全方位“綠色”基站促移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能耗持續(xù)下降

    如果與其他傳統(tǒng)行業(yè)橫向比較，通信行業(yè)對(duì)環(huán)境的影響是比較小的。但是隨著我國(guó)通信事業(yè)的發(fā)展以及通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，整個(gè)通信行業(yè)年耗電量已經(jīng)超過(guò)200億千瓦時(shí)，因而,運(yùn)營(yíng)商在滿足社會(huì)信息化需求的同時(shí)也需要降低能耗。

    保護(hù)環(huán)境和應(yīng)對(duì)氣候變化，是當(dāng)今人類生存面臨的兩個(gè)最大的挑戰(zhàn)。伴隨著社會(huì)大眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日益提高，電信運(yùn)營(yíng)商也開(kāi)始越來(lái)越多地關(guān)注自身應(yīng)該承擔(dān)的，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的社會(huì)責(zé)任。同時(shí)，我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商還需要滿足國(guó)資委提出要求：到“十一五”末期完成單位增加值能耗降低20%，主要污染物排放量減少10%。

    為了滿足社會(huì)公眾和政府管理部門對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商的節(jié)能減排要求，以中國(guó)移動(dòng)為代表的運(yùn)營(yíng)商正在開(kāi)展“綠色行動(dòng)計(jì)劃”。對(duì)于移動(dòng)電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，基站設(shè)備的能源消耗占到整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能源消耗的90%，是節(jié)能減排需要關(guān)注的重點(diǎn)。

    基站成移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能先鋒

    如果與其他傳統(tǒng)行業(yè)橫向比較，通信行業(yè)對(duì)環(huán)境的影響是比較小的。據(jù)估算，在全球二氧化碳排放和一次性能源利用中，移動(dòng)通信行業(yè)僅占0.14%和0.12%。相比之下，交通運(yùn)輸業(yè)排放的二氧化碳以及利用一次性能源要分別占到20%和23%。但是隨著我國(guó)通信事業(yè)的發(fā)展以及通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，運(yùn)營(yíng)商在滿足社會(huì)信息化需求的同時(shí)也需要降低能耗。最新的數(shù)據(jù)表明，整個(gè)通信行業(yè)年耗電量已經(jīng)超過(guò)200億千瓦時(shí)，其中移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)耗電量占據(jù)絕大部分，而在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中基站的能耗又占到了最大部分。

    中興通訊TD-SCDMA產(chǎn)品總工程師柏燕民告訴我們：“從整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能源消耗分布來(lái)看，基站設(shè)備的能源消耗占到了90%，其他設(shè)備，包括核心網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)管理耗能不到10%，所以基站節(jié)能是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)能減排的關(guān)鍵。”

    事實(shí)也是如此，中國(guó)所有移動(dòng)通信基站加在一起的能耗量是非常大的。僅以目前應(yīng)用最為廣泛的GSM（第二代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)之一）基站而言，據(jù)估算全國(guó)GSM載頻數(shù)量接近270萬(wàn)載頻，如果以2007年業(yè)界典型的室內(nèi)宏基站配置為12TRX(12個(gè)載頻)，典型功耗為1600瓦特，那么我國(guó)擁有22.5萬(wàn)臺(tái)室內(nèi)宏基站。每年耗電量接近32億千瓦時(shí)，僅基站電費(fèi)就接近20億元(工業(yè)用電按照0.6元/千瓦時(shí)計(jì)算)，還不包含與之相關(guān)的空調(diào)、變電、傳輸?shù)确矫娴墓�耗。按�?千克煤能夠發(fā)3千瓦時(shí)電來(lái)計(jì)算，全國(guó)的GSM基站每年需要耗費(fèi)105萬(wàn)噸煤！

    正是由于移動(dòng)基站在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)了最高的能源消耗比率，所以基站自然也就會(huì)成為運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商關(guān)注的重點(diǎn)。近年來(lái)，基站的能耗已經(jīng)出現(xiàn)了持續(xù)下降的趨勢(shì)，成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能先鋒。

    愛(ài)立信(中國(guó))無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)部高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理吳日平表示：“移動(dòng)通信基站系統(tǒng)使用至今已有數(shù)十年，用于改進(jìn)輸出性能、提高能效的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。實(shí)際上，2005年以后，GSM基站的平均能耗每年都有6%的下降，WCDMA(第三代移動(dòng)通信技術(shù)之一)基站在2007年的平均能耗則比2005年降低了60%以上。另外，通過(guò)改進(jìn)無(wú)線宏蜂窩基站的設(shè)計(jì)，無(wú)線基站的占地面積也越來(lái)越小，這是通信行業(yè)對(duì)環(huán)境保護(hù)做出的另一項(xiàng)貢獻(xiàn)�！�

    主設(shè)備降耗是關(guān)鍵點(diǎn)

    移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈各方都看到了基站節(jié)能對(duì)于整個(gè)移動(dòng)通行網(wǎng)絡(luò)節(jié)能減排的重要性，雖然具體的節(jié)能措施與方法，各個(gè)設(shè)備廠商都有自己的“高招”，但是其中有一點(diǎn)已經(jīng)形成大家的共識(shí)，就是首先盡量在主設(shè)備的能耗降低上面下功夫。

    比如中興的WCDMA/GSM基站以及TD—SCDMA基站，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)都首先考慮到了主設(shè)備系統(tǒng)的功耗問(wèn)題。其中TD—SCDMA基站的節(jié)能成為一個(gè)亮點(diǎn)，柏燕民告訴記者：“我們首先關(guān)注了功率放大器，它是基站發(fā)射單元的關(guān)鍵組成部分，也是消耗電能的重頭。為此，中興采用了CFR+DPD高效功放技術(shù)，功耗效率提高到20%以上，大大降低RRU(射頻單元)整機(jī)功耗。同時(shí)我們也推出業(yè)界集成度最高功耗最低的基帶處理板，每載波功耗降低37%，大大降低了BBU(基帶單元)整機(jī)功耗。其次，中興還根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)采用了業(yè)務(wù)低流量時(shí)段設(shè)備智能節(jié)電功能，基站散熱優(yōu)化等措施。較傳統(tǒng)基站而言，綠色TD-SCDMA基站每年比傳統(tǒng)基站節(jié)約電能40%以上。”

    愛(ài)立信則提出了射頻拉遠(yuǎn)基站(Main-remote)，即塔頂無(wú)線接收器解決方案，可以降低能耗約2/3。在傳統(tǒng)的無(wú)線基站中，所有設(shè)備均置于室內(nèi)或戶外的地面無(wú)線基站設(shè)備箱內(nèi)。而該方案將集成化和小型化的無(wú)線主單元放置在靠近基站的遠(yuǎn)端射頻單元的戶外箱體內(nèi)，這樣可以大大縮短連接兩個(gè)單元的電纜長(zhǎng)度，使得輸入功率可以減少一半，或者輸入功率不變而輸出功率提高一倍。

    吳日平介紹說(shuō)：“另外一種降低能耗的途徑是通過(guò)待機(jī)模式控制無(wú)線基站設(shè)備，從而有效降低整體能耗，其設(shè)想是通過(guò)類似于個(gè)人電腦的待機(jī)/激活模式來(lái)自動(dòng)控制無(wú)線設(shè)備，降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗。比如在典型的3個(gè)扇區(qū)的小區(qū)中，每個(gè)扇區(qū)安裝4個(gè)收發(fā)信機(jī)，通常并不需要12個(gè)收發(fā)信機(jī)隨時(shí)都處于激活狀態(tài)。在通信量相對(duì)較小時(shí)，可以讓若干個(gè)收發(fā)信機(jī)處于待機(jī)模式。如果所有安裝了愛(ài)立信GSM基站的運(yùn)營(yíng)商都采用這種軟件來(lái)升級(jí)系統(tǒng)，那么每年可以減少二氧化碳排放量100萬(wàn)噸，相當(dāng)于33萬(wàn)輛小汽車每輛每年行駛1.6萬(wàn)公里的二氧化碳排放總量。”

    上海貝爾阿爾卡特針對(duì)GSM基站降低能耗的方法是以雙載頻模塊來(lái)擴(kuò)大基站容量，從而使占地面積減少50%，功耗降低15%～30%，重量減少50%。除了對(duì)基站硬件耗能的關(guān)注之外，基站系統(tǒng)軟件的優(yōu)化也能夠幫助基站實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

    配套體系也需注意

    移動(dòng)基站的節(jié)能不僅僅包括基站主設(shè)備的節(jié)能，還涉及電源、空調(diào)、機(jī)房空間等多個(gè)方面。

    柏燕民認(rèn)為：“基站不僅需要電能，還要占用機(jī)房、增加配套設(shè)施，如：機(jī)房空調(diào)、電源等，后期還有產(chǎn)品的報(bào)廢利舊等。而對(duì)于全球大多數(shù)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商而言，基站主設(shè)備只占站點(diǎn)一次性投資的30%左右，剩下的成本則主要集中在站點(diǎn)配套、機(jī)房獲取、傳輸設(shè)備、電源系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)等，以及后續(xù)長(zhǎng)期的運(yùn)維成本上面。所以，真正意義上的綠色并不只是節(jié)約電能，而是要把降低能耗、節(jié)省原材料、減少占地、節(jié)約成本等眾多因素考慮在內(nèi)的一個(gè)全方位的‘綠色’。比如，如果采用緊湊型設(shè)計(jì)理念的綠色TD-SCDMA基站，以10平方米的機(jī)房為例，可以節(jié)約10%左右的機(jī)房面積�！�

    上海貝爾阿爾卡特移動(dòng)接入高級(jí)產(chǎn)品推廣工程師陳洪濤說(shuō)：“基站節(jié)能需要綜合考慮，包括單位產(chǎn)品的功耗、產(chǎn)品的集成度、產(chǎn)品的適用性、產(chǎn)品的平滑演進(jìn)能力、滿足RoHS標(biāo)準(zhǔn)等�！�

    除此之外，基站節(jié)能還會(huì)涉及站點(diǎn)配備、替代能源使用(比如太陽(yáng)能)等方面的問(wèn)題，可以說(shuō)基站的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程。

    從另外一個(gè)方面來(lái)看，正是由于基站節(jié)能需要考慮到這么多環(huán)節(jié)，才表明基站節(jié)能潛力大，還有許多可以挖潛的余地。現(xiàn)在已有的措施僅僅是開(kāi)始。