鄭志然　韋承飛

【摘要】? ? 在全球氣候變暖大背景下，我國政府提出“碳達峰”與“碳中和”的目標，綠色低碳將是社會可持續(xù)發(fā)展的重中之中。目前，我國已經(jīng)建成了全球最大規(guī)模的5G通信網(wǎng)絡，由于5G網(wǎng)絡耗電是傳統(tǒng)4G的2-4倍，運營商越來越重視通信網(wǎng)絡的節(jié)能降耗。本文闡述了通過C-RAN、頻率極簡、配套極簡、設備智能節(jié)能技術等方式實現(xiàn)低碳、低成本建網(wǎng)的思路，助力國家雙碳目標。

【關鍵詞】? ? C-RAN? ? 頻率極簡? ? 極簡配套? ? 節(jié)能技術

引言：

隨著全球氣候變暖，各國都出臺相應的政策，減少二氧化碳排放，我國二氧化碳排放目標，即力爭于2030年前實現(xiàn)碳排放達到峰值，努力爭取在2060年前實現(xiàn)“碳中和”。

一、信息通信行業(yè)碳排放現(xiàn)狀

2019年全球用電量量 25萬億度，其中網(wǎng)絡用電占比1.8%，預計2025年占比增長至2.7%，目前運營商OPEX整體支出已超過凈利潤，電費侵蝕利潤28%，5G部署后能耗增加74%，電費侵蝕利潤超50%。

二、“低碳”、“低成本”網(wǎng)絡建設思路

2.1極簡架構

2.1.1 D-RAN向CRAN轉(zhuǎn)變

由傳統(tǒng)D-RAN（分布式無線接入網(wǎng)）建設方式向C-RAN（集中化處理）轉(zhuǎn)變，C-RAN建設方式是對分布式基站的進一步演進，是具有 “集中化、協(xié)作化、計算化”、“綠色節(jié)能”的無線接入網(wǎng)絡構架[1]。將 BBU 集中堆疊放置、 RRU 裸纖拉遠接入基站。該方式不僅可以減少無線基站建設難度、提升無線載波利用率以及抗干擾能力、降低設備能耗節(jié)省空調(diào)能耗，減少RRU端配套建設，從而減少建設成本，實現(xiàn)配套資源共享（如GPS、 后備電源、傳輸設備等）。通過C-RAN集中化部署，實現(xiàn)低成本、高效益的無線網(wǎng)絡，推進結構的簡化。

根據(jù)測算，與D-RAN（傳統(tǒng)建設方式）相比，C-RAN集中（4/5G同時集中）部署，平均單站CAPEX可節(jié)約0.9-2.5萬元/站、OPEX可節(jié)約2-2.6萬元/站/年，如果按20萬基站采用C-RAN方式進行建設，預計1年綜合成本可節(jié)約55億元。

2.1.2極簡配套

經(jīng)過C-RAN改造后，由于拉遠站點仍在使用機房內(nèi)鐵塔蓄電池進行備電，因此仍需支付配套租金和機房內(nèi)空調(diào)公攤費用。極簡配套方式是將拉遠站點遠端進行電源改造[2]，采購支持室外化部署的電源及電池，將RRU及AAU設備電源線接到室外電源上，通過室外電池進行備電，全室外化后機房完全騰空，節(jié)省機房內(nèi)空調(diào)電費，同時可與鐵塔協(xié)商退租，節(jié)省租金。

電費節(jié)省=站點耗電 * 電費單價 * 按功率共享分攤比

由于進行了C-RAN改造，此部分節(jié)省主要是空調(diào)電費的節(jié)省，按空調(diào)1.5匹，全年工作，24小時開啟，全年可節(jié)省功耗：28.8度/天*365天= 10512度，節(jié)省運維成本12614.4元（按獨享測算，1.2元/度）。

無線站點的演進趨勢為傳統(tǒng)的室內(nèi)機房向一站一柜過渡，最終為一站一桿的極簡站點形態(tài)，實現(xiàn)設備全室外化部署，無機房，免空調(diào)，省維護。

2.2極簡網(wǎng)絡

目前4G網(wǎng)絡存在多個頻段，以中國移動為例，存在E/F/A/D/FDD900/FDD1800頻段，根據(jù)各頻段的覆蓋能力、站點比例、手機終端滲透率等情況，制定全網(wǎng)統(tǒng)一的F/A/D/FDD900/FDD1800多頻段定位與互操作策略，網(wǎng)絡頻率目標向簡化頻譜演進，簡化方法根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)多層網(wǎng)小區(qū)利用率計算所需實際容量，根據(jù)實際所需容量進行簡配，拆除閑置頻段，節(jié)省能耗。

折算扇區(qū)PRB舉例：該扇區(qū)內(nèi)含3個小區(qū)，對應等效載波數(shù)為M1，M2，M3，對應PRB利用率為P1，P2，P3，則該扇區(qū)的總PRB利用Ps=M1*P1+M2*P2+M3*P3，則該扇區(qū)當前平均PRB利用率為Px=Ps/（M1+M2+M3），若直接退頻F2，則該扇區(qū)剩余小區(qū)的平均PRB利用率變?yōu)镻x1=Ps/（M1+M2+M3-0.5）

通過極簡網(wǎng)絡策調(diào)整，2020年A省拆除FA頻段站點1500個，全年可節(jié)省功耗：24度/天*365天*1500站= 13140000度

2.3其他低碳、低成本建網(wǎng)手段

綠色能源節(jié)能：隨著單晶硅技術的成熟及效率提升，基于光伏的站點、機房疊光方案已經(jīng)具備實施部署的條件[3]，根據(jù)示范站疊光每站可省電5700度/年。

5G智能節(jié)能控制技術：

1.符號關斷技術 ：如果資源未占用，則符號關斷，實現(xiàn)節(jié)電功能。

2.通道關斷技術：在特定時段當本小區(qū)上用戶較少或無用戶時，將關閉部分發(fā)射通道。

小區(qū)負荷 <=負荷門限，則開啟通道關斷功能，實現(xiàn)節(jié)電功能

小區(qū)負荷 >負荷門限，關閉通道關斷功能， 正常工作模式

3.小區(qū)休眠技術：根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況，設置嚴格的小區(qū)休眠時間區(qū)間，連續(xù)監(jiān)測用戶數(shù)為0，則開啟小區(qū)休眠功能，實現(xiàn)節(jié)電功能，小區(qū)休眠時間段終止時，關閉小區(qū)休眠功能， 正常工作模式。

符號關斷功能打開，通道關斷和小區(qū)休眠功能開啟后，基站AAS功率降幅明顯，達到節(jié)能目的，根據(jù)測算：

三、結束語

運營商通過站址結構調(diào)整、頻段極簡、極簡配套改造、節(jié)電技術的運用不僅可以降低建設成本和運維費用，同時，推動5G網(wǎng)絡低碳建設，助力國家實現(xiàn)“雙碳”目標，為早日實現(xiàn)我國的“碳達峰、碳中和”目標貢獻力量。

參? 考? 文? 獻

[1]王昌廷， 韓冬梅. C-RAN傳輸解決的新思路[J]. 通訊世界， 2015（11）：8-10.

[2]黃彬， 莫景善.極簡站點創(chuàng)新改造方案探究和應用[J]. 移動通信， 2019， 043（012）：79-83.

[3]林芫君. 低成本、節(jié)能減排的基站后備動力保障——站點疊光方案[J]. UPS應用， 2016（10）：53-56.