通信世界网消息(CWW)据统计,三大运营商每年网络运营电费支出总计超千亿元人民币,能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调4部分,其中,基站的电费支出占整体网络能耗的极大部分。
目前,在业界的多次测试中,同样规格下,华为的5G基站能耗都要低10%~20%。比如在中国5G推进组的第三阶段测试中,华为的同类设备就表现出能耗方面的优势。
对比基站能耗,还要对比性能
在基站中,负责处理信号编解码的基带单元(BBU)的功耗相对较小,而射频单元(RRU/AAU)是功耗的主要来源。不可否认,5G网络因其大容量、海量连接的特性,将处理更多的数据。特别是从天线角度看,相较于4G基站的4T4R MIMO技术,5G基站采用的是64T64R MIMO,更多的天线预示着更多的能源消耗。
此外,5G基站在满载时对数据的处理量是4G基站的20倍左右,如此大的数据处理带来高能耗也在情理之中。但如果简单地从单个基站总能耗角度去对比5G与4G的能耗,有些牵强。因为不对比性能,只对比能耗,有失公允。
同样是5G基站,技术不同,产品的性能也不同。性能弱的产品覆盖面积更小、容量更小、速率更低,自然不需要消耗更多的能量;而性能强的5G产品覆盖面积更大、容量更大、速率更高,还大幅提高了能量的利用效率。
四大方向创新,减少基站能耗
华为方面认为,华为产品的能耗优势得益于其四方面的努力:7nm工艺芯片、领先基站工艺、全新散热系统、AI能效管理,多维度奏响绿色5G旋律。
第一,采用先进的7nm工艺芯片。芯片是信息时代工业生产的心脏,在承载重要处理任务的同时,也消耗可观的能量。华为5G基站搭载的是华为基于ARM处理器架构的鲲鹏920芯片。该芯片基于7nm工艺,这种高集成度的芯片工艺,及自研更高性能的芯片算法,提高了射频、基带单元的设备集成度,减少了5G设备中的核心器件数量。更高的单板集成度大大提升了设备的整体效率,降低了设备整体功耗。
第二,采用领先的硬件工艺和材料。在5G基站工艺方面,华为一方面在通信设备的功放部分不断引入新型的材料和创新的算法,持续提升功放效率,突破了能源转换效率的瓶颈。另一方面,华为通过更科学的仿生“翅片”散热技术,减少设备风阻,增加风速,增加了热交换的有效面积,切实提升了设备散热效率。不仅可以降低空调系统的能耗,也实现了设备的小型化和轻量化。
第三,加速基站设备散热,降低配套耗电。随处可见基站外悬挂的空调在不停转动,对运营商而言,这将带来较大的电费支出。华为提出的5G极简站点解决方案,Super Blade Site全室外解决方案,可以实现一根抱杆支持AAU、BBU、电源、电池等各个模块外挂,直接省去了机房的空调需求,利用自然风快速散热。华为这种创新摆脱室内空调,利用自然散热,极大地降低了通信系统能耗。
第四,基站运行因地制宜、因时变动。对于能耗的管理,华为通过AI技术实现了网络协同节能。在传统通信领域,由于业务分布不均,存在空间和时间两个维度产生无效能耗的现象。华为通过AI技术智能识别不同的场景,灵活进行节能关断,实现了多制式多载波的复杂网络中节能效果的最大化,有效降低了整网能耗。