運營商聚焦移動站點節(jié)能智能關(guān)斷、Mini機房、電池恒溫箱技術(shù)成熱點

| 華為技術(shù)有限公司 何晶 邊寧

運營商的能源消耗主體在接入網(wǎng)部分，包括無線站點和寬/窄帶接入站點，因此，做好移動站點的節(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”上，國資委表示要支持和鼓勵通信企業(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，國資委強化了節(jié)能減排考核，并表示鼓勵節(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，全社會網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施投資將超過2萬億元，這些將導致通信行業(yè)能源消耗大量增長，而綠色通信的目標就是要降低通信行業(yè)的能耗，同時實現(xiàn)經(jīng)濟與社會效益的雙贏。

運營商的能源消耗主體在接入網(wǎng)部分，包括無線站點和寬/窄帶接入站點，移動運營商無線站點能源消耗通常占到整體能耗的70%以上，而其中移動基站和站點機房都是能耗大戶。因此，做好移動站點的節(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)

降低移動基站設(shè)備能耗的關(guān)鍵點之一，是如何解決網(wǎng)絡(luò)閑時設(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)負載狀況動態(tài)調(diào)整設(shè)備功耗，實現(xiàn)移動基站的綠色節(jié)能。

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

載頻級功放關(guān)斷功能開啟后，通過話務(wù)負荷情況及話務(wù)情況的預測來關(guān)閉空閑載頻以節(jié)約能源。在關(guān)閉載頻前會對載頻上現(xiàn)有的通話進行小區(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。載頻級智能關(guān)斷功能在無業(yè)務(wù)占用時啟用，當有新的業(yè)務(wù)接入時關(guān)閉的載頻則立即進入工作狀態(tài)，故不影響正常業(yè)務(wù)。

在BSC中可以設(shè)置某小區(qū)每天載頻級功放關(guān)斷功能啟用的時間段，一般在小區(qū)話務(wù)量持續(xù)比較低的夜間時間段使用，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。

時隙級功放關(guān)斷。時隙級功放關(guān)斷利用GSM系統(tǒng)固有的時隙、載頻原理，在技術(shù)手段及管理水平得到長足進步的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的“面式管理”精細化到“線式管理”甚至“點式管理”，將以前忽略或無法涉及的基站單載頻、單時隙級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，不管時隙是否占用，都滿功率發(fā)射。采用時隙級功放關(guān)斷后，能夠根據(jù)時隙的占用情況，對功放進行瞬時關(guān)斷和開啟，達到節(jié)能的目的。

靈活應(yīng)用關(guān)斷技術(shù)，實現(xiàn)節(jié)能減排最大化。載頻級功放關(guān)斷對于話務(wù)變化量大的大站型具有技術(shù)優(yōu)勢，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，時隙級功放關(guān)斷則能起到節(jié)能作用。因此，華為建議運營商可以同時開啟載頻級功放關(guān)斷和時隙級功放關(guān)斷，以最大限度地實現(xiàn)節(jié)能減排目標。

在同時開啟載頻級功放關(guān)斷和時隙級功放關(guān)斷時，華為BSS設(shè)備能夠?qū)崟r、靈活地判斷話務(wù)變化，組合使用這兩項功能。比如，通過對所有載頻實施話務(wù)監(jiān)控，預判話務(wù)變化趨勢，可以將時隙空閑度高的載頻上的話務(wù)優(yōu)先牽引到時隙空閑度低的載頻上，以便騰出更多的空閑載頻進行關(guān)斷，從而達到話務(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)省電費達260元，這一項顯性收益還能帶動整個基站機房的配套節(jié)省。

新方案助力基站機房節(jié)能

作為無線站點的重要組成部分，站點機房的節(jié)能減排已逐漸成為關(guān)注重點，從規(guī)劃建設(shè)和運營維護兩方面實現(xiàn)站點機房的綠色、高效、安全和智能勢在必行。

一體化Mini機房，快速實現(xiàn)多場景低成本建站。隨著移動通信網(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)站點主要采用地面建磚混房、市區(qū)租賃機房、市區(qū)樓頂建活動房三種建設(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。

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

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機房可以實現(xiàn)將各主設(shè)備及備電電池放入單獨機柜，對其進行單獨溫控管理，實現(xiàn)精細化溫控，深度挖掘降耗空間，大幅降低站點成本。

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

按國內(nèi)中部省份的綜合對比分析看，華為一體化Mini機房相比于傳統(tǒng)的自建機房，初始建設(shè)投資可降低1.3萬元，后續(xù)的運維成本每年可節(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房，以及美化機房、偽裝機房等豐富的產(chǎn)品形態(tài)，從容應(yīng)對各種進場難題，并在中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)21個省份啟動一體化機房規(guī)模建設(shè)。

現(xiàn)網(wǎng)機房升溫改造，降低移動網(wǎng)絡(luò)運行能耗。隨著技術(shù)進步，目前站點主設(shè)備、配套等都可正常、持續(xù)工作在35℃以上的機房溫度環(huán)境中。但作為機房設(shè)備的一部分，蓄電池成為機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，把機房備電蓄電池放入單獨的恒溫蓄電池柜進行單點溫控，保持其工作溫度恒定在25℃，而把機房整體的溫度提高到35℃，大幅度降低機房大功率空調(diào)的耗電，可同時滿足機房節(jié)能和蓄電池延長壽命的要求。按功耗2000W、40A的站點測算，采用恒溫蓄電池柜并對整體機房進行35℃升溫，每年每站點可節(jié)省耗電約8000度。

截至目前，華為已為中國聯(lián)通在全國19個省份建成恒溫電池柜實驗點，上海、廣西、廣東等省份已實現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。

面對日益高漲的運維成本以及國家關(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)趨勢積極行動起來，主動挖掘研究創(chuàng)新的節(jié)能減排理論思路，探索實施綠色網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)中的高效應(yīng)用，建設(shè)實現(xiàn)與自然和諧相處的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)。