随着我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，节能减排、可持续发展已经成为中国社会发展的重大课题。“十四五”规划提出坚持新发展理念、实现生产生活方式绿色转型的主要目标，以及降低能源消耗和经营成本等约束性指标。因此在多种制式的移动通信网络与其高能耗长期并存的现状下，应因地制宜，在节能减排、资源循环利用等方面制定负面清单和具体对策，网间协作节能降本，寻求最佳平衡点并稳中有降，实现移动网络高质量发展与节能降本双赢。节能降本需求分析移网发展与成本的矛盾“十四五”时期，将推进新型基础设施建设，加快5G网络规模化部署，用户普及率提高到56%，推广升级千兆光纤网络。5G引领“新基建”，发展以5G为代表的“新基建”，将成为我国建设制造强国与网络强国的助推器。共建共享为网络发展提速。年9月9日，中国联通与中国电信签署《5G网络共建共享框架合作协议书》。年5月20日，中国移动与中国广电签署5G共建共享合作框架协议。年5月20日，工信部、国资委联合发布《关于推进电信基础设施共建共享支撑5G网络加快建设发展的实施意见》，明确要求以深入推进5G共建共享为重点，强化统筹集约建设和存量资源共享，继续推进杆路、管道等传输资源共建共享；同时还特别强调推进跨行业共建共享，积极探索各种形式的共建共享需求。随着“新基建”和“共建共享”按下加速键，以及5G网络建设的规模扩张和不断深入，未来5G基站数量将是4G的1.5～2倍，而5G基站的建设成本高于4G基站，再加上5G基站运行能耗高的这一现状，实在是“烧钱”没商量。不仅如此，5G的融合应用和行业应用尚在探索试点阶段，市场渗透不足。目前，对于运营商而言，同时面临5G高投资运营成本和5G低营收，发展与成本的矛盾突出，5G的高能耗甚至成为了制约5G基站建设的首要原因，移动网络亟待降本增效。5G网络高耗能分析相较于4G，5G基站的功耗明显上升。中国通信标准化协会的数据显示，目前主要运营商的5G基站主设备空载功耗约2.2kW～2.3kW，满载功耗约3.7kW～3.9kW，是4G单站的3倍左右。如图1所示，5G基站功耗可以分为AAU和BBU两大部分，AAU的功耗约占整机功耗的90%，是基站功耗的主要组成部分。AAU的功耗按照功能模块可分为功放、小信号、数字中频和电源功耗。功耗随着业务负载的变化而变化，各功能模块的功耗比例也随之发生变化。在满载条件下，功放的功耗占比最高，约58%；在空载条件下，数字中频部分的功耗占比最高，约46%。图15G基站功耗开销比例由于5G比4G传输速率大、天线数量多，功耗也随之增大。其中，射频单元能耗高，主要原因是5G小区带宽是4G的5倍以上，收发通道数从原来的8通道变为32通道和64通道，并从传统的2流变为16流甚至更高，发射功率也从W以上变为W及以上。射频单元功耗增加显著，同时通道数多也带来基带计算量的增加，功耗也会上升，导致总功耗增加。相比于4G，由于5G采用的是更高的频率，单站覆盖的范围更小，要实现更好更全的覆盖，就需要更密更多的基站。同时，5G的带宽增长了10倍，虽然能源效率提高了，但要实现这么大的数据流量，基站耗能还是会成倍增长。虽然一个小基站的能耗远低于一个传统的宏基站，但是要完成对一片区域的连续覆盖，就需要较大数量的5G小基站。据业界预测，5G基站数量最终将是4G基站的1.5～2倍。当前，移动通信基站的机房均为全封闭机房，机房内的电源设备、发射设备、传输设备等都是较大的发热体。机房一定的工作环境温度主要靠空调来实现，为保障设备在恒温下运行，不因温度过高而宕机，制冷系统就要不间断地为基站降温，这也是导致运营成本居高不下的重要原因之一。基站自从诞生以来，基本上一直采用传统的空调制冷方式，且占据了基站总能耗的30%～40%。综上所述，在5G通信系统中，基站可谓是“能耗大户”，大约80%的能耗来自于基站。相较于4G网络，5G不仅功耗提升了3倍以上，并且由于覆盖范围的减少，5G基站的数量又成倍增加，再加上配套机房设施制冷方面不可避免的耗能，总体上导致了5G高耗能的局面。移动网络能耗分析随着网络规模的不断扩大，各种制式的移动通信设备不断增加，为保障设备的不间断运行，电力等能源需求也日益增长。电力消耗在通信运营企业能源消耗中占很大比例。移动网络节能落到实处就是组成网络的每一个站点的节能，为进一步了解站点的能耗组成，如图2所示，根据对站点成本的综合分析，主设备、配套、电费的成本占比大，三者的降本是重点；而在电费方面，主设备和空调能耗占比高，二者的节能是关键。图2站点成本和电费的组成移动通信网络节能降本方式探索网络优化精简根据网络分布及业务量情况，对移网设备进行合理的优化调整，精细化地精简网络和网络设备。年，本地2G移网全部的BSC和BTS已完成退网。在3G网络优化精简时，结合3G用户分布分析，避开3G用户常驻区，因时制宜，减设备、减频、减小区、减站、减RNC多措并举，实现全网单频，逐步退网。此举既节能降本，又降低铁塔租赁成本和运营成本，详见表1、表2。表13G精简措施表23G网络设备功耗表3G网络方面，年一季度评估可以节能的数量：东莞联通可下电块TX板、块Rax板、52个放大器、个DU。与4G同站址且VoLTE话务占比超过95%的3G站可退网94站，周边米内存在4G宏站的单3G低业务站可退网17站，同站址的低配置3G逻辑站可退网6站。根据设备功耗，仅完成一季度评估可以节能的数量，即可带来可观的节能效应。4G网络方面，根据对现网历史数据的分析，参照4G初期终端普及率的趋势预测5G终端普及率趋势，以业务模型驱动的业务量上升值与5G分流4G的业务量增量相比较，预测在年8月出现4G流量拐点，到时可以着手探索4G网络的优化精简。5G网络方面，中国电信与中国联通已在全国范围开展5G共建共享一年多，有的地市作为共享方在共建共享合作之前就已经自建了小部分5G站点，其中存在与承建方已建站点同址或近址的情况，双方联合评审可以考虑将各自5G同址或近址的站点进行撤并，保留一方的站点，另一方的站点进行下电和拆站、拆旧设备资源再利用。共建共享频谱共享是缓解未来频谱供需矛盾的重要措施，是提高频谱利用率、避免资源浪费的有效途径，是符合未来频谱管理创新和频谱资源精细化管理的趋势。中国电信和中国联通在1.8GHz、2.1GHz、3.5GHz三个频段的频率资源比邻，双方积极参与频谱共享，加大统筹规划和技术交流，全面评估共享效果并制定合理共享方案，积极推行频谱共享研究与应用，提升频谱资源利用率，可最大化满足快速增长的用频需求。年中国联通与中国电信在全国范围开展了5G共建共享和低业务区4G共建共享，提升了网络能力和网络效能。年双方进一步加强深度共建共享，继续采用MOCN方式，围绕降本增效，提升覆盖和感知，加大共享和并网力度。4G和5G协同，加强2.1GHz重耕区域的站址合并，通过1.8GHz的4G共享和5G的分流，卸载2.1GHz负荷，在保障4G感知前提下，2.1GHz应能清尽清，优先清退40MHz，其次清退20MHz，腾退2.1GHz频率，为重耕5G奠定基础。4G共享以共享载波为主，严禁新购独立载波，如确实需要2.1GHz独立载波，由集团进行全国统筹调配。现阶段开展3.5GHz、2.1GHz、1.8GHz的共享，后续双方协商开展MHz和MHz的4G共享试点，为低业务区全面关停1.8GHz奠定基础。4G共建共享方案、应用场景、实施要求见表3。表34G共建共享方案、应用场景、实施要求双方统一频率规划，加强站址重构，退掉次优站址，同时整合天面，腾退次优天面。采用共享建设方式，可减少主设备及空调电源等配套设施投资，降低主设备和配套的能耗，采用铁塔公司统一建设、运营商共享的方式，运营商之间开展机房配套资源、天面资源、传输资源、管道及纤芯资源、基站主设备资源、频谱资源的共建共享，联动全面资源共享和复用，节省建设投资、减少资源浪费，实现节能降本。极简站点通过增补少量BBU框、UPEU电源板、DCDU,采购一站式室外刀片电源（8kW-12kW）、ODF、SDH、OTN等室外设备和双模License包,实现BBU共框和RRU共模，实现“铁塔+无机房”的极简站点。极简站点可节省机房和铁塔的经营性租赁费，节省主设备和空调的能耗，节省设备维护和协同优化的运行维护费，并可降低旧设备故障率、提升可靠性，在能耗、租赁、运维等方面多维度节省运营成本。极简站点改造如图3所示。图3极简站点改造5G移频MIMO室分系统数字化室分系统端到端有源、后期电费高，与传统室分相比，数字化室分系统的工程投资高、能耗比高。推广应用5G移频MIMO室分系统可以直接利旧大量的存量室分资源，可以有效地推进室内环境的5G网络建设进度、节省5G建设投资和运营电费支出，实现节能降本。5G移频MIMO室分系统开通后，楼层遍历5G现场测试，平均RSRP为-75.09dBm，平均SINR为-25.7dB，无线覆盖率为%，上传PDCP层平均速率为98.54Mbps，下载PDCP层平均速率为.96Mbit/s，5G的覆盖、质量、速率均能有效满足用户的业务体验需求和感知要求。5G移频MIMO室分系统是在原室分系统基础上进行改造，通过移频管理单元（FSMU）将5G信号变频为MHz～MHz频段信号，然后与2G/3G/4G射频信号进行合路，输出至无源室内分布系统；移频覆盖单元（FSRU）接收无源室分系统内变频信号，经过滤波、放大、变频后恢复至5G信号，5G信号与2G/3G/4G信号同时输出，达到利旧原有室分天馈系统，在单根馈线上实现5G信号2×2MIMO覆盖的目的，如图4所示。图45G移频MIMO室分系统5G智能节能单小区操作的符号关断、射频通道关断、深度休眠，不会影响5G用户的正常通信体验，5G用户权益不会因此受到侵害。5G基站射频单元设备深度休眠功能是在业务闲时时段开启，即在深夜凌晨开启，实现5G网络功耗智能化管理。在5G基站射频单元设备深度休眠功能开启后，运营商会保留至少一张打底网，当有用户业务发生时，打底网承载用户正常业务。更重要的是，5G基站射频单元设备进入深度休眠状态后，当5G业务量增加时，AAU设备可以通过网管平台进行唤醒，只需5～10分钟即可提供5G服务。针对多小区操作的载波关断、人工智能节能技术，在提高节能效率的同时可满足一定的网络性能，实现节能与网络性能灵活可控。5G基站智能节能如图5所示。图55G基站智能节能实测结果显示，符号关断可实现降本10%以上，深度休眠期间可实现平均降本60%以上，符号关断叠加深度休眠后全天可实现降本30%以上，且在节能期间网络各项性能保持稳定。据测算，C-RAN可节省整站功耗5%左右。在5G网络建设中，推广C-RAN组网方式，通过BBU基带资源池共享，节省硬件板卡配置，实现节能降本。在保障5G无线性能基础上，根据网络各时段特点、小区负荷、业务需求动态调整，实施网络级的基础型和增强型节能降本技术，开展多网络协同智能平台建设，基于业务动态变化特征，对相关设备的功能、模块和开关等进行自适应控制，智能节能降本。针对未来网络超密集部署引起的日益增长的能量消耗，绿色节能问题日益突出，网络的能量效率也成为网络资源管理的重要指标。节能降本是降低未来运营成本的重要措施，是提高资源利用率、避免资源浪费的有效途径。效益优先、提质量、保感知、网业协同、多措并举，推行全网的节能降本是资源精细化管理的趋势，积极推行节能降本的探索与应用，具有重要意义。作者：中国联合网络通信有限公司东莞市分公司唐晓翔责编/版式：范范校对：舒文琼审核：申晴监制：刘启诚

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