目前節(jié)能減排成為運營商重點工作之一。近日,工業(yè)和信息部通信發(fā)展司副司長祝軍表示:“2009年3G建設增加了很多基站,一年時間建了過去十年數(shù)量的基站。”同時,基站耗能已占運營商能耗的一半左右,在中國移動甚至達到73%以上。由此可見,基站節(jié)能將成為2010年運營商節(jié)能減排重中之重。
移動基站(又稱站點)節(jié)能降耗的措施基本可以從網絡規(guī)劃、主設備、配套設施三個方面進行考慮。近幾年,針對基站節(jié)能減排各大運營商采取了很多的措施、技術。每項技術都各有特點和使用范圍,在不同地區(qū)、不同場合都有一定的節(jié)能效果。
《通信世界周刊》總結了運營商關注的十大熱點節(jié)能措施,針對基站節(jié)能措施到底“節(jié)”在哪里、節(jié)能的實際成效、通信業(yè)該措施的最新進展和應用等問題作出詳細報道。
基站主設備節(jié)能
熱點一:網絡規(guī)劃優(yōu)化
原理:綜合考慮基站新技術及成熟程度,運營商結合實際在網絡規(guī)劃中采用,做到滿足網絡覆蓋、業(yè)務需求的情況下,降低基站數(shù)量和設備發(fā)射功率,提高設備利用率,同時減少站點維護的交通能耗,從而達到降低基站能耗的目的。在華為看來,規(guī)劃節(jié)能方法有二,一是提高基站設備覆蓋效率,二是擴大基站設備覆蓋半徑。兩者并用,可節(jié)約整體基站能耗25%以上。另外,“共建共享”亦是一大關鍵方法。
實踐:在世博基站的規(guī)劃中,設計人員充分考慮了基站站點的選擇,同時大量應用了共建共享措施。上海郵電設計院石磊表示,世博會舉行近一個月來,共建共享基站出色地保障了園區(qū)通信,同時,基站的合理規(guī)劃實現(xiàn)了大幅度節(jié)能。在整體網絡規(guī)劃上,專家提出了全生命周期的綠色通信理念,華為的“E2E綠色設計方案”、愛立信的LCA綠色計劃等計劃都成為全生命周期評估的典范。
熱點二:提高功放效率
原理:基站設備的功放部分常常占據基站整機功耗的很大比例,提高功放的效率可以大大地減少基站整機功耗。目前,多載頻功放(MCPA)技術的實現(xiàn)成為廠商競爭的焦點,該技術可使功放支持更寬的信號頻帶,從而實現(xiàn)RRU的高度集成化,減少基站發(fā)熱量。而采用高集成度的設計和低功耗的芯片,能夠降低基站占用空間,減少機柜數(shù)量,達到降低功耗的目的。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。
實踐:現(xiàn)在有很多主流設備廠家推出多密度載頻基站,實現(xiàn)規(guī)模應用。其中,華為的基站設備可以支持6密度載頻,已經在青海、四川等地進行測試與商用。而摩托羅拉則表示其GSM多載波功放基站,單載頻模塊最大可支持8個邏輯GSM載頻。
熱點三:智能關斷技術
原理:智能關斷技術,即在網絡業(yè)務量降低時,將不處理業(yè)務的板卡、功能單元進行斷電或休眠,從而降低設備的功率,達到節(jié)能的目的。通過采用軟件控制的閑時載頻關斷技術、時隙關斷技術以及業(yè)務量分配優(yōu)化等措施能夠降低耗能。比如時隙關斷技術,在話務量比較少時,通過資源調整把分擔在不同時隙上的用戶調整到一個時隙上,在閑時基站自動關閉無信號時隙,待業(yè)務量提高時再開啟時隙。這樣基站設備功效可以降低30%~50%。
實踐:實際上,智能關斷技術很早就應用在基站設備中,并且各大設備廠商均推出了這類節(jié)能軟件,如愛立信的“PowerSaving”等。據上海貝爾介紹,其從1999年開始,已經將其智能關斷技術用在上海貝爾的幾十萬個基站中。而中國普天在TD基站設備中全面應用了這些技術。中國移動副總裁魯向東曾表示,中國移動大范圍應用了智能載頻關斷技術。據悉,截止2009年9月中國移動智能載頻關斷數(shù)量應用已達102萬塊。
從軟件角度實現(xiàn)基站節(jié)能的技術有很多,比較常見的有信道共用、下行功率控制、下行不連續(xù)發(fā)射等。
熱點四:分布式基站
原理:目前比較成熟的分布式基站技術,是把基站分為基帶單元(BBU)和射頻拉遠模塊(RRU)兩部分,用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的饋線將射頻部分拉遠,可以減少由饋線導致的損耗約3db,使基站消耗的功率大幅降低。拉遠單元可以采用自然散熱技術,能夠節(jié)省溫控能耗,占地面積小,安裝快捷,可廣泛應用于室內覆蓋、城區(qū)站址困難區(qū)域、熱點覆蓋等場景。
實踐:分布式基站已經得到運營商的認可,也得到各大設備廠商的大力支持。華為中國區(qū)副總裁李昌竹表示,全世界每天大概有3000個分布式基站投入部署。據悉中國移動TD網絡建設中,有超過一半基站應用了分布式基站。
熱點五:移動網絡IP化
原理:移動IP化在核心網實現(xiàn)了IP綜合承載,這顯著地減少網絡層次、降低網絡處理復雜度、提升網絡性能、減低網絡成本,比原來的網絡實現(xiàn)較大的節(jié)能成效。
實踐:目前,中國移動積極推進移動網絡向全IP化演進,中國移動楊志軍曾介紹:“以核心網MSC為例,相對于TDM設備,MSC設備節(jié)電比例達到50~80%,節(jié)地比例為60%~80%,同時延長了設備生命周期,實現(xiàn)平滑演進。”
目前業(yè)界廠商的相應技術也已經成熟。李昌竹表示,華為面向全IP網絡結構的解決方案,使網絡從原來五層結構簡化為三層,直接節(jié)約能耗70%左右。
熱點六: AMR(自適應多速率語音編碼)
原理:使用AMR技術可以使手機終端在不同的網絡環(huán)境下,選擇不同語音編碼速率,在信號載干比(C/I)很好的地方,可以使用很低的編碼速率,如4.75kbit/s,減少冗余字節(jié)的傳送,由此帶來的增益最多可達4dB,相當于為基站節(jié)省50%的發(fā)射功率。
實踐:諾基亞西門子通信FlexiWCDMA/EDGE基站采用了AMR技術,與傳統(tǒng)的基站相比,可實現(xiàn)較大的節(jié)能成效。目前應用該技術的基站在中國聯(lián)通得到大量部署。
熱點七:環(huán)保型基站
原理:基站建設擯棄傳統(tǒng)鋼材,選擇水泥作為建筑材料,僅在修建和運輸上就能減少30%的二氧化碳排放量。“環(huán)保型基站”利用本身的高度優(yōu)勢,將設備置于頂端40m的高度在管塔上下端形成氣壓差,使之能夠讓地面冷空氣通過通氣孔(或低端開口)進入塔身,形成氣流,帶走設備熱空氣;同時,由于距地面高度越高,溫度越低,設備在頂端能夠通過管塔頂蓋的透氣孔與空氣進行有效熱交換;拘铍姵乇谎诼裨诠芩紫4m至8m處,外包防水箱體,冬暖夏涼,也不再需要空調。
實踐:目前該理念較受認可,不過推出完備產品的廠商并不多,愛立信的水泥管塔走在前列。據悉,該管塔此前在瑞典試驗成功。