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运营商多招对付5G“电老虎”

2022年9月16日 07:20  IT时报  作 者:钱立富

图东方IC

经过产业界努力,目前我国5G基站单站址能耗已比商用初期降低超过20%。但,这仍然不够。

在不久前七部门联合印发的《信息通信行业绿色低碳发展行动计划(2022-2025年)》中,提出要“加快重点设施绿色升级”,其中一项重要行动就是“促进通信基站能效提升”,目标是“到2025年,5G基站能效提升20%以上”。

从运营商实现双碳目标的角度来看,“能耗大户”5G要继续多做贡献。随着5G基站规模以及数据中心业务规模的快速扩展,电信运营商用电量仍在较大幅度增长。

从共建共享、AI节能到清洁能源,运营商正不断掏出更多的“工具”,推动5G降低能耗、提升能效,朝着实现“双碳”的目标前进。

共建共享每年节电100多亿度

2021年上半年,我国新建5G基站19万个。而在2022年上半年,我国新建了5G基站42.9万个,为上年同期水平的两倍多。这显示出,虽然5G规模商用已经三年多,但目前仍处于大规模建设阶段。按照工信部的要求,我国今年要新建60万个以上5G基站,这与2021年新建规模基本持平。

5G基站规模继续大幅提升,给电信运营商的“双碳”目标带来更大压力,因为5G是不折不扣的能耗大户。

通常情况下,无线网络、数据中心和基础通信网络能耗的比重约为7:2:1,而在无线网络中,5G能耗占据大头。目前来看,5G单基站的能耗比商用之初下降不少,但仍为4G单基站能耗的3倍左右。

相关数据显示,2021年5G网络整体能耗约250亿度,碳排放超过1500万吨。这是什么概念?2021年中国电信的用电量为258.7亿度。也就是说,5G整体能耗基本能吞掉电信一家全部用电量。

对于电信运营商来说,降低5G能耗仍是头等大事。

中国电信和中国联通已经有了一种效果明显的“工具”,这就是共建共享。这项中国运营商为全球5G发展贡献出的中国式创新样板,不仅推动两家电信运营商高效、快速建成了一张高品质5G网络,而且对降低两家运营商的网络投资、运营成本和节能减排意义重大。

中国联通在其2021年可持续发展报告中披露:“共建共享全年为国家节约投资2100亿元,节约运营成本超过200亿元/年,减少污染排放600万吨。”

中国电信在2021年度企业社会责任报告中披露,通过与中国联通共建共享4/5G基站,年度节电超过100亿度,节省二氧化碳排放600万吨。2021年,中国电信的单位信息流量综合能源耗用量为0.0344兆瓦时/TB,较上年下降8.3%。

人工智能打开节能“一扇窗”

人工智能的发展,为5G节能打开了另一扇“窗”。目前,三家运营商正在普遍应用人工智能技术,借助符号关断、通道关断、载波关断和深度休眠等智慧节能手段的应用,降低5G基站能耗。

在不久前举行的2022世界人工智能大会“云网注智赋能城市”主题论坛上,中国电信云网运营部(大数据和AI中心)副总经理何忠江表示:“我们已在全网300万扇区基站上,加载了自研的AI算法,在不影响用户感知的情况下,对基站的符号、通道、载波进行各种各样的节能关断。”据悉,此举每年能够给中国电信节约5亿度电。

2020年,中国电信在内部下发通知,全面开展AI技术在基站节能领域中的应用推广,推动各省公司优先选择基于集团AI平台的基站智慧节能方案。“目前,我们所有的5G小区都已经部署在集团智慧节能平台上。现在新建的5G基站,入网后两三天就能部署进平台,一旦条件符合,就会执行节能措施。”中国电信某省公司从事基站节能工作的人士表示,“节能效果很明显,从5月份到现在,平均每月能够节电170万度以上。这两个月随着新建基站数量的增加,8月份已经节省了190万度电。”这位人士还介绍,他们目前还在推动4G基站部署在智慧节能平台上。

5G基站节能有多种解决方案,可分为符号关断、通道关断、载波关断和深度休眠等,不同节能关断有不同的作用范围,对应于不同业务场景使用,以确保不会影响到用户业务,休眠仅在AAU长期空载状态下定时使用(如夜间),因此用户基本无感知。“这几种方案是递进关系,从浅到深,节能效果不一样。”上述人士表示。一般在5G休眠期间,4G基站保持服务能力不变,且随着4G承载流量的不断攀高,会智能激活5G基站相关资源退出休眠、提供服务。

其他两家运营商也是如此,采取适度休眠、分时关断等措施,以降低5G高能耗。

除了站点层面,在设备层面、网络层面,运营商也在不断推动节能工作开展。《信息通信行业绿色低碳发展行动计划(2022-2025年)》中也提出,利用氮化镓功放等提升设备整体能效,推广集中化无线接入网架构等等。

提升清洁能源比重

为了降低能耗,实现“双碳”目标,电信运营商还尝试采用清洁能源,比如利用太阳能为5G基站供电。

中国电信在江苏、广东、安徽、上海等地已经开展太阳能5G基站试点。“我们第一个利用太阳能供电的5G基站在8月中旬已经上线。夏天,早上5点多开始发电,6~7点就可以给基站供电了。天气情况良好的时候,一天能发电30多度。目前节电560多度,预计一个月能节省600度电左右。”中国电信某省公司从事基站节能工作的人士说道。

据这位人士介绍,单个基站平均每天耗电在60度左右,也就是说,每个月每个基站耗电1800度左右。如果太阳能每月能供电600度,将有效补充5G基站对于电能的消耗,不过上述人士也表示,在天气不好,尤其是云层很多的时候,太阳能供电效果就比较有限。

中国移动、中国联通也广泛开展太阳能为5G基站供电试点。中国移动在山东、浙江、湖北等地都已经建设了光伏供电5G站点。

国外运营商同样在积极探索利用清洁能源为5G基站供电。今年5月,德国电信宣布在巴伐利亚州迪腾海姆市的一处5G站点,与爱立信一起成功完成了一项清洁能源供能试验,在太阳能供电的基础上,双方为该处基站提供了高达5千瓦电力的风力发电机,为站点提供大部分电力,而柴油发电机作为紧急情况下使用的备用电源。

清洁能源的使用对于电信运营商来说十分必要。根据三家运营商在2021年可持续发展报告(或企业社会责任报告)中披露的数据,企业用电量有着不同幅度的增长。以中国联通为例,2020年度电能消耗量为172.2亿度,比上一年增长8.9%;2021年度电能消耗量为204亿度,比上一年增长18.4%,大大超过全社会平均用电量增幅10.3%。

从用电角度而言,要实现“双碳”目标,运营商一方面要加大节电力度,控制总体用电量增长,另一方面要大幅提升清洁能源占比。

编 辑:章芳
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