基站功耗問題嚴(yán)峻,5G基站問題出在哪

洛陽聯(lián)通在其微信公眾號(hào)上發(fā)布消息稱，近期通過對(duì)AAU（有源天線處理單元）定時(shí)深度休眠，以降低5G基站能耗。消息一出，人們對(duì)于如此大費(fèi)周章地建設(shè)5G產(chǎn)生了不少質(zhì)疑。有人認(rèn)為這是不成熟技術(shù)急于上馬的原因；有人懷疑運(yùn)營商投巨資推動(dòng)5G卻變成雞肋，背后是否有隱情；也有人擔(dān)心以后再也不能通宵打游戲了。那么到底我們的5G基站問題出在哪？

據(jù)工信部消息，截至7月底，我國累計(jì)5G終端連接數(shù)在6月底6600萬的基礎(chǔ)上迅速增長到了7月底的8800萬，與此同時(shí)，5G終端的加速普及也在推動(dòng)5G用戶數(shù)迅速增長。

在三大運(yùn)營商的半年業(yè)績中，除中國聯(lián)通未有公布5G用戶數(shù)量外，中國電信以及中國移動(dòng)的數(shù)據(jù)顯示，目前中國5G用戶數(shù)量已超過1億戶。當(dāng)然這中間存在著很多正在使用5G套餐，但仍未更換5G設(shè)備的用戶（比如編者就是其中之一），但從超過8000萬的5G終端連接數(shù)上我們也能看出，國內(nèi)5G普及進(jìn)程正在不斷加速。

5G發(fā)展，基站先行?；久芏仁?G信號(hào)覆蓋的基礎(chǔ)，背靠國家政策，運(yùn)營商在去年以來便在5G基站建設(shè)上不斷加大投入。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年底，我國共建成5G基站超過13萬個(gè)；到了2020年2月底，全國已開通5G基站則達(dá)到了16.4萬個(gè)。

在2020年6月6日，工信部新聞宣傳中心舉行的“5G發(fā)牌一周年”線上峰會(huì)上，工業(yè)和信息化部信息通信管理局副局長魯春叢表示，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，基礎(chǔ)電信企業(yè)建成5G基站超過25萬個(gè)；中國工程院院士鄔賀銓預(yù)計(jì)，到2020年年底，我國5G基站數(shù)可能達(dá)到65萬個(gè)，5G套餐用戶可能達(dá)到2個(gè)億，實(shí)現(xiàn)全國所有地級(jí)市室外的5G連續(xù)覆蓋、縣城及鄉(xiāng)鎮(zhèn)重點(diǎn)覆蓋、重點(diǎn)場(chǎng)景室內(nèi)覆蓋。

中國移動(dòng)通信研究院無線與終端技術(shù)研究所副所長李男也向《華強(qiáng)電子》記者透露：”在產(chǎn)業(yè)界共同的努力下，中國移動(dòng)全年的5G基站建設(shè)目標(biāo)預(yù)計(jì)有望在8月底完成。目前我們已經(jīng)建設(shè)完成了30萬個(gè)5G基站，部署了5G的城市超過300個(gè)，這個(gè)也是全球排名第一的，顯示了我們中國移動(dòng)在5G發(fā)展中的決心和信心?！?/p>

“功耗是目前5G基站最大的難題，也是三大運(yùn)營商身上最重的一個(gè)負(fù)擔(dān)。除了5G的CAPEX（5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資）基礎(chǔ)以外，以能耗為主的OPEX（網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本）其實(shí)是決定5G能否順利發(fā)展的重中之重。在2017-2020年期間，在業(yè)界的共同攻堅(jiān)之下，基站功耗已經(jīng)大幅下降，但即便如此，它的功耗還是4G基站的3倍左右?！?/p>

然而就在5G基站建設(shè)正在如火如荼進(jìn)行中時(shí)，中國聯(lián)通洛陽分公司在其微信公眾號(hào)發(fā)布消息稱，洛陽聯(lián)通分別對(duì)已經(jīng)入網(wǎng)的3種不同基站射頻單元設(shè)備（AAU），分不同時(shí)段定時(shí)開啟空載狀態(tài)下的深度休眠功能，從而實(shí)現(xiàn)智能化基站設(shè)備能耗管控的目的。

在個(gè)別媒體渲染之下，恐慌的氣氛開始在網(wǎng)絡(luò)上蔓延，各種負(fù)面說法蜂擁而至，很多人擔(dān)心基站休眠后將會(huì)無法使用網(wǎng)絡(luò)，或是認(rèn)為5G已經(jīng)“名存實(shí)亡”。要破解這些謠言，就要首先了解基站的“休眠”到底是什么意思。

據(jù)中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院無線研究部副主任李福昌介紹，基站AAU設(shè)備空載狀態(tài)的深度休眠功能，是指在基站長時(shí)間處于閑時(shí)狀態(tài)時(shí)，因?yàn)闆]有5G用戶接入，可以允許基站AAU設(shè)備關(guān)斷大部分有源設(shè)備的供電，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省射頻單元設(shè)備空載功耗的目的。由于5G基站AAU設(shè)備支持64通道或32通道，5G基站AAU比傳統(tǒng)4G設(shè)備增加大量的有源器件、基帶處理單元等器件，從而大幅提高該類型設(shè)備的空載功耗。

“基站AAU設(shè)備空載狀態(tài)的深度休眠功能，是指在基站長時(shí)間處于閑時(shí)狀態(tài)時(shí)，因?yàn)闆]有5G用戶接入，可以允許基站AAU設(shè)備關(guān)斷大部分有源設(shè)備的供電，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省射頻單元設(shè)備空載功耗的目的。由于5G基站AAU設(shè)備支持64通道或32通道，5G基站AAU比傳統(tǒng)4G設(shè)備增加大量的有源器件、基帶處理單元等器件，從而大幅提高該類型設(shè)備的空載功耗。”

除此之外，記者還了解到，基站AAU休眠的機(jī)制其實(shí)是很靈活的。比如，深夜5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量驟減時(shí)，運(yùn)營商可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來判斷業(yè)務(wù)閑時(shí)的時(shí)間段，開啟休眠模式。在休眠功能開啟的同時(shí)，運(yùn)營商還會(huì)保留4G網(wǎng)絡(luò)在線，以承載用戶正常使用需求。

在休眠開啟時(shí)，當(dāng)有特殊情況發(fā)生，5G接入用戶突然增加，運(yùn)營商也能在數(shù)分鐘以內(nèi)適時(shí)喚醒基站AAU設(shè)備，重新提供5G服務(wù)。這對(duì)于用戶的影響相對(duì)較小。

不過，需要承認(rèn)的事實(shí)是，5G基站的功耗確實(shí)是當(dāng)前一個(gè)嚴(yán)峻的問題。為了驗(yàn)證5G基站功耗具體大小，運(yùn)營商曾對(duì)中興以及華為的5G基站進(jìn)行了功耗測(cè)試，結(jié)果顯示，BBU方面功耗與所插板件有關(guān)，受業(yè)務(wù)負(fù)載的影響不大，整體功耗也在293-330W的水平。而AAU功耗與業(yè)務(wù)負(fù)荷則關(guān)系較大，在100%負(fù)載下，AAU功耗可以達(dá)到1127-1175W；在50%負(fù)荷下，AAU的平均功耗在892-956W。

“功耗是目前5G基站最大的難題，也是三大運(yùn)營商身上最重的一個(gè)負(fù)擔(dān)?！崩钅刑寡裕骸俺?G的CAPEX（5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資）基礎(chǔ)以外，以能耗為主的OPEX（網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本）其實(shí)是決定5G能否順利發(fā)展的重中之重。在2017-2020年期間，在業(yè)界的共同攻堅(jiān)之下，基站功耗已經(jīng)大幅下降，但即便如此，它的功耗還是4G基站的3倍左右?！?/p>

目前單個(gè)5G基站而言，其滿載功率甚至達(dá)到了將近3800W，4G基站普遍功率則為1000W左右。李男表示，在正常負(fù)載的情況下，射頻占據(jù)了5G基站中的絕大部分功耗。另一部分則是用于基站處理方面，因?yàn)樵趲捲龃?、速率提高后，?duì)基站處理能力要求需要更高。

不過，從能效比的角度上看，雖然5G基站的功耗數(shù)值增加不少，但功耗相同的情況下，5G的網(wǎng)絡(luò)容量是4G的幾十倍。客觀來說，功耗相比4G大是非常正常的。然而當(dāng)下5G尚未實(shí)現(xiàn)全民普及，5G普及的前提則需要基站密度覆蓋達(dá)到一定水平，而目前處于4G過渡到5G的時(shí)期，因此現(xiàn)時(shí)利用率不高的5G基站所要消耗的高額運(yùn)營成本，讓各大運(yùn)營商寢食難安。

某運(yùn)營商工作人員曾向記者透露：“5G基站的數(shù)量是4G的三倍；單個(gè)5G基站的耗電量是4G的三倍；單個(gè)5G基站的價(jià)格也是4G的三倍?！背酥猓幸恍┑貐^(qū)由于用戶數(shù)量少，甚至基站建成了遲遲未通電的情況也并不少見?；拘菝呱踔敛煌?，并不是一個(gè)秘密，而指數(shù)級(jí)的成本增加，也是運(yùn)營商迫不得已的選擇。因此，無論是從運(yùn)營上以及技術(shù)上，運(yùn)營商們還需要尋找更多的方法解決“耗電焦慮”的問題。
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