移動網(wǎng)絡(luò)的能耗直接關(guān)系到運(yùn)營商的運(yùn)維成本，在4G時代，網(wǎng)絡(luò)的總體能耗(電費(fèi))已經(jīng)達(dá)到運(yùn)營商運(yùn)維成本的16%，5G擁有更大容量、更快速度、更多聯(lián)接，不免讓人對它所帶來的能耗感到擔(dān)憂，甚至有人危言聳聽：“5G將提供1000倍于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)容量，也將消耗多達(dá)1000倍當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的電量”。
在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，能耗主要集中在基站、傳輸、電源和機(jī)房空調(diào)等部分。其中，基站是整個移動通信網(wǎng)絡(luò)能耗的主要來源，占整個網(wǎng)絡(luò)能耗的80%以上。在基站中，負(fù)責(zé)處理計(jì)算的基帶單元(BBU)的功耗相對較小，射頻單元(RRU/AAU)、散熱系統(tǒng)等能耗較大。
4G/5G 能耗PK，“電飯煲”和“砂鍋煲”哪個更耗電?
根據(jù)中國5G商用信息，運(yùn)營商主要使用了64TRx Massive MIMO設(shè)備，該設(shè)備是5G射頻單元(AAU)的“高配”版本，采用64發(fā)64收的大規(guī)模陣列天線，240W的天線發(fā)射功率，支持100MHz帶寬，可以提供業(yè)界最領(lǐng)先的5G容量和體驗(yàn)。
240W發(fā)射功率的5G“高配”AAU的能耗是多少呢?
答案是：810W，運(yùn)行一小時耗電0.8度。
對比4G時代的“高配”產(chǎn)品，支持4發(fā)4收、20MHz帶寬、發(fā)射功率240W，典型場景的能耗是685W，運(yùn)行一小時耗電0.69度。
那5G的“低配“版本能耗如何呢?根據(jù)隔壁韓國已經(jīng)規(guī)模部署的5G 32T32R的AAU能耗數(shù)據(jù)，5G AAU能耗僅僅500W左右。
可以發(fā)現(xiàn)，5G能耗并不像很多人擔(dān)心的那樣聳人聽聞，在提供更快更多聯(lián)接地同時，5G的能耗與4G相當(dāng)。
再來看5G對機(jī)房電力改造的需求。根據(jù)公開信息，國內(nèi)站點(diǎn)存在兩種典型的電力空開，可以分別支持小于30KW和50KW的電力設(shè)備。考慮存量通信設(shè)備、空調(diào)照明設(shè)施，新增5G設(shè)備后的站點(diǎn)總能耗在14KW左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電力空氣開關(guān)的限制。
在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，新增5G不需要進(jìn)行電力改造也已經(jīng)成為很多地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)共識。
數(shù)據(jù)表明，5G能耗的擔(dān)憂實(shí)際是杞人憂天，新增5G設(shè)備對比4G，相當(dāng)于你家已經(jīng)有了砂鍋煲(4G 2T2R 400W左右)，又購置了一臺嶄新的多功能電飯煲(5G 32T32R 500W左右)，它們功耗相當(dāng)，也不需要改造家里的電力設(shè)備，只需放心大膽的插上電，煮一鍋香噴噴的5G米飯了。
4G/5G 能效PK，榨干每一度電的剩余價值
能效，指的是為用戶提供服務(wù)與所消耗的能源之比。
能效已經(jīng)普遍應(yīng)用到家電設(shè)備中，比如大家熟知的空調(diào)能效(ERR)，耗能最低的一級能效指的是1度電可以產(chǎn)生3600W的制冷量，而老式的四級能效空調(diào)，1度電僅能產(chǎn)生2000W的制冷量。如果你家空調(diào)的能效標(biāo)級別4~5級，可以考慮今年夏天換一個新空調(diào)了。
對于移動通信來說，比特能效是全球運(yùn)營商、設(shè)備商、研究組織、標(biāo)準(zhǔn)組織共同關(guān)注的熱點(diǎn)。3GPP在面向5G的需求報(bào)告中明確指出，能效需要作為5G NR設(shè)計(jì)的一個重要指導(dǎo)原則。
那么5G設(shè)備的能效如何呢?
同樣根據(jù)典型4G和5G設(shè)備的數(shù)據(jù)對比(根據(jù)運(yùn)營商測試公開數(shù)據(jù))，5G在設(shè)備能耗與4G相當(dāng)?shù)那闆r下，容量提升了30~50倍，這使得每比特的能耗大幅降低。
從能效來講，5G設(shè)備1kWh能量消耗可以支持5425GB流量的傳輸，也就是說，5G基站每1度電可以供你下載5000多部超清電影，而在4G時代，同樣的電量僅能下載200部不到。
相比空調(diào)“一晚一度電”的美好想象，5G基站設(shè)備相比4G基站設(shè)備的能效切實(shí)提升了20~30倍，可以毫不夸張的說，5G走在了節(jié)能減排的最前線。
回到未來，我們可以看見的綠色5G
5G基站相比4G擁有更大容量、更快速率、更多連接，為什么還能保持和4G時代相當(dāng)?shù)墓哪?
從5G基站設(shè)備廠商的資料來看，為了實(shí)現(xiàn)3GPP百倍能效提升的目標(biāo)，在基站最耗電的射頻(RF)、功放(PA)、散熱等部分均做出了大量的技術(shù)革新。
更先進(jìn)的材料，提升了功放效率，降低功耗;
更科學(xué)的仿生散熱技術(shù)，散熱效率大幅提升，降低功耗;
等等等等……
可以說，通信人為了踐行節(jié)能減排的諾言，不斷研究新技術(shù)提升能效，一不小心，居然就讓5G設(shè)備的功耗和4G相當(dāng)了。
這還沒完。
在可以預(yù)見的未來，基于AI的節(jié)能調(diào)度、多制式多場景的協(xié)同節(jié)能等技術(shù)還將帶來超過30倍的能效比提升。
揭開5G的“能耗真相”，我們更加有理由期待，隨著5G商用深入，我們很快會看到聯(lián)接著百行千業(yè)、萬事萬物的綠色5G，改變我們每個人的生活。
