全方位“綠色”基站促移動網絡能耗持續下降

    如果與其他傳統行業橫向比較，通信行業對環境的影響是比較小的。但是隨著我國通信事業的發展以及通信網絡規模的不斷擴大，整個通信行業年耗電量已經超過200億千瓦時，因而,運營商在滿足社會信息化需求的同時也需要降低能耗。

    保護環境和應對氣候變化，是當今人類生存面臨的兩個最大的挑戰。伴隨著社會大眾環境保護意識的日益提高，電信運營商也開始越來越多地關注自身應該承擔的，進行環境保護的社會責任。同時，我國電信運營商還需要滿足國資委提出要求：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%。

    為了滿足社會公眾和政府管理部門對電信運營商的節能減排要求，以中國移動為代表的運營商正在開展“綠色行動計劃”。對于移動電信運營商來說，基站設備的能源消耗占到整個移動通信網絡設備能源消耗的90%，是節能減排需要關注的重點。

    基站成移動網絡節能先鋒

    如果與其他傳統行業橫向比較，通信行業對環境的影響是比較小的。據估算，在全球二氧化碳排放和一次性能源利用中，移動通信行業僅占0.14%和0.12%。相比之下，交通運輸業排放的二氧化碳以及利用一次性能源要分別占到20%和23%。但是隨著我國通信事業的發展以及通信網絡規模的不斷擴大，運營商在滿足社會信息化需求的同時也需要降低能耗。最新的數據表明，整個通信行業年耗電量已經超過200億千瓦時，其中移動通信網絡耗電量占據絕大部分，而在移動通信網絡中基站的能耗又占到了最大部分。

    中興通訊TD-SCDMA產品總工程師柏燕民告訴我們：“從整個移動通信網絡設備的能源消耗分布來看，基站設備的能源消耗占到了90%，其他設備，包括核心網和網絡管理耗能不到10%，所以基站節能是移動通信網絡節能減排的關鍵。”

    事實也是如此，中國所有移動通信基站加在一起的能耗量是非常大的。僅以目前應用最為廣泛的GSM（第二代移動通信標準之一）基站而言，據估算全國GSM載頻數量接近270萬載頻，如果以2007年業界典型的室內宏基站配置為12TRX(12個載頻)，典型功耗為1600瓦特，那么我國擁有22.5萬臺室內宏基站。每年耗電量接近32億千瓦時，僅基站電費就接近20億元(工業用電按照0.6元/千瓦時計算)，還不包含與之相關的空調、變電、傳輸等方面的功耗。按照1千克煤能夠發3千瓦時電來計算，全國的GSM基站每年需要耗費105萬噸煤！

    正是由于移動基站在移動通信網絡中占據了最高的能源消耗比率，所以基站自然也就會成為運營商、設備商關注的重點。近年來，基站的能耗已經出現了持續下降的趨勢，成為移動網絡中的節能先鋒。

    愛立信(中國)無線網絡系統部高級產品經理吳日平表示：“移動通信基站系統使用至今已有數十年，用于改進輸出性能、提高能效的新技術不斷涌現。實際上，2005年以后，GSM基站的平均能耗每年都有6%的下降，WCDMA(第三代移動通信技術之一)基站在2007年的平均能耗則比2005年降低了60%以上。另外，通過改進無線宏蜂窩基站的設計，無線基站的占地面積也越來越小，這是通信行業對環境保護做出的另一項貢獻。”

    主設備降耗是關鍵點

    移動通信產業鏈各方都看到了基站節能對于整個移動通行網絡節能減排的重要性，雖然具體的節能措施與方法，各個設備廠商都有自己的“高招”，但是其中有一點已經形成大家的共識，就是首先盡量在主設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，在進行節能設計時都首先考慮到了主設備系統的功耗問題。其中TD—SCDMA基站的節能成為一個亮點，柏燕民告訴記者：“我們首先關注了功率放大器，它是基站發射單元的關鍵組成部分，也是消耗電能的重頭。為此，中興采用了CFR+DPD高效功放技術，功耗效率提高到20%以上，大大降低RRU(射頻單元)整機功耗。同時我們也推出業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)整機功耗。其次，中興還根據業務特點采用了業務低流量時段設備智能節電功能，基站散熱優化等措施。較傳統基站而言，綠色TD-SCDMA基站每年比傳統基站節約電能40%以上。”

    愛立信則提出了射頻拉遠基站(Main-remote)，即塔頂無線接收器解決方案，可以降低能耗約2/3。在傳統的無線基站中，所有設備均置于室內或戶外的地面無線基站設備箱內。而該方案將集成化和小型化的無線主單元放置在靠近基站的遠端射頻單元的戶外箱體內，這樣可以大大縮短連接兩個單元的電纜長度，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：“另外一種降低能耗的途徑是通過待機模式控制無線基站設備，從而有效降低整體能耗，其設想是通過類似于個人電腦的待機/激活模式來自動控制無線設備，降低整個網絡的能耗。比如在典型的3個扇區的小區中，每個扇區安裝4個收發信機，通常并不需要12個收發信機隨時都處于激活狀態。在通信量相對較小時，可以讓若干個收發信機處于待機模式。如果所有安裝了愛立信GSM基站的運營商都采用這種軟件來升級系統，那么每年可以減少二氧化碳排放量100萬噸，相當于33萬輛小汽車每輛每年行駛1.6萬公里的二氧化碳排放總量。”

    上海貝爾阿爾卡特針對GSM基站降低能耗的方法是以雙載頻模塊來擴大基站容量，從而使占地面積減少50%，功耗降低15%～30%，重量減少50%。除了對基站硬件耗能的關注之外，基站系統軟件的優化也能夠幫助基站實現節能的目的。

    配套體系也需注意

    移動基站的節能不僅僅包括基站主設備的節能，還涉及電源、空調、機房空間等多個方面。

    柏燕民認為：“基站不僅需要電能，還要占用機房、增加配套設施，如：機房空調、電源等，后期還有產品的報廢利舊等。而對于全球大多數移動運營商而言，基站主設備只占站點一次性投資的30%左右，剩下的成本則主要集中在站點配套、機房獲取、傳輸設備、電源系統、天饋系統等，以及后續長期的運維成本上面。所以，真正意義上的綠色并不只是節約電能，而是要把降低能耗、節省原材料、減少占地、節約成本等眾多因素考慮在內的一個全方位的‘綠色’。比如，如果采用緊湊型設計理念的綠色TD-SCDMA基站，以10平方米的機房為例，可以節約10%左右的機房面積。”

    上海貝爾阿爾卡特移動接入高級產品推廣工程師陳洪濤說：“基站節能需要綜合考慮，包括單位產品的功耗、產品的集成度、產品的適用性、產品的平滑演進能力、滿足RoHS標準等。”

    除此之外，基站節能還會涉及站點配備、替代能源使用(比如太陽能)等方面的問題，可以說基站的節能是一個系統工程。

    從另外一個方面來看，正是由于基站節能需要考慮到這么多環節，才表明基站節能潛力大，還有許多可以挖潛的余地。現在已有的措施僅僅是開始。