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破解5G基站高功耗难题,华为这样“对症下药”!

5G时代,移动基站数量巨大,分布广泛,应用条件千差万别,基站性能的好坏也就极大地影响网络的质量和运行维护成本。因此,在保证网络质量的前提下,如何让基站“降能耗、提性能”,是当前无线通信设备厂家面临的关键问题。
发布时间:2020-07-24 10:42        来源:通信产业网        作者:党博文

5G基站能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调四部分,而其中基站的电费支出占整体网络能耗的80%以上。

5G时代,移动基站数量巨大,分布广泛,应用条件千差万别,基站性能的好坏也就极大地影响网络的质量和运行维护成本。因此,在保证网络质量的前提下,如何让基站“降能耗、提性能”,是当前无线通信设备厂家面临的关键问题。

在过去30年之中,华为和运营商一起建设了1500多张网络,在全球170多个国家和地区,为30亿人提供网络服务,5G时代,华为持续在5G产品研发与工程化过程中投入创新,力争为运营商降低网络建设的综合成本。

“目前,5G基站能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调四部分,而其中基站的电费支出占整体网络能耗的80%以上。”华为中国运营商无线网络与云核心网高级专家孙昊在接受《通信产业报》(网)全媒体记者采访时表示,基站能耗中,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。

众所周知,移动通讯接入使用了成千上万的基站,基站能耗以电为主,随着电力成本的增加,移动网络的扩大,基站机房电费支出逐渐增大。特别是在5G时代,不仅功耗提升了三倍以上,并且由于覆盖范围的衰减,5G基站的需求数量又是成倍增加,因此,对于运营商而言5G基站的高功耗甚至成为了制约5G建网的首要原因。

在孙昊看来,影响基站能耗的因素主要因素有五大方面,一是基站配置引出的发射功率、扩展能力等;二是业务负载的影响;三是散热及耐热可靠性;四是器件不同能效比的影响;五是设备运行环境温度等。

既知痛点,那就要“对症下药”。对此,为了实现在网络性能和用户体验不受影响的前提下极致提升网络节能效果,华为推出了PowerStar三级节能方案,旨在助力运营商达成节能目标。

具体来看,华为PowerStar三级节能解决方案通过人工智能等创新技术,在设备级、网络级、站点级实现2/3/4/5G端到端综合节能,以“保障KPI平稳前提下,最大化能耗节省”为目标,通过智能化的AI节能平台和专家经验,调用节能特性并设置精准的节能参数,助力运营降低网络能耗。

“通过AI平台工具实现精准的共覆盖识别,多频多制式协同节能等能力最大化节能效果,基于智能节能平台对节能效果和KPI影响做实时监控,迭代调优节能参数进行实时优化,避免因节能而影响网络体验。”孙昊表示,PowerStar端到端节能方案可以助力客户通过自动化工具平台实现自动下发策略并实时监控优化,实现网络级快速部署,获取节能收益。

此外,正如家用电器过热会导致效率的降低和能耗的升高,基站也需要强散热以保证高能效。

孙昊表示,华为采用了先进的仿生散热技术,辊压接合散热齿,这是一个AAU内部的循环散热系统,通过华为专利液体在AAU内部汽化-液化-汽化的循环,使基站的整体散热能力提升20%,从而达到降耗的目的。

近年来全球移动宽带业务持续快速发展,无线网络当前3G、4G、5G多制式共存,有十几种频段,站点数也在不断增加。日益复杂的网络带来能耗快速增加,多模多制式之间的耦合,也给节能带来极大挑战。

为了提升功放效率,华为采用专门优化的数字预纠偏算法(DPD),对功放的非线性放大区进行预纠偏,使得功放的线性放大区间得到极限延伸,同比业界可降低10%功放能耗。

在当前5G部署环境中,5G基站主要以直流供电方式为主,而针对机房,华为也开发了一套针对站点机房的节能方案,通过把原有无线AAU/RRU机房内取电改造成机房外取电,节省机房空调,同时还降低了机房租金,实现了节电降租。

据孙昊介绍,该方案平均每站可节省运营成本2万元/年,有效助力运营商进行5G建设。

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