運(yùn)營商聚焦移動(dòng)站點(diǎn)節(jié)能智能關(guān)斷、Mini機(jī)房、電池恒溫箱技術(shù)成熱點(diǎn)

| 華為技術(shù)有限公司 何晶 邊寧

運(yùn)營商的能源消耗主體在接入網(wǎng)部分，包括無線站點(diǎn)和寬/窄帶接入站點(diǎn)，因此，做好移動(dòng)站點(diǎn)的節(jié)能減排是構(gòu)建綠色通信的首要任務(wù)。

在以“綠通信的能力與路徑”為主題的“2011綠色通信大會(huì)”上，國資委表示要支持和鼓勵(lì)通信企業(yè)在建立綠色通信方面發(fā)揮綠色領(lǐng)頭羊作用，與此同時(shí)，國資委強(qiáng)化了節(jié)能減排考核，并表示鼓勵(lì)節(jié)能減排的技術(shù)創(chuàng)新。

十二五期間，中國通信用戶將超過13億戶，全社會(huì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施投資將超過2萬億元，這些將導(dǎo)致通信行業(yè)能源消耗大量增長，而綠色通信的目標(biāo)就是要降低通信行業(yè)的能耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的雙贏。

運(yùn)營商的能源消耗主體在接入網(wǎng)部分，包括無線站點(diǎn)和寬/窄帶接入站點(diǎn)，移動(dòng)運(yùn)營商無線站點(diǎn)能源消耗通常占到整體能耗的70%以上，而其中移動(dòng)基站和站點(diǎn)機(jī)房都是能耗大戶。因此，做好移動(dòng)站點(diǎn)的節(jié)能減排是構(gòu)建綠色通信的首要任務(wù)。

靈活應(yīng)用基站關(guān)斷技術(shù)

降低移動(dòng)基站設(shè)備能耗的關(guān)鍵點(diǎn)之一，是如何解決網(wǎng)絡(luò)閑時(shí)設(shè)備功耗居高不下的問題，即如何利用系列化智能軟件節(jié)電技術(shù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備功耗，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)基站的綠色節(jié)能。

載頻級(jí)功放關(guān)斷。載頻級(jí)功放關(guān)斷是在小區(qū)處于低話務(wù)量時(shí)期，BSC根據(jù)一定的專用算法，對(duì)小區(qū)內(nèi)空閑載頻實(shí)施關(guān)斷的省電措施。

載頻級(jí)功放關(guān)斷功能開啟后，通過話務(wù)負(fù)荷情況及話務(wù)情況的預(yù)測來關(guān)閉空閑載頻以節(jié)約能源。在關(guān)閉載頻前會(huì)對(duì)載頻上現(xiàn)有的通話進(jìn)行小區(qū)內(nèi)切換，等載頻上沒有通話之后，BSC再通知BTS關(guān)閉載頻，如果有通話無法切走，則取消關(guān)閉載頻。載頻級(jí)智能關(guān)斷功能在無業(yè)務(wù)占用時(shí)啟用，當(dāng)有新的業(yè)務(wù)接入時(shí)關(guān)閉的載頻則立即進(jìn)入工作狀態(tài)，故不影響正常業(yè)務(wù)。

在BSC中可以設(shè)置某小區(qū)每天載頻級(jí)功放關(guān)斷功能啟用的時(shí)間段，一般在小區(qū)話務(wù)量持續(xù)比較低的夜間時(shí)間段使用，另外，BSC可以設(shè)置哪些日期禁止啟用這些功能，比如節(jié)假日，以保障節(jié)假日內(nèi)用戶的正常使用。

時(shí)隙級(jí)功放關(guān)斷。時(shí)隙級(jí)功放關(guān)斷利用GSM系統(tǒng)固有的時(shí)隙、載頻原理，在技術(shù)手段及管理水平得到長足進(jìn)步的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的“面式管理”精細(xì)化到“線式管理”甚至“點(diǎn)式管理”，將以前忽略或無法涉及的基站單載頻、單時(shí)隙級(jí)別的功放納入管理范圍，從而降低基站甚至全網(wǎng)的總體功耗。

功放管是載頻中耗電的主要器件，它的功耗占到基站功耗的70%左右，通常情況下，不管時(shí)隙是否占用，都滿功率發(fā)射。采用時(shí)隙級(jí)功放關(guān)斷后，能夠根據(jù)時(shí)隙的占用情況，對(duì)功放進(jìn)行瞬時(shí)關(guān)斷和開啟，達(dá)到節(jié)能的目的。

靈活應(yīng)用關(guān)斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排最大化。載頻級(jí)功放關(guān)斷對(duì)于話務(wù)變化量大的大站型具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，尤其是在潮汐話務(wù)明顯的地區(qū)可以發(fā)揮主要作用；而在多種話務(wù)狀態(tài)以及小話務(wù)變化的情況下，時(shí)隙級(jí)功放關(guān)斷則能起到節(jié)能作用。因此，華為建議運(yùn)營商可以同時(shí)開啟載頻級(jí)功放關(guān)斷和時(shí)隙級(jí)功放關(guān)斷，以最大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

在同時(shí)開啟載頻級(jí)功放關(guān)斷和時(shí)隙級(jí)功放關(guān)斷時(shí)，華為BSS設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)、靈活地判斷話務(wù)變化，組合使用這兩項(xiàng)功能。比如，通過對(duì)所有載頻實(shí)施話務(wù)監(jiān)控，預(yù)判話務(wù)變化趨勢(shì)，可以將時(shí)隙空閑度高的載頻上的話務(wù)優(yōu)先牽引到時(shí)隙空閑度低的載頻上，以便騰出更多的空閑載頻進(jìn)行關(guān)斷，從而達(dá)到話務(wù)與功率匹配的節(jié)能模式。

從中國聯(lián)通新疆分公司節(jié)能減排的試點(diǎn)結(jié)果來看，華為設(shè)備在開啟節(jié)能減排軟件后，基站設(shè)備每載頻年平均節(jié)省電費(fèi)達(dá)260元，這一項(xiàng)顯性收益還能帶動(dòng)整個(gè)基站機(jī)房的配套節(jié)省。

新方案助力基站機(jī)房節(jié)能

作為無線站點(diǎn)的重要組成部分，站點(diǎn)機(jī)房的節(jié)能減排已逐漸成為關(guān)注重點(diǎn)，從規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)兩方面實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)機(jī)房的綠色、高效、安全和智能勢(shì)在必行。

一體化Mini機(jī)房，快速實(shí)現(xiàn)多場景低成本建站。隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋逐漸深入完善，新建基站將逐漸深入到密集城區(qū)、邊遠(yuǎn)農(nóng)村、山區(qū)、高鐵、景區(qū)等多種場景。傳統(tǒng)宏基站由主設(shè)備、電源、空調(diào)等設(shè)備組成，設(shè)備體積較大；而傳統(tǒng)站點(diǎn)主要采用地面建磚混房、市區(qū)租賃機(jī)房、市區(qū)樓頂建活動(dòng)房三種建設(shè)模式，存在著建站周期長、租房難、房租高、不可拆遷等問題。

另外，近年來出現(xiàn)的一體化基站、BBU+RRU分布式基站等新型基站設(shè)備，比傳統(tǒng)宏基站體積更小、能耗更低。

面對(duì)傳統(tǒng)站點(diǎn)的種種挑戰(zhàn)，華為在業(yè)界率先提出用一體化Mini機(jī)房的建設(shè)模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)房建站。一體化Mini機(jī)房能更容易地將新型站點(diǎn)主設(shè)備等納入機(jī)柜放置，替代傳統(tǒng)機(jī)房。

監(jiān)控、配電、防雷、ATS、電表等設(shè)備功能的模塊化、集成化趨勢(shì)初現(xiàn)，使系列功能設(shè)備可緊湊地結(jié)合在一起。華為一體化Mini機(jī)房可以實(shí)現(xiàn)將各主設(shè)備及備電電池放入單獨(dú)機(jī)柜，對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)溫控管理，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化溫控，深度挖掘降耗空間，大幅降低站點(diǎn)成本。

一體化Mini機(jī)房占地面積僅2~3m2，站點(diǎn)面積比以前節(jié)約60%以上。該機(jī)房拆裝靈活、土建工程量小，4人2小時(shí)即可完成站點(diǎn)安裝，部署快速，大大縮短了移動(dòng)站點(diǎn)建設(shè)周期。

按國內(nèi)中部省份的綜合對(duì)比分析看，華為一體化Mini機(jī)房相比于傳統(tǒng)的自建機(jī)房，初始建設(shè)投資可降低1.3萬元，后續(xù)的運(yùn)維成本每年可節(jié)省約1.8萬元。截至目前，華為公司推出了1.2m、1.5m高的系列化一體化機(jī)房，以及美化機(jī)房、偽裝機(jī)房等豐富的產(chǎn)品形態(tài)，從容應(yīng)對(duì)各種進(jìn)場難題，并在中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)21個(gè)省份啟動(dòng)一體化機(jī)房規(guī)模建設(shè)。

現(xiàn)網(wǎng)機(jī)房升溫改造，降低移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行能耗。隨著技術(shù)進(jìn)步，目前站點(diǎn)主設(shè)備、配套等都可正常、持續(xù)工作在35℃以上的機(jī)房溫度環(huán)境中。但作為機(jī)房設(shè)備的一部分，蓄電池成為機(jī)房整體升溫改造的短木板。一般來說，蓄電池工作溫度要求相對(duì)較低，25℃是其最適宜的工作溫度，可保持蓄電池使用壽命最長。工作溫度越高對(duì)蓄電池壽命影響越大。

華為公司創(chuàng)新性地提出恒溫蓄電池柜的特色方案，把機(jī)房備電蓄電池放入單獨(dú)的恒溫蓄電池柜進(jìn)行單點(diǎn)溫控，保持其工作溫度恒定在25℃，而把機(jī)房整體的溫度提高到35℃，大幅度降低機(jī)房大功率空調(diào)的耗電，可同時(shí)滿足機(jī)房節(jié)能和蓄電池延長壽命的要求。按功耗2000W、40A的站點(diǎn)測算，采用恒溫蓄電池柜并對(duì)整體機(jī)房進(jìn)行35℃升溫，每年每站點(diǎn)可節(jié)省耗電約8000度。

截至目前，華為已為中國聯(lián)通在全國19個(gè)省份建成恒溫電池柜實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，上海、廣西、廣東等省份已實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。

面對(duì)日益高漲的運(yùn)維成本以及國家關(guān)于節(jié)能減排方面的規(guī)范要求，通信企業(yè)應(yīng)該順應(yīng)趨勢(shì)積極行動(dòng)起來，主動(dòng)挖掘研究創(chuàng)新的節(jié)能減排理論思路，探索實(shí)施綠色網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)中的高效應(yīng)用，建設(shè)實(shí)現(xiàn)與自然和諧相處的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)。