通信基站節能減排探討

【摘要】 介紹了基站節能減排的主要方案，討論了基站節能減排技術適用場景及效果，給出基站應用節能減排方案的建議。

【關鍵詞】 通信基站 節能減排 方案

一、引言

能源問題是制約經濟發展的主要問題，國家“十二五”發展綱要將能源消耗指標作為“十二五”規劃目標中最重要的約束性指標之一，并制定了2015年要實現萬元GDP綜合能耗要下降16%的目標。

近些年，隨著通信網絡規模越來越大，通信網絡設備能源需求日益增長。從移動網絡的能耗結構分析，無線網絡基站能耗占總能耗的78%以上，因此，基站節能減排的研究對于通信行業的節能減排有著重要的意義。

二、基站主要節能減排方案

通信基站的節能減排方案主要有兩類：一類是與基站主設備有關，另一類是與基站配套有關。

（1）基站主設備節能

基站主設備功耗主要有機柜功耗和載頻功耗組成，其中機柜功耗主要是由控制板、風扇和合路器等設備構成的，功耗相對固定，占主設備能耗的比重也較小；載頻功耗主要由基帶功耗、射頻信號功耗、靜態功放功耗和動態功放功耗組成，是主設備能耗的主要組成部分。

無線網絡在做載頻配置時一般要滿足忙時話務數據量的需求，所以在閑時載頻的利用率會比較低。載波智能關斷技術正是利用了這一特性，當某個載頻不承載話務量時，通過關斷此載頻的功放來達到節能的目的。時隙智能關斷技術原理類似于載波智能關斷，當某個時隙不承載話務時，對應時隙的功放電源將會關閉，相對于載頻智能關斷，時隙智能關斷技術控制更加精確，控制效率更高。載頻和時隙智能關斷基本不受周圍環境限制，采用時隙智能關斷技術優于載頻智能關斷，基站主設備大概能夠節能12%左右。

（2）基站配套節能

基站配套設備是為了保證基站主設備正常工作而引入的輔助設備，主要包括空調、電池等。據統計，配套設備的能耗在基站整體能耗的50%左右，為了減少配套設備能耗，出現了分布式基站（BBU+RRU）。

分布式基站把基帶、主控、傳輸、時鐘等功能集成在基帶單元BBU（Base Band Unit），把收發信機、功放等中射頻集成在射頻單元RRU（Remote Radio Unit）。射頻單元與基帶單元之間通過光纖連接。分布式基站BBU體積小，可以安裝到原有機房或集中放置，以達到節省機房、空調等其它配套設施的目的。同時，分布式基站BBU和RRU之間使用光纖連接，損耗很小，同樣功耗下，具有更高的接收靈敏度和天線端發射功率。分布式基站在傳輸和供電條件允許的情況下基本不受環境限制，適用面很廣。常溫區域，能耗比傳統宏站減少5-22%。BBU也可以裝在室外機柜中和RRU同站址建設，類似于一體化基站，節能效果更明顯，但室外機柜的環境與機房環境始終存在差距，對設備性能、壽命都有一定影響。

基站機房作為傳統的基站配套設施，目前情況下在一些環境下還是不可或缺的，機房內溫度的升高主要是電氣設備的長期運行發熱導致，智能通風系統充分利用機房室內外的溫差而形成熱交換，依靠大量的空氣流通，有效地將機房內的熱量迅速向外遷移，是一種高效的節能技術。根據實驗數據，室外溫度為10-25℃時智能通風節能效率最高，可以達到60%左右。智能通風系統的經濟性與其過濾器面積設置有關，實驗表明過濾器面積增加50%，壽命可增加70-80%。智能通風系統不適用于空氣污染嚴重的地區。

智能熱交換系統由風機，換熱芯體等組成，通過高導熱系數的金屬換熱芯體，利用熱交換降低室內溫度。智能熱交換實現了室內外空氣的隔絕，避免引入室內污染，節能效率比智能通風低，對設備要求高，經濟效益也稍差一些。

熱管系統是基于制冷劑在管道內部自然流動，進行熱量傳導。熱管避免了引入污染，但成本相對較高，熱管節能效率低于智能通風，高于熱交換。

電源柜是整個基站的動力之源，提高電源柜的效率是一種節能手段，主要有高效整流模塊和整流模塊休眠，這兩種技術采用可以減少4%-7%的能耗。

在基站中的設備，除蓄電池外，基站、傳輸及電源設備都可以承受30-40℃溫度。利用分區控溫原理，采用專用電池柜，保證電池工作在10-25℃，就可以在機房溫度達到30℃以上才啟動空調，達到節能的目的。根據測算，采用電池柜可以節約空調能耗20-50%左右。

三、小結

主設備的時隙關斷技術，分布式設備，和電源柜的高效整流模塊和整流模塊休眠技術基本不受周圍環境限制，適應性廣，建議采用。對于有機房的基站，當周圍空氣質量較好的情況下，建議采用智能通風系統；當周圍有污染，建議采用熱交換系統或熱管系統。采用電池柜也是一種很好的節能方式，還可以延長電池工作壽命。