层
慢慢地会逐渐成熟和完善。
laowang2016
发表于 2019-3-13 07:22:48 | 显示全部楼层
耸人听闻而已,阻挡不了5G势头。
ssama
发表于 2019-3-13 07:27:26 | 显示全部楼层
这就和当时tdscdma一样,国家层面不得不搞

各种问题,最后吃亏吃的最多的还是老百姓。
juestice
发表于 2019-3-13 07:49:39 | 显示全部楼层
5倍于4G,也就是说,以前可以撑一天的手机电池,换5G也就是4个小时的就没电了。
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