通信學(xué)論文-基站領(lǐng)跑通信節(jié)能.doc

通信學(xué)論文-基站領(lǐng)跑通信節(jié)能移動(dòng)通信發(fā)展迅猛，運(yùn)營(yíng)商對(duì)能耗需求不斷加大，單一從運(yùn)維角度節(jié)能已不能滿足需求。降低基站設(shè)備能耗，提高穩(wěn)定性已成為關(guān)注重點(diǎn)。中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通的運(yùn)維支出報(bào)告顯示：僅2007年中國(guó)移動(dòng)電費(fèi)支出就達(dá)76億元人民幣，中國(guó)聯(lián)通也高達(dá)45億元，電費(fèi)支出幾乎占據(jù)了兩家移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商80%以上的運(yùn)維費(fèi)用。這個(gè)數(shù)字還在隨著中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的快速擴(kuò)張而迅猛增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)移動(dòng)綜合部的孫佰介紹，中國(guó)移動(dòng)2006年保有基站約25萬(wàn)個(gè)，至2007年，基站數(shù)目就已達(dá)30.7萬(wàn)個(gè)?；緮?shù)量的激增，加大了對(duì)能源的消耗，根據(jù)中國(guó)移動(dòng)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(shè)備耗電占據(jù)51%，基站空調(diào)耗電占據(jù)46%，其他配套設(shè)備耗電3%。可見(jiàn)，若想從根本上降低基站耗電，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，只有從機(jī)房主設(shè)備和空調(diào)入手。目前，通過(guò)空調(diào)乙二醇雙冷等技術(shù)已經(jīng)可以充分降低空調(diào)耗能，所以，基站主設(shè)備節(jié)能成為最大的突破口，也是運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。節(jié)能不能只關(guān)注基站功耗事實(shí)上，通過(guò)對(duì)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商生產(chǎn)需求分析，設(shè)備制造商很早就意識(shí)到基站節(jié)能對(duì)于運(yùn)營(yíng)商運(yùn)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(shí)力和經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)，目前各大設(shè)備商使用的節(jié)能技術(shù)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(yùn)行能耗，各類綠色潔凈能源的采用(如風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能源等)、改進(jìn)基站站點(diǎn)設(shè)計(jì)等。目前，這三家設(shè)備制造商的最新主打基站產(chǎn)品都在采用較為先進(jìn)的多載波功放技術(shù)(MCPA)，可以大幅度降低每載頻的能耗。根據(jù)資料顯示，通過(guò)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(dá)40%以上。據(jù)華為中國(guó)區(qū)無(wú)線Mar-keting部CTO周建國(guó)表示，目前華為已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在單模塊內(nèi)最多支持6個(gè)載頻，正在四川、青海等地進(jìn)行測(cè)試和商用驗(yàn)證。愛(ài)立信也正在開(kāi)發(fā)這樣的基站，據(jù)介紹，對(duì)比2載頻，這種新技術(shù)將節(jié)能40%以上。目前運(yùn)營(yíng)商在進(jìn)行節(jié)能測(cè)試時(shí)，過(guò)多地將目光集中在單一設(shè)備功耗上，而沒(méi)有從基站整體考慮能耗?！斑@種方式是不合理的，有些時(shí)候盡管產(chǎn)品功放效率較高，但如果基站的整體設(shè)計(jì)不好，很可能要達(dá)到同樣的通信質(zhì)量和覆蓋范圍，設(shè)備能耗一樣很高?！睈?ài)立信無(wú)線解決方案專家章正珊表示。但好在目前，中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院已經(jīng)意識(shí)到基站節(jié)能不能只關(guān)注功放，還要關(guān)注整體基站設(shè)計(jì)。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(wú)饋線損耗，覆蓋效果與傳統(tǒng)宏基站相當(dāng)，自然散熱技術(shù)則省去了溫控能耗，且占地面積小，安裝快捷，能夠廣泛應(yīng)用于室內(nèi)覆蓋、城區(qū)選址困難區(qū)域、熱點(diǎn)覆蓋等場(chǎng)景。由于分布式基站具有如此多的優(yōu)勢(shì)，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)明確表示，會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大分布式基站的應(yīng)用場(chǎng)景，目前愛(ài)立信、華為正在內(nèi)蒙古、廣東、貴州、四川等地進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。軟件節(jié)能優(yōu)于硬件降低設(shè)備的載頻能夠有效降低功耗，于是出現(xiàn)很多運(yùn)維人員通過(guò)長(zhǎng)時(shí)期觀測(cè)載頻使用情況，人為在“閑時(shí)”開(kāi)關(guān)載頻來(lái)達(dá)到節(jié)能的現(xiàn)象，雖然效果顯著，但這樣既浪費(fèi)人力，同時(shí)也大大降低了基站的應(yīng)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(guò)負(fù)載平衡能耗，在閑時(shí)將設(shè)備設(shè)定為節(jié)能狀態(tài)，當(dāng)話務(wù)量突增時(shí)，可以自動(dòng)轉(zhuǎn)化為正常狀態(tài)。章正珊表示，愛(ài)立信的“PowerSaving”軟件解決方案可以根據(jù)話務(wù)量的變化自動(dòng)對(duì)實(shí)際需要的載頻數(shù)量進(jìn)行控制，從而達(dá)到降低基站能耗的目的，該功能可以應(yīng)用于愛(ài)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(dá)到時(shí)隙開(kāi)關(guān)，主要應(yīng)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(duì)于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，相對(duì)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(wèn)題，同時(shí)具有成本低，便于維護(hù)等特點(diǎn)，可以說(shuō)是運(yùn)營(yíng)商最佳節(jié)能投入。另外，新能源的應(yīng)用對(duì)于基站的穩(wěn)定性提出了更高的要求，風(fēng)能和太陽(yáng)能等不穩(wěn)定電力源，要求基站設(shè)備能夠有更強(qiáng)壯的生命力。具周建國(guó)介紹，目前中國(guó)移動(dòng)“綠色行動(dòng)計(jì)劃”已經(jīng)選擇了愛(ài)立信和華為在內(nèi)蒙古等省市，針對(duì)太陽(yáng)能的基站展開(kāi)測(cè)試，檢驗(yàn)基站設(shè)備的穩(wěn)定性。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)備功耗同等重要在整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上，專家提出了“需求-設(shè)計(jì)-研發(fā)-制造-供應(yīng)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(shè)計(jì)方案”、愛(ài)立信的LCA綠色計(jì)劃等計(jì)劃也都是全生命周期評(píng)估的典范。有著豐富工程經(jīng)驗(yàn)的章正珊認(rèn)為，基站節(jié)能的重點(diǎn)不應(yīng)放在基站技術(shù)的升級(jí)上，而是應(yīng)該放在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中?！耙粋€(gè)好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，在不影響用戶通話質(zhì)量和減少覆蓋的基礎(chǔ)上，可以最大限度地減少基站數(shù)量。這對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，不但可以減少初期成本投入，同時(shí)也可以減少后期維護(hù)成本?！睋?jù)專家經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，讓一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)專家從最初即參與整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，可以將無(wú)線站點(diǎn)的數(shù)量減少30%50%。按目前網(wǎng)絡(luò)基站設(shè)備2.5KW(GSM、CDMA基站平均能耗)來(lái)計(jì)算，每減少一個(gè)基站，每年可以減少耗能21900度電。但是目前運(yùn)營(yíng)商還沒(méi)有完全認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在節(jié)能減排工作中的重要性，曾有中國(guó)聯(lián)通地方運(yùn)維人員對(duì)記者抱怨：“節(jié)能減排不能光靠在后期運(yùn)維上下功夫，運(yùn)維能夠減少的能耗很少。節(jié)能減排要從新建基站網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃抓起。由于沒(méi)有良好的規(guī)劃，造成現(xiàn)在后期維護(hù)上能源消耗過(guò)多的現(xiàn)象還很多?！痹谥袊?guó)移動(dòng)“綠色行動(dòng)計(jì)劃”重點(diǎn)工作矩陣圖中，可以看出他們并沒(méi)有將網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃作為降低能耗的主要領(lǐng)域。業(yè)內(nèi)專家解釋說(shuō)，由于這種方式的可實(shí)施難度大，投入規(guī)劃成本大等問(wèn)題，還是需要市場(chǎng)的考驗(yàn)。向無(wú)空調(diào)基站挑戰(zhàn)據(jù)統(tǒng)計(jì)，溫度從24度上調(diào)到28度時(shí)，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(shè)置，不能輕易調(diào)高基站溫度。中國(guó)移動(dòng)綠色行動(dòng)計(jì)劃負(fù)責(zé)人秦光澤對(duì)記者表示，現(xiàn)在的基站設(shè)備已經(jīng)能夠適應(yīng)普通的高溫運(yùn)行，之所以設(shè)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(yùn)行，如遇斷電等情況，會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。目前產(chǎn)業(yè)鏈各方正在行動(dòng)，試圖解決這個(gè)問(wèn)題。中國(guó)移動(dòng)也和有關(guān)廠商聯(lián)系，試圖研發(fā)出小型冷凍設(shè)備，將基站中的設(shè)備保護(hù)起來(lái)，這樣就可以將基站內(nèi)空調(diào)取消，來(lái)達(dá)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(shè)備具有抗高溫的特性。各大設(shè)備廠商都在加緊提高設(shè)備的上限溫度。據(jù)章正珊介紹，目前愛(ài)立信已經(jīng)能夠保證基站在50正常工作；周建國(guó)也表示，華為的高效基站也能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)達(dá)到高溫5060之間；諾基亞西門(mén)子通過(guò)測(cè)算將環(huán)境提高到40，利用現(xiàn)有基站設(shè)備能夠最高節(jié)約30%的能耗。移動(dòng)通