顏少漢 吳雪冰

（1、廣東南方電信規(guī)劃咨詢設計院有限公司，廣東 珠海 519000；；2、中國電信股份有限公司珠海分公司，廣東 珠海 519000）

1 引言

節(jié)能減排工作是貫徹落實科學發(fā)展觀、構(gòu)建社會主義和諧社會的重大舉措；是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇；是推進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變增長方式的必由之路；是維護中華民族長遠利益的必然要求。

2010年3月，國資委下發(fā)了《中央企業(yè)節(jié)能減排監(jiān)督管理暫行辦法》，將中國電信由"一般企業(yè)"調(diào)整為"關(guān)注類企業(yè)"，并將節(jié)能減排納入企業(yè)經(jīng)營業(yè)績考核指標。

從2009年10月16日在京召開的"通訊領(lǐng)域基站節(jié)能減排高層研討會"上獲悉，在信息通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)中，基站設備的能源消耗占到90%，其中，平均每個基站空調(diào)的電費支出約占整個基站電費支出的50%左右。以單個基站一年的空調(diào)耗電量大約是1.5萬千瓦時測算，我國全部基站空調(diào)每年的能耗是101億千瓦時以上，節(jié)能潛力可謂巨大。

2 無線基站

基站（BS）即公用移動通信基站是無線電臺站的一種形式，是指在有限的無線電覆蓋區(qū)中，通過移動通信交換中心，與移動電話終端之間進行信息傳遞的無線電收發(fā)信電臺?；臼且苿油ㄐ胖薪M成蜂窩小區(qū)的基本單元，完成移動通信網(wǎng)和移動通信用戶之間的通信和管理功能。

廣義的基站，是基站子系統(tǒng)（BSS，Base Station Subsystem）的簡稱。以GSM網(wǎng)絡為例，包括基站收發(fā)信機（BTS）和基站控制器（BSC）。一個基站控制器可以控制十幾以至數(shù)十個基站收發(fā)信機。而在WCDMA等系統(tǒng)中，類似的概念稱為NodeB和RNC。

狹義的基站，即公用移動通信基站是無線電臺站的一種形式，是指在一定的無線電覆蓋區(qū)中，通過移動通信交換中心，與移動電話終端之間進行信息傳遞的無線電收發(fā)信電臺。

2.1 無線基站的設備

無線基站的設備按照功能分主要有：主設備、傳輸設備、照明系統(tǒng)、空調(diào)、電源系統(tǒng)、動環(huán)系統(tǒng)。

2.2 無線基站的能耗

根據(jù)2007年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，中國移動整體能源消耗的重點為基站耗電，占整體耗電的73%，其他部分如通信機房耗電、管理用房耗電和渠道用房耗電分別占15%、6%和6%。對于無線基站耗電，主要的部分是主設備耗電和空調(diào)耗電，分別占基站耗電的51%和46%。對于通信機房耗電，主要的部分是通信機房設備耗電和通信機房空調(diào)耗電，分別占通信機房耗電的52%和34%。對于通信機房的設備耗電，主要包括業(yè)務和支撐系統(tǒng)設備耗電、交換設備耗電和傳輸設備耗電，分別占通信機房設備耗電的70%、23%和7%。

圖1 典型無線基站耗電構(gòu)成

由上圖可以看出基站中，主設備、空調(diào)、電源系統(tǒng)是節(jié)電重點。

2.3 無線機房環(huán)境

2.3.1 BTS無線主設備

無線設備通常的長期正常工作溫度范圍標稱為-5℃～45℃，理論上只要基站機房環(huán)境溫度常年保持10℃～35℃、濕度10%～90%、潔凈度達B級。通信設備是能夠正常穩(wěn)定工作的。

2.3.2 傳輸設備

傳輸設備通常的長期正常工作溫度范圍標稱為0℃～45℃，濕度范圍為10%～90%。傳輸設備單板工作溫度通常在：30℃～60℃，機房環(huán)境溫度過高會導致設備單板溫度上升，如果單板溫度超出以上范圍會導致設備上報告警，同時業(yè)務端口將產(chǎn)生誤碼。如果溫度繼續(xù)升高使得誤碼達到門限后會導致業(yè)務中斷。

2.4 無線基站設備運行環(huán)境

2.4.1 空調(diào)

在無人值守的基站內(nèi)，基站空調(diào)設備主要為基站設備服務，幾乎不需要為人服務。但是目前沒有專為基站空調(diào)制定的標準，廠家及用戶均依據(jù)相關(guān)"計算機或數(shù)據(jù)處理機房用單元式空氣調(diào)節(jié)機"標準為依據(jù)生產(chǎn)或選用產(chǎn)品。目前民用空調(diào)機中，冷暖型空調(diào)通常室內(nèi)工作溫度范圍為14℃-32℃，在上述環(huán)境之外，空調(diào)器在一定范圍內(nèi)也可以運轉(zhuǎn)，但效果會有所下降。所以基站空調(diào)設備的設計一切應以面向基站設備為基礎(chǔ)，同時兼顧節(jié)能的要求。

2.4.2 電源系統(tǒng)

智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)和交流配電箱對環(huán)境溫度的要求也不是特別高，在－5℃～＋40℃都能正常工作，但開關(guān)電源系統(tǒng)要求室內(nèi)清潔、少塵和少靜電干擾，否則灰塵加上潮濕和靜電干擾引起高頻開關(guān)整流模塊和微機監(jiān)控主機工作紊亂的機率較大。

2.4.3 蓄電池

普通閥控式密閉鉛酸蓄電池對溫度要求較高，標準使用溫度為25℃，建議溫度范圍15℃～30℃。若溫度太低會使蓄電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1%；。溫度升高時，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時將消耗更多的水，從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環(huán)境下可獲得較長的壽命，長期運行溫度若升高10℃，使用壽命約降低一半。

根據(jù)實驗室測試及現(xiàn)網(wǎng)試驗結(jié)果分析，無線基站主設備、傳輸設備在45℃情況下器件均能滿足降額要求。從業(yè)界理論數(shù)據(jù)溫度提升會加大單板返修率，降低可靠性，部分耗損器件壽命可能會受到一定影響。因此在機房溫度25℃的基礎(chǔ)上，提升5℃～10℃，在每愛爾蘭總功耗可以減少5%～29%的情況下，機房內(nèi)整體設備功能和性能不會受到影響，但實際返修水平會有一定上升。因此可以通過提升機房內(nèi)溫度，降低空調(diào)能耗，做到節(jié)能減排。

3 提高無線基站內(nèi)溫度帶來的問題

由上圖可看到，當無線基站溫度提升到35℃以上的時候，對比在25℃時的蓄電池壽命降低一半。為此，在提升無線基站溫度降低空調(diào)能耗的同時，需要考慮蓄電池壽命降低所帶來的成本壓力。

4 蓄電池恒溫箱及實施方案

4.1 蓄電池恒溫箱

蓄電池恒溫箱是將蓄電池安裝在獨立的空間內(nèi)，對蓄電池的獨立空間進行單獨的溫度控制，可以為蓄電池提供一個15℃ -25℃的工作環(huán)境，無線基站溫度從25℃提升到30℃-40℃范圍，從而降低空調(diào)能耗。

4.2 實施方案

實施過程：使用蓄電池恒溫箱延長蓄電池使用壽命'無線基站工作溫度從25?C提升到30℃-40℃范圍'減少空調(diào)的制冷時間降低空調(diào)能耗

整體效果如下圖：

圖2 節(jié)能減排實施方案示意圖

5 節(jié)能效果及分析

由于無線基站空調(diào)電費支出所占比例較大，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，平均每個基站空調(diào)的電費支出約占整個基站電費支出的50%左右，空調(diào)成為基站機房中的主要耗電設備。

以普通無線基站使用蓄電池恒溫箱方案后，全年節(jié)能分析如下：

平均每天無線基站耗電量：120度

平均電費（工業(yè)用電）：1元/度

全年用電費：120度/天*30天/月*12月/年*1元/度=43200元

全年可減排：43200*0.5*0.5=10800元

相當于每個基站每年節(jié)省近4噸標準煤。按照中國移動現(xiàn)有62萬個無線基站的50%使用該節(jié)能減排方案，全年可節(jié)能減排：10800元 *62萬*50%=33.48億元。

［1］《通信局 (站)節(jié)能設計規(guī)范》（YD 5184-2009）.

［2］《中國電信數(shù)據(jù)中心機房電源、空調(diào)環(huán)境設計規(guī)范》（DXJS 1006－2005）.

［3］陸斌.構(gòu)建綠色通信網(wǎng)絡四川聯(lián)通節(jié)能減排策略與實踐[J].通信與信息技術(shù)，2009年01期.

［4］徐金爐，嚴海波，孫琳.移動通信基站節(jié)能減排解決方案[J].郵電設計技術(shù)，2008年12期.

［5］秦廷奎.電信行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)、方法與案例，2010.1.1.

［6］無線基站.

［7］基站機房內(nèi)環(huán)境溫度提升的研究.