張 凈，陳昀昊，張 瑜

（中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080）

1 低碳極簡網絡構想

基于國家“碳達峰”“碳中和”（以下簡稱“雙碳”）決策部署，中國移動于2021年7月15日舉行“C2三能——中國移動碳達峰碳中和行動計劃”發(fā)布會，創(chuàng)新構建“三能六綠”發(fā)展模式，助力實現(xiàn)“雙碳”目標[1]?，F(xiàn)考慮從低碳建網、低碳運行、低碳運維3個層面構建全場景極簡低碳網絡，實現(xiàn)全生命周期極簡低碳。

低碳建網主要考慮機房和基站的極簡建設，用機柜替代機房，以設備抱桿掛墻等替代機柜。

低碳運行主要考慮從發(fā)電到用電過程的低碳化，結合相關轉換技術利用清潔能源進行發(fā)電，同時利用高效轉換輸電設備及技術提高轉換或配電環(huán)節(jié)的轉換效率，減少電能損耗。在電能存儲環(huán)節(jié)，利用分布式能源協(xié)同技術合理調配分散式能源，打破地理局限，協(xié)同控制提高能源利用率。在用電環(huán)節(jié)，做到高效用電、精確用電，根據(jù)實際用電需求精準控制設備分時上下電，使電能得到有效利用，避免浪費，節(jié)約用電成本[2]。

低碳運維主要考慮遠程運維，對站點進行遠程數(shù)字化管理，完成日常巡檢。對故障進行智能診斷，及時排查故障點，保障通信設備的正常運行，進而降低運維成本。對站點能耗進行管理，合理計量能耗，通過分析能耗數(shù)據(jù)優(yōu)化能效[3]。

全面把握低碳全生命周期中的各個環(huán)節(jié)，逐一突破，不斷推動低碳極簡通信網絡的發(fā)展，從而促進“雙碳”目標的實現(xiàn)。

2 低碳極簡網絡建設

隨著5G站點規(guī)模不斷擴大，站點建設場景復雜多樣，傳統(tǒng)建設方案靈活性較差，暴露出選址困難、建設投資大等問題。室外站點場景、室內站點場景、匯聚機房場景、海島通信站點場景以及太陽能疊光站點場景等是低碳極簡網絡建設的典型場景，可以根據(jù)各典型場景的痛點和應用需求研究其建設方案。

針對室外基于云計算的無線接入網構架（Cloud-Radio Access Network，C-RAN）拉遠場景采用傳統(tǒng)租建機房存在機房占地面積大、租金高、建設工期長等問題，可以采用刀片電源+刀片電池進行改造。刀片電源與刀片電池均采用模塊化設計，便于施工、快速建站。電源和電池可按需配置，靈活性高。刀片電源與刀片電池可抱桿、可掛墻、可塔裝，占地面積小，無需機房，節(jié)省租金[4]。設備可自然散熱，無需空調，節(jié)省電費。恒壓57 V放電不降壓，拉遠免粗線，減少電損。兩頻負載分級備電，延遲重要負載備電時長，高效用電。

針對室外機房場景存在選址困難、建設周期長等問題，可以采用室外型一體化能源柜+室外智能太陽能組件進行建設。以能源柜代替機房，降低選址難度，縮短施工周期。柜門配有模塊化空調，能夠解決柜內設備散熱問題。柜內智能多輸入多輸出(Multi Input Multi Output，MINO)電源采用模塊化設計，支持多種制式輸出，滿足多種供電需求。高密智能鋰電支持智能升壓、智能混搭、智能防盜，可以按需配置。智能疊光通過太陽能模塊平滑疊光，降低站點市電消耗，同時選配機柜頂部太陽能支架，免增占地快速疊光。

針對室內C-RAN站點場景和匯聚機房場景存在大量基帶處理單元（Building Base band Unit，BBU）高密集中部署、功耗急劇增加、機房空調不足、局部熱點問題無法得到改善以及空調耗電量不斷增長等問題，可以采用智能MIMO電源+智能鋰電+多業(yè)務一體化節(jié)能柜建設或改造。多業(yè)務一體化節(jié)能柜由柜體、制冷單元（室內機、室外機）、冷媒管等構成，柜體收容能力強，單柜可集中收容10個以上BBU，提升機房空間利用率。其封閉性好，將機房級制冷轉化為機柜級制冷，通過構建冷熱通道、引導氣流組織對BBU等大功率發(fā)熱設備進行精確制冷，解決局部熱點，提高制冷效率，降低機房電源使用效率（Power Usage Effectiveness，PUE）。此外，用到了重力熱管制冷技術，利用自然冷源解決散熱問題，減少制冷能耗，綠色低碳。根據(jù)通信設備發(fā)熱量匹配不同功率級別的多業(yè)務一體化節(jié)能柜，避免資源浪費。

針對海島通信站點場景存在市電無法引入、站點無人值守、上站維護不便等問題，可采用耐腐蝕室外型能源柜+光伏發(fā)電+風力發(fā)電進行改造，保障海島站點的穩(wěn)定供電和網絡持續(xù)性覆蓋。耐腐蝕室外型能源柜專門針對海島鹽霧腐蝕場景設計，同樣適用于5G擴容、5G室外站點新建等諸多場景。耐腐蝕室外型能源柜分為電源、設備柜以及電池柜。耐腐蝕室外型電源、設備柜具備一套新型分體式直流電源系統(tǒng)，其耐腐蝕材質可隔離柜內外空氣，避免柜內設備被腐蝕，同時支持5G通信、模塊化全平滑演進以及智能削峰和錯峰用電，具備高效節(jié)能、全數(shù)字化和全智能化等特性[5]。耐腐蝕室外型電池柜是一款同樣支持5G通信的新型分體式電池柜，柜門裝有直流空調，可以有效控制柜內溫度，實現(xiàn)智能管理、遠程維護，有效降低人工上站維護費用，其支持5組100 Ah或150 Ah智能鋰電安裝，可多個分體電池柜堆疊使用，節(jié)省占地空間。通過部署室外智能太陽能組件和風力發(fā)電系統(tǒng)，將太陽能板和風機接入智能MIMO電源，將太陽能和風能轉化為電能為通信設備供電，這種建設方式有效利用海島場景豐富的風能和太陽能資源，而且風力發(fā)電系統(tǒng)打破了太陽能發(fā)電系統(tǒng)受天氣影響的局限性，構成了風光互補的低碳供電系統(tǒng)。此外，新能源的引入進一步推動了通信站點的低碳極簡建設。

3 低碳極簡網絡運維

低碳極簡站點的正常運行離不開智能化監(jiān)管系統(tǒng)的管理維護，智慧能源網管平臺通過不斷迭代升級，現(xiàn)已具備遠程監(jiān)管控功能。

智慧能源網管平臺通過設置電壓模式、時間模式、容量模式進行上下電，實現(xiàn)對智能配電單元各分路的精準控制，可批量操作，響應迅速且效率高，有效減少人工上站及人工成本。對全網能效進行可視化管理，實現(xiàn)網絡級能效管理、站點級能效管理、部件級能效管理，根據(jù)從各站點獲取的能效數(shù)據(jù)對其進行能效分析，給出站點能效可進一步優(yōu)化的建議，使站點的能效不斷提高。結合站點區(qū)域的實際用電情況開啟智能削峰、錯峰用電功能，市電輸入免改造，減少改造投資成本、時間成本。電價低谷時段，采用電網供電，對儲能設備進行充電；電價高峰時段，利用儲能設備供電，有效減少供電壓力及用電成本。遠程監(jiān)測電池的健康狀態(tài)、容量等，及時發(fā)現(xiàn)電池隱患并分析風險故障點，提供解除風險、故障的建議，保障電池的安全運行。

除此之外，智慧能源網管平臺可以對接入平臺的站點進行監(jiān)、管、控。相較于傳統(tǒng)動環(huán)低效的人工運維方式，智慧能源網管平臺通過對能效、能耗等重要指標的精準管理，可以及時對問題站點、問題機房進行定位，同時對風險站點、風險機房進行預測，從而實現(xiàn)智能運維、遠程快速運維、綠色運維，有效減少通信站點運維環(huán)節(jié)的碳排放。

4 結 論

通過分析通信站點建設過程中存在的痛點和應用需求，提出了全場景低碳極簡網絡構想?；跇O簡部署、低碳節(jié)能的原則，針對通信站點建設的典型場景，提出了低碳極簡網絡建設方案。以低碳運維為導向，利用智能化監(jiān)管系統(tǒng)對通信站點進行遠程智能化綠色運維，使通信網絡建設更加低碳化、極簡化，切實為“雙碳”目標的實現(xiàn)貢獻力量。