移動(dòng)通信機(jī)房中的節(jié)能減排技術(shù)分析

江敏健

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移動(dòng)通信機(jī)房中的節(jié)能減排技術(shù)分析

江敏健

廣東宜通世紀(jì)科技股份有限公司，廣東 廣州 510000

節(jié)能減排技術(shù)是當(dāng)前移動(dòng)通信機(jī)房建設(shè)的關(guān)鍵。它希望從整體上降低企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)維能耗，解決傳統(tǒng)機(jī)房能耗難題。簡(jiǎn)單指出了當(dāng)前國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信企業(yè)機(jī)房的能耗現(xiàn)狀及問(wèn)題，并分析了多項(xiàng)節(jié)能減排技術(shù)在移動(dòng)通信機(jī)房中的實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)。

節(jié)能減排技術(shù)；移動(dòng)通信機(jī)房；能耗狀況

近年來(lái)，隨著信息化時(shí)代的快速發(fā)展，我國(guó)通信業(yè)務(wù)也呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，但也同時(shí)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，比如通信行業(yè)能耗的持續(xù)上升就導(dǎo)致企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本不斷增高。因此國(guó)家相繼出臺(tái)了節(jié)能減排技術(shù)等相關(guān)政策，希望助力移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的健康快速發(fā)展。

1 國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信機(jī)房的能耗現(xiàn)狀

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)規(guī)模不斷增長(zhǎng)之勢(shì)。就我國(guó)國(guó)內(nèi)來(lái)看，已有的基站數(shù)量超過(guò)500萬(wàn)個(gè)。雖然它們完成了巨大規(guī)模的通信任務(wù)，但也同樣消耗巨大，不可估量，對(duì)國(guó)家的通信產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益發(fā)展進(jìn)程帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)面影響。如果按照當(dāng)前國(guó)內(nèi)的通信行業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀看，它的能源消耗構(gòu)成主要包括了3項(xiàng)基本內(nèi)容，分別為電耗、油耗與耗材。對(duì)于移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，電耗無(wú)疑是第一消耗，如營(yíng)業(yè)、生產(chǎn)、辦公、生活等等都需要耗電，整體耗電量超過(guò)80%。當(dāng)然耗材量也相當(dāng)大，如網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備建設(shè)與維護(hù)、機(jī)房建設(shè)、無(wú)線設(shè)備、機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)等等都需要大量耗材。在如此巨大的耗能背景下，移動(dòng)通信機(jī)房能源消耗結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了嚴(yán)重的不合理問(wèn)題。它所凸顯的結(jié)果就是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不合理，電源設(shè)備缺少符合現(xiàn)代化發(fā)展的智能化監(jiān)控設(shè)備，與國(guó)家提出的節(jié)能減排政策背道而馳。

對(duì)于移動(dòng)通信企業(yè)來(lái)說(shuō)，節(jié)能減排技術(shù)則應(yīng)著重從通信機(jī)房能耗控制與調(diào)整方面展開。

2 移動(dòng)通信機(jī)房能耗的現(xiàn)存問(wèn)題

從技術(shù)角度講，由于電耗在移動(dòng)通信機(jī)房能耗中占比最大，因此移動(dòng)通信企業(yè)才倡導(dǎo)節(jié)約用電。就目前企業(yè)中已有的通信機(jī)房電能消耗分配來(lái)看，可將其劃分為兩大環(huán)節(jié)：通信設(shè)備耗電與機(jī)房環(huán)境耗電。前者主要是指通信機(jī)房中主力設(shè)備及相關(guān)配套電源設(shè)備的耗電，比如大型交換機(jī)、無(wú)線通信設(shè)備以及各種數(shù)據(jù)設(shè)備和供配電設(shè)備都需要消耗大量電能。反觀配套設(shè)備就包括了各種照明、蓄電池、通信電源、機(jī)房空調(diào)、監(jiān)控用電設(shè)備等等，它們的耗電量同樣巨大。根據(jù)過(guò)往對(duì)實(shí)際工程實(shí)踐的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前的通信機(jī)房總耗電中通信機(jī)房的用電設(shè)備比例超過(guò)45%，而配套電源設(shè)備所消耗的電能大約在10%，如圖1所示。

圖1 移動(dòng)通信機(jī)房設(shè)備用電能耗分布示意圖

一般情況下，移動(dòng)通信機(jī)房中的設(shè)備都屬于常年應(yīng)用設(shè)備，可能存在嚴(yán)重的技術(shù)陳舊問(wèn)題；而且由于未能采用新技術(shù)，因此它們的能耗也相對(duì)偏高，種種原因就造成了整個(gè)機(jī)房設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重缺陷。另外，由于移動(dòng)通信機(jī)房涉及設(shè)備數(shù)量眾多，它們所組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)層級(jí)、網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)相對(duì)偏多，這也大幅增加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本能耗。由于許多移動(dòng)通信機(jī)房明顯缺乏符合現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)要求的智能化控制系統(tǒng)，因此其供電效率明顯偏低，供電系統(tǒng)能耗增加。當(dāng)然，某些無(wú)線基站的機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)也缺乏智能調(diào)節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)，無(wú)法根據(jù)機(jī)房運(yùn)行變化標(biāo)準(zhǔn)掌控環(huán)境溫度，而空調(diào)由于長(zhǎng)期處于開機(jī)狀態(tài)會(huì)消耗大量能源，因此從各個(gè)方面來(lái)看當(dāng)前移動(dòng)通信機(jī)房都需要選擇并使用節(jié)能減排技術(shù)[1]。

3 移動(dòng)通信機(jī)房的節(jié)能減排應(yīng)用分析

通信樞紐機(jī)房和無(wú)線基站機(jī)房是移動(dòng)通信機(jī)房中的兩大重點(diǎn)基建設(shè)施。前者面積較大，是能耗產(chǎn)生大戶；后者單個(gè)面積較?。?0?m2不到），設(shè)備不多，但其數(shù)量巨大（全國(guó)超過(guò)40萬(wàn)個(gè)），所以整體算來(lái)它的通信網(wǎng)絡(luò)能耗也超過(guò)70%。因此從節(jié)能減排技術(shù)角度來(lái)看，應(yīng)就這兩大環(huán)節(jié)展開相應(yīng)操作。

3.1 通信樞紐機(jī)房的節(jié)能減排應(yīng)用分析

3.1.1 主力生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備節(jié)能減排

一般情況下，通信樞紐機(jī)房中的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都是根據(jù)現(xiàn)實(shí)工程需要分期分批建設(shè)安裝而成的，所以機(jī)房中新舊設(shè)備的使用壽命、能耗指標(biāo)、維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也參差不齊。針對(duì)這種情況，需要提出有針對(duì)性的節(jié)能減排技術(shù)操作。

針對(duì)早期安裝的某些通信樞紐機(jī)房設(shè)備，應(yīng)采取技術(shù)改造或直接更換的對(duì)策，目的是淘汰某些高耗能但低效率的陳舊設(shè)備。另外還要對(duì)設(shè)備的用電負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，保證所有設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排相關(guān)指標(biāo)。

在新增設(shè)備的選擇方面則主要以低能耗、高級(jí)程度為主，選擇那些節(jié)能效果良好的通信設(shè)備，嚴(yán)格遵照能耗指標(biāo)進(jìn)行設(shè)備選型。

通信網(wǎng)絡(luò)的整體設(shè)計(jì)方面應(yīng)思考它的合理性與組織優(yōu)化過(guò)程，保證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被有效調(diào)整，特別是針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)IP的技術(shù)發(fā)展優(yōu)化，需要首先滿足網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，有效縮減網(wǎng)元數(shù)量，這也是間接節(jié)約設(shè)備資源，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的基本目標(biāo)。

除了需要做到上述3點(diǎn)外，還需要大幅提高移動(dòng)通信機(jī)房的通信設(shè)備利用率，在滿足設(shè)備網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行要求的基礎(chǔ)上規(guī)避設(shè)備低負(fù)荷運(yùn)行情況的出現(xiàn)，即要避免極端能耗問(wèn)題出現(xiàn)，節(jié)約電能。

3.1.2 空調(diào)輔助系統(tǒng)節(jié)能減排

在移動(dòng)通信機(jī)房中，空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值非常高，如空調(diào)機(jī)組、設(shè)備機(jī)柜排列等等都是空調(diào)系統(tǒng)的重要分支設(shè)備，它們主要用于控制空調(diào)系統(tǒng)的組織化氣流流向與具體風(fēng)量，保證風(fēng)路高效，并滿足精確控制要求。當(dāng)然，空調(diào)系統(tǒng)也能針對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)部所有設(shè)備起到一定保護(hù)作用，例如對(duì)熱風(fēng)冷風(fēng)的交換，構(gòu)建自然冷風(fēng)隔離裝置等等。這種冷熱交換效率的提升可有效降低空調(diào)系統(tǒng)的整體能耗。目前許多新移動(dòng)通信機(jī)房通常會(huì)針對(duì)新機(jī)采取下送風(fēng)方式，將機(jī)柜排列成面對(duì)面或背對(duì)背的基本方式，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流的合理組織，保證空調(diào)系統(tǒng)為移動(dòng)通信機(jī)房各個(gè)設(shè)備精確送風(fēng)，達(dá)到節(jié)能減排的預(yù)期效果[2]。

3.2 通信無(wú)線基站的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用分析

移動(dòng)通信無(wú)線基站中存在大量設(shè)備，設(shè)備繁雜而且耗能相對(duì)巨大，例如其中的無(wú)線主設(shè)備耗電量巨大，會(huì)占到基站的45%以上。

移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備基站主設(shè)備的節(jié)能減排技術(shù)包含了3種技術(shù)：分布式基站組網(wǎng)技術(shù)、載頻智能管段技術(shù)以及多密度載頻技術(shù)。

一是分布式基站組網(wǎng)技術(shù)，源自第三代移動(dòng)通信全新組網(wǎng)模式，即BBU（Building Base band Unit）+RRU（Remote Radio Unit）組網(wǎng)模式。組網(wǎng)組合是基于基站帶來(lái)各種技術(shù)內(nèi)容的，例如RRU、BBU等等。它們都合理利用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)射頻饋線，有效降低了射頻饋線的電能損耗。由于采用了分布式基站組網(wǎng)技術(shù)，因此相應(yīng)地提高了兩大模塊的功能應(yīng)用效果，滿足了節(jié)能減排技術(shù)的要求。

二是載頻智能管段技術(shù)。它屬于典型的無(wú)線網(wǎng)載頻技術(shù)，需要以日常移動(dòng)通信機(jī)房的數(shù)據(jù)傳輸量作為基本標(biāo)準(zhǔn)，利用閑時(shí)載頻應(yīng)用量不高的特點(diǎn)，結(jié)合智能管段手段完成對(duì)數(shù)據(jù)量的監(jiān)控過(guò)程，客觀反映移動(dòng)通信機(jī)房中良好的節(jié)能目標(biāo)。

三是基于多密度的載頻技術(shù)。它基于同一塊單塊模塊集成大量的載頻收發(fā)信號(hào)，主要應(yīng)用于射頻、功放等等技術(shù)功能，也能合理應(yīng)用于基帶、電源單元等多個(gè)部位。相比于傳統(tǒng)的單載頻及雙載頻，多密度載頻的能耗更低，非常適合于為移動(dòng)無(wú)線基站的通信運(yùn)營(yíng)過(guò)程節(jié)能減排[3]。

4 總結(jié)

傳統(tǒng)移動(dòng)通信機(jī)房在建設(shè)過(guò)程中是存在瓶頸的，節(jié)能減排意識(shí)與技術(shù)均處于落后狀態(tài)，所以本文才結(jié)合實(shí)際提出了若干新技術(shù)。本文所探討的這些新技術(shù)也希望全面提升移動(dòng)通信機(jī)房的各個(gè)方面節(jié)能降耗水平，保證機(jī)房系統(tǒng)整體始終處于健康運(yùn)行狀態(tài)，保證機(jī)房長(zhǎng)期處于健康高效運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。

[1]李銘承. 試分析節(jié)能減排技術(shù)在移動(dòng)通信機(jī)房中的作用[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技，2014（12）：67.

[2]常軍. 探究節(jié)能減排技術(shù)在移動(dòng)通信機(jī)房中的應(yīng)用[J]. 低碳地產(chǎn)，2016（14）：431.

[3]李博. 節(jié)能減排技術(shù)在移動(dòng)通信機(jī)房中應(yīng)用探討[J]. 中國(guó)新通信，2015（24）：128.

Analysis of Energy Saving and Emission Reduction Technology in Mobile Communication Room

Jiang Minjian

Guangdong Eastone Century Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

Energy saving and emission reduction technology is the key to the current construction of mobile communication equipment. It hopes to reduce the energy consumption of production and operation of enterprises as a whole and solve the problem of energy consumption in traditional equipment rooms. The paper briefly points out the current status and problems of energy consumption in the domestic mobile communication enterprise computer room, and analyzes the practical application points of a number of energy saving and emission reduction technology in the mobile communication equipment room.

energy saving and emission reduction technology; mobile communication room; energy consumption status

TN929.5；F206

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