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      5G基站耗電大,充分利用會比4G更有價值。5G節能需要雙管齊下

      時間:2022-11-11   訪問量:1107

      我先澄清一點,那就是5G確實是耗電大戶,單個基站的耗電量是4G的2到4倍。

      如果5G目前達到4G的覆蓋率,基站的數量將是4G的4倍,那么上面單個基站的功耗就會加起來。未來5G全覆蓋后,總耗電量可能是今天4G的16倍之多。

      如果從單位比特流計算,那么5G的功耗是4G的五分之一。如何計算它?

      例如,4G 傳輸 100Gb 數據需要 1 kWh,而 5G 只需要 0.2 kWh。即數據量越大,5G的單位比特流量越有優勢。這就是5G快的特點。嗖嗖一聲,數據傳輸完畢,而 4G 仍在傳輸。

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      5G商用已正式啟動,將作為核心底層基礎設施滲透到各行各業。有預測指出,到2025年,通信行業將消耗全球20%的電力。其中,約80%的能源消耗來自分布廣泛的基站。

      為什么會這樣?這也與人們的普遍需求有關。未來,對數據傳輸速率的要求會越來越高,也會越來越廣泛。5G 承載的不僅僅是今天 4G 所扮演的角色,而是更廣闊的場景。用努力工作的能力來形容5G更合適。因為它會涉及到我們生活的方方面面。

      根據標準的定義,未來5G的主要應用場景將有以下三種。

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      圖片來自網絡

      1、天下武功,唯快不破。5G 增強型移動寬帶 eMBB,速度比 4G 快十倍。

      該領域的應用主要體現在AR增強現實、VR虛擬現實、4K/8K超高清視頻、云游戲等目前受限于4G流??量的大型流媒體應用,無法獲得更好的體驗。使滿意。

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      2. 廣泛的連接無處不在。大規模機器通信mMTC將把人們帶入真正的萬物互聯時代。

      物聯網,這個概念是幾十年前引入的。但由于通信、功耗、數據處理等方面的限制,無法實現大范圍的人機連接和機器對機器的連接。5G部署后,可以實現覆蓋范圍內所有人與物、物的連接。因為5G,有適合物聯網的特殊應用場景。這些應用包括:物流管理、智慧農業、遠程監控、旅游管理、智能家居、智慧社區、共享設備等。

      例如,以華為為首的NB-IOT協議已被納入5G標準。其低功耗和廣泛的覆蓋能力使當今許多建筑物的水表、電表和燃氣表成為智能電表,無需人工抄表。, 并且遠程控制也是可能的。

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      在新疆石河子,當地棉花生產基地利用物聯網實施滴灌,對每一株作物進行單獨灌溉。最早是用2G實現的,連接數有限,功耗也不低。隨著5G的到來,每平方公里可實現100萬個連接,可實現千公頃或數萬公頃每株作物的精準灌溉。

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      3. 確認我遇到了對的人。高可靠性、低延遲通信uRLLC,準確高效。

      應用場景主要是自動駕駛、交通控制、遠程醫療、同聲傳譯、工業自動化、人工智能等,這些領域是當今最受關注的方面,可以說是5G應用的最高境界。4G是完全不可能的,所以就有了5G。

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      降低5G的絕對能耗迫在眉睫,必須軟硬兼施。

      5G的力量沒有被充分利用的時候,它的能耗確實很高,讓人覺得不值得。中國通信標準化協會數據顯示,各大運營商5G基站主要設備空載功耗約2.2-2.3千瓦,滿載功耗約3.7-3.9千瓦,約為3是 4G 基站的數倍。

      基站用電量的指數級增長導致電費暴漲,運營商舉步維艱,與收入產出不成正比,而且這個成本隨著基站的增加而不斷增加。按照平均1.3元/度電價計算,單個4G基站年電費約為20280元,而單個5G基站則高達54600元。

      據預測,到2022年,我國5G網絡建設規模將達到250萬站。屆時,三大運營商5G網絡的能耗成本每年可能達到575億元至750億元。業內估計,5G的網絡運營成本將是4G的10倍以上。

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      因此,在一些地方,5G基站在夜間進行低功耗處理,以節省一點成本,不浪費電。那么如何在技術上優化這個問題呢?

      1、硬件節能,主要通過優化設備硬件設計、改進生產工藝、設備集成等方法,從而降低基站設備的基礎能耗,提高基站設備的能源利用率。比如在基帶板方面,推進高集成度、低功耗的ASIC芯片方案,數字中頻推進下一代7nm/5nm ASIC芯片,不斷提高芯片集成度,減少芯片使用數量,華為、中興等通信巨頭都在這方面做深入研究。

      2、軟件節能,根據業務負載狀況合理調度基站資源,更好的降低基站運行成本,提高效率。目前,具體做法是根據業務在時間和空間上的分布特點,以及基站的變化,在保證預定指標的前提下,通過調整基站的軟件功能配置,合理分配硬件資源。網絡負載,從而達到節約基站能耗的目的。.

      最近,針對不同時間段的不同基站射頻單元設備(AAU)開啟了空載狀態下的深度睡眠功能。例如,對于未進行單點驗證或已完成單點驗證的站點,AAU 深度睡眠功能將始終開啟;對于正在進行單點驗證的站點,將分時段(21:00-次日9:00)開啟AAU深度睡眠功能。)。實施不同時段的深度睡眠,可以將5G單基站的AAU功耗從空載時的三四百瓦降低到一百瓦左右。

      綜上所述,單個5G基站的功耗是4G的2~4倍,數量是4G基站的3~4倍,那么整體功耗將是4G基站的10倍。但是從下圖可以看出,5G的能力是4G的幾倍(峰值速率的10倍,流量密度和連接密度的10倍,頻譜效率的3倍基站能耗管理,時延的10%) 4G)。5G發展是大勢所趨,高能耗是必然,但未來5G生態下會產生更多的應用和需求。隨著技術的進步,它也將得到更好的優化。

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