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淺談基站領跑通信節(jié)能
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移動通信發(fā)展迅猛，運營商對能耗需求不斷加大，單一從運維角度節(jié)能已不能滿足需求。降低基站設備能耗，提高穩(wěn)定性已成為關注重點。
中國移動和中國聯(lián)通的運維支出報告顯示：僅2007年中國移動電費支出就達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運營商80%以上的運維費用。這個數字還在隨著中國移動和中國聯(lián)通網絡的快速擴張而迅猛增長。
據中國移動綜合部的孫佰介紹，中國移動2006年保有基站約25萬個，至2007年，基站數目就已達30.7萬個�；緮盗康募ぴ�，加大了對能源的消耗，根據中國移動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，若想從根本上降低基站耗電，節(jié)約運營成本，只有從機房主設備和空調入手。目前，通過空調乙二醇雙冷等技術已經可以充分降低空調耗能，所以，基站主設備節(jié)能成為最大的突破口，也是運營商關注的重點。
節(jié)能不能只關注基站功耗
事實上，通過對移動運營商生產需求分析，設備制造商很早就意識到基站節(jié)能對于運營商運維成本降低的重要性，目前已經出現了很多成熟產品。
由于實力和經驗相當，目前各大設備商使用的節(jié)能技術和節(jié)能方案差別不大，主要集中提升基站功放能效，采用節(jié)能軟件降低基站運行能耗，各類綠色潔凈能源的采用(如風能、太陽能、生物能源等)、改進基站站點設計等。
目前，這三家設備制造商的最新主打基站產品都在采用較為先進的多載波功放技術(MCPA)，可以大幅度降低每載頻的能耗。根據資料顯示，通過采用雙密度載頻，S4/4/4配置的GSM基站能耗從1800W迅速降到1000W左右，能耗節(jié)省高達40%以上。據華為中國區(qū)無線Mar-keting部CTO周建國表示，目前華為已經實現在單模塊內最多支持6個載頻，正在四川、青海等地進行測試和商用驗證。愛立信也正在開發(fā)這樣的基站，據介紹，對比2載頻，這種新技術將節(jié)能40%以上。
目前運營商在進行節(jié)能測試時，過多地將目光集中在單一設備功耗上，而沒有從基站整體考慮能耗。“這種方式是不合理的，有些時候盡管產品功放效率較高，但如果基站的整體設計不好，很可能要達到同樣的通信質量和覆蓋范圍，設備能耗一樣很高。”愛立信無線解決方案專家章正珊表示。但好在目前，中國移動設計院已經意識到基站節(jié)能不能只關注功放，還要關注整體基站設計。
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，無饋線損耗，覆蓋效果與傳統(tǒng)宏基站相當，自然散熱技術則省去了溫控能耗，且占地面積小，安裝快捷，能夠廣泛應用于室內覆蓋、城區(qū)選址困難區(qū)域、熱點覆蓋等場景。由于分布式基站具有如此多的優(yōu)勢，中國移動已經明確表示，會進一步擴大分布式基站的應用場景，目前愛立信、華為正在內蒙古、廣東、貴州、四川等地進行測試和驗證。
軟件節(jié)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長時期觀測載頻使用情況，人為在“閑時”開關載頻來達到節(jié)能的現象，雖然效果顯著，但這樣既浪費人力，同時也大大降低了基站的應急能力。
目前各大廠商提供的節(jié)能軟件改變了這種情況，讓老舊基站煥發(fā)出新的節(jié)能活力。通過負載平衡能耗，在閑時將設備設定為節(jié)能狀態(tài)，當話務量突增時，可以自動轉化為正常狀態(tài)。章正珊表示，愛立信的“PowerSaving”軟件解決方案可以根據話務量的變化自動對實際需要的載頻數量進行控制，從而達到降低基站能耗的目的，該功能可以應用于愛立信1994年后出產的所有基站產品上。而華為的綠色節(jié)能軟件已經能夠達到時隙開關，主要應用在華為GSM3012、3006G等主打產品上。諾基亞的NetActServiceQualityManager也有相同的功效。
對于移動運營商來說，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(jié)能問題，同時具有成本低，便于維護等特點，可以說是運營商最佳節(jié)能投入。另外，新能源的應用對于基站的穩(wěn)定性提出了更高的要求，風能和太陽能等不穩(wěn)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“綠色行動計劃”已經選擇了愛立信和華為在內蒙古等省市，針對太陽能的基站展開測試，檢驗基站設備的穩(wěn)定性。
網絡規(guī)劃與設備功耗同等重要
在整體網絡規(guī)劃上，專家提出了“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(jié)能系統(tǒng)，如華為的“E2E綠色設計方案”、愛立信的LCA綠色計劃等計劃也都是全生命周期評估的典范。
有著豐富工程經驗的章正珊認為，基站節(jié)能的重點不應放在基站技術的升級上，而是應該放在網絡規(guī)劃中。“一個好的網絡規(guī)劃，在不影響用戶通話質量和減少覆蓋的基礎上，可以最大限度地減少基站數量。這對于運營商來說，不但可以減少初期成本投入，同時也可以減少后期維護成本。”
據專家經驗估計，讓一個經驗豐富的網絡設計專家從最初即參與整體網絡規(guī)劃，可以將無線站點的數量減少30%～50%。
按目前網絡基站設備2.5KW(GSM、CDMA基站平均能耗)來計算，每減少一個基站，每年可以減少耗能21900度電。
但是目前運營商還沒有完全認識到網絡規(guī)劃在節(jié)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(jié)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(jié)能減排要從新建基站網絡規(guī)劃抓起。由于沒有良好的規(guī)劃，造成現在后期維護上能源消耗過多的現象還很多。”
在中國移動“綠色行動計劃”重點工作矩陣圖中，可以看出他們并沒有將網絡規(guī)劃作為降低能耗的主要領域。業(yè)內專家解釋說，由于這種方式的可實施難度大，投入規(guī)劃成本大等問題，還是需要市場的考驗。
向無空調基站挑戰(zhàn)
據統(tǒng)計，溫度從24度上調到28度時，基站節(jié)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。
中國移動綠色行動計劃負責人秦光澤對記者表示，現在的基站設備已經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，會對網絡安全運行帶來威脅。
目前產業(yè)鏈各方正在行動，試圖解決這個問題。中國移動也和有關廠商聯(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，這樣就可以將基站內空調取消，來達到最大節(jié)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。各大設備廠商都在加緊提高設備的上限溫度。據章正珊介紹，目前愛立信已經能夠保證基站在50℃正常工作;周建國也表示，華為的高效基站也能在實驗室內達到高溫50℃～60℃之間;諾基亞西門子通過測算將環(huán)境提高到40℃，利用現有基站設備能夠最高節(jié)約30%的能耗。
移動通信的迅猛發(fā)展，在短時間內不會發(fā)生改變，面對我國另外8億潛在手機用戶，中國移動通信的發(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)，但如果能夠從網絡規(guī)劃、站點設計、產品節(jié)能結構設計入手，在未來移動通信的發(fā)展過程中，節(jié)能空間還是非常巨大的，低碳經濟的發(fā)展還是十分有前景的。
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