聚焦“碳達峰、碳中和”運營商低碳、低成本建網思考

【摘要】" " 在全球氣候變暖大背景下，我國政府提出“碳達峰”與“碳中和”的目標，綠色低碳將是社會可持續發展的重中之中。目前，我國已經建成了全球最大規模的5G通信網絡，由于5G網絡耗電是傳統4G的2-4倍，運營商越來越重視通信網絡的節能降耗。本文闡述了通過C-RAN、頻率極簡、配套極簡、設備智能節能技術等方式實現低碳、低成本建網的思路，助力國家雙碳目標。

【關鍵詞】" " C-RAN" " 頻率極簡" " 極簡配套" " 節能技術

引言：

隨著全球氣候變暖，各國都出臺相應的政策，減少二氧化碳排放，我國二氧化碳排放目標，即力爭于2030年前實現碳排放達到峰值，努力爭取在2060年前實現“碳中和”。

一、信息通信行業碳排放現狀

2019年全球用電量量 25萬億度，其中網絡用電占比1.8%，預計2025年占比增長至2.7%，目前運營商OPEX整體支出已超過凈利潤，電費侵蝕利潤28%，5G部署后能耗增加74%，電費侵蝕利潤超50%。

二、“低碳”、“低成本”網絡建設思路

2.1極簡架構

2.1.1 D-RAN向CRAN轉變

由傳統D-RAN（分布式無線接入網）建設方式向C-RAN（集中化處理）轉變，C-RAN建設方式是對分布式基站的進一步演進，是具有 “集中化、協作化、計算化”、“綠色節能”的無線接入網絡構架[1]。將 BBU 集中堆疊放置、 RRU 裸纖拉遠接入基站。該方式不僅可以減少無線基站建設難度、提升無線載波利用率以及抗干擾能力、降低設備能耗節省空調能耗，減少RRU端配套建設，從而減少建設成本，實現配套資源共享（如GPS、 后備電源、傳輸設備等）。通過C-RAN集中化部署，實現低成本、高效益的無線網絡，推進結構的簡化。

根據測算，與D-RAN（傳統建設方式）相比，C-RAN集中（4/5G同時集中）部署，平均單站CAPEX可節約0.9-2.5萬元/站、OPEX可節約2-2.6萬元/站/年，如果按20萬基站采用C-RAN方式進行建設，預計1年綜合成本可節約55億元。

2.1.2極簡配套

經過C-RAN改造后，由于拉遠站點仍在使用機房內鐵塔蓄電池進行備電，因此仍需支付配套租金和機房內空調公攤費用。極簡配套方式是將拉遠站點遠端進行電源改造[2]，采購支持室外化部署的電源及電池，將RRU及AAU設備電源線接到室外電源上，通過室外電池進行備電，全室外化后機房完全騰空，節省機房內空調電費，同時可與鐵塔協商退租，節省租金。

電費節省=站點耗電 * 電費單價 * 按功率共享分攤比

由于進行了C-RAN改造，此部分節省主要是空調電費的節省，按空調1.5匹，全年工作，24小時開啟，全年可節省功耗：28.8度/天*365天= 10512度，節省運維成本12614.4元（按獨享測算，1.2元/度）。

無線站點的演進趨勢為傳統的室內機房向一站一柜過渡，最終為一站一桿的極簡站點形態，實現設備全室外化部署，無機房，免空調，省維護。

2.2極簡網絡

目前4G網絡存在多個頻段，以中國移動為例，存在E/F/A/D/FDD900/FDD1800頻段，根據各頻段的覆蓋能力、站點比例、手機終端滲透率等情況，制定全網統一的F/A/D/FDD900/FDD1800多頻段定位與互操作策略，網絡頻率目標向簡化頻譜演進，簡化方法根據現網多層網小區利用率計算所需實際容量，根據實際所需容量進行簡配，拆除閑置頻段，節省能耗。

折算扇區PRB舉例：該扇區內含3個小區，對應等效載波數為M1，M2，M3，對應PRB利用率為P1，P2，P3，則該扇區的總PRB利用Ps=M1*P1+M2*P2+M3*P3，則該扇區當前平均PRB利用率為Px=Ps/（M1+M2+M3），若直接退頻F2，則該扇區剩余小區的平均PRB利用率變為Px1=Ps/（M1+M2+M3-0.5）

通過極簡網絡策調整，2020年A省拆除FA頻段站點1500個，全年可節省功耗：24度/天*365天*1500站= 13140000度

2.3其他低碳、低成本建網手段

綠色能源節能：隨著單晶硅技術的成熟及效率提升，基于光伏的站點、機房疊光方案已經具備實施部署的條件[3]，根據示范站疊光每站可省電5700度/年。

5G智能節能控制技術：

1.符號關斷技術 ：如果資源未占用，則符號關斷，實現節電功能。

2.通道關斷技術：在特定時段當本小區上用戶較少或無用戶時，將關閉部分發射通道。

小區負荷 lt;=負荷門限，則開啟通道關斷功能，實現節電功能

小區負荷 gt;負荷門限，關閉通道關斷功能， 正常工作模式

3.小區休眠技術：根據現網情況，設置嚴格的小區休眠時間區間，連續監測用戶數為0，則開啟小區休眠功能，實現節電功能，小區休眠時間段終止時，關閉小區休眠功能， 正常工作模式。

符號關斷功能打開，通道關斷和小區休眠功能開啟后，基站AAS功率降幅明顯，達到節能目的，根據測算：

三、結束語

運營商通過站址結構調整、頻段極簡、極簡配套改造、節電技術的運用不僅可以降低建設成本和運維費用，同時，推動5G網絡低碳建設，助力國家實現“雙碳”目標，為早日實現我國的“碳達峰、碳中和”目標貢獻力量。

參" 考" 文" 獻

[1]王昌廷， 韓冬梅. C-RAN傳輸解決的新思路[J]. 通訊世界， 2015（11）：8-10.

[2]黃彬， 莫景善.極簡站點創新改造方案探究和應用[J]. 移動通信， 2019， 043（012）：79-83.

[3]林芫君. 低成本、節能減排的基站后備動力保障——站點疊光方案[J]. UPS應用， 2016（10）：53-56.