通信學論文-基站領跑通信節(jié)能移動通信發(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(jù)了兩家移動運營商80%以上的運維費用。這個數(shù)字還在隨著中國移動和中國聯(lián)通網(wǎng)絡的快速擴張而迅猛增長。據(jù)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(shù)目就已達30.7萬個。基站數(shù)量的激增，加大了對能源的消耗，根據(jù)中國移動內(nèi)部提供的耗能分析圖表顯示，目前基站耗能占據(jù)73%，這其中基站主設備耗電占據(jù)51%，基站空調(diào)耗電占據(jù)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(diào)入手。目前，通過空調(diào)乙二醇雙冷等技術已經(jīng)可以充分降低空調(diào)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(chǎn)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(jīng)出現(xiàn)了很多成熟產(chǎn)品。由于實力和經(jīng)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(chǎn)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(jù)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(jù)華為中國區(qū)無線Mar-keting部CTO周建國表示，目前華為已經(jīng)實現(xiàn)在單模塊內(nèi)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(jù)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(chǎn)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(zhì)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(jīng)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(nèi)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(jīng)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(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(zhuǎn)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(jù)話務量的變化自動對實際需要的載頻數(shù)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(chǎn)的所有基站產(chǎn)品上。而華為的綠色節(jié)能軟件已經(jīng)能夠達到時隙開關，主要應用在華為GSM3012、3006G等主打產(chǎn)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(xiàn)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(jīng)選擇了愛立信和華為在內(nèi)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(wǎng)絡規(guī)劃與設備功耗同等重要在整體網(wǎng)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(jīng)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(wǎng)絡規(guī)劃中。“一個好的網(wǎng)絡規(guī)劃，在不影響用戶通話質(zhì)量和減少覆蓋的基礎上，可以最大限度地減少基站數(shù)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(jù)專家經(jīng)驗估計，讓一個經(jīng)驗豐富的網(wǎng)絡設計專家從最初即參與整體網(wǎng)絡規(guī)劃，可以將無線站點的數(shù)量減少30%50%。按目前網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡規(guī)劃抓起。由于沒有良好的規(guī)劃，造成現(xiàn)在后期維護上能源消耗過多的現(xiàn)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(wǎng)絡規(guī)劃作為降低能耗的主要領域。業(yè)內(nèi)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(diào)基站挑戰(zhàn)據(jù)統(tǒng)計，溫度從24度上調(diào)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(nèi)，都有最高溫度上限的設置，不能輕易調(diào)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(xiàn)在的基站設備已經(jīng)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(nèi)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(wǎng)絡安全運行帶來威脅。目前產(chǎn)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(nèi)空調(diào)取消，來達到最大節(jié)能的目的。如果將空調(diào)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(jù)章正珊介紹，目前愛立信已經(jīng)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(nèi)達到高溫5060之間；諾基亞西門子通過測算將環(huán)境提高到40，利用現(xiàn)有基站設備能夠最高節(jié)約30%的能耗。移動通