肖三保 中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司南昌市分公司 南昌市 330029

基站節(jié)能降耗促網(wǎng)絡(luò)綠色運(yùn)營

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隨著能耗成本的逐年遞增，節(jié)能降耗已成為各大運(yùn)營商的一個(gè)主要工作任務(wù)。本文作者根據(jù)自身多年的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、空調(diào)節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)瘦身等多方面介紹基站節(jié)能降耗措施。

0、引言

2014年，國內(nèi)三大運(yùn)營商全面展開4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，2/3/4G多張蜂窩網(wǎng)絡(luò)同時(shí)運(yùn)營的局面將維持幾年，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。伴隨著多張網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的同時(shí)，將“助推”各大運(yùn)營商能耗成本的快速增長(zhǎng)，這無疑對(duì)各大運(yùn)營商的運(yùn)營成本構(gòu)成極大的壓力，據(jù)統(tǒng)計(jì)個(gè)別運(yùn)營商能耗成本已占到整個(gè)公司收入的5%，能耗成本已上升為各大運(yùn)營商的主要成本之一。

基站能耗占運(yùn)營商整體能耗比例超過60%，在以移動(dòng)通信為主的本地網(wǎng)，基站能耗占比甚至達(dá)80%以上，限于篇幅，本文主要介紹基站節(jié)能降耗措施，這也是運(yùn)營商節(jié)能降耗工作的一個(gè)主戰(zhàn)場(chǎng)，點(diǎn)多面廣難度大。節(jié)能降耗的一個(gè)主要工作原理是降低基站能耗和降低基站設(shè)備使用時(shí)間，后面介紹的幾個(gè)措施都是圍繞這兩點(diǎn)來開展節(jié)能降耗工作。

1、節(jié)能降耗源頭把控-網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

前期在進(jìn)行基站規(guī)劃選點(diǎn)時(shí)，更多的是考慮無線覆蓋的因素，忽視了基站節(jié)能降耗的設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)行中，我們發(fā)現(xiàn)很多基站能耗居高不下與基站機(jī)房選點(diǎn)有密切的關(guān)系，與機(jī)房的先期裝修設(shè)計(jì)也有密切的關(guān)系，從源頭上進(jìn)行節(jié)能降耗往往能起到事半功倍的效果。

節(jié)能降耗在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

1.1、廣泛采用BBU池+RRU拉遠(yuǎn)模式建站

廣泛采用BBU池+RRU拉遠(yuǎn)的模式開展新站建設(shè)，一個(gè)BBU池可以帶幾個(gè)甚至幾十個(gè)拉元基站，與傳統(tǒng)有機(jī)房基站對(duì)比，該建站模式有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）一個(gè)三扇區(qū)的4G拉遠(yuǎn)站點(diǎn)能耗為1.35KW(以華為L(zhǎng)TE RRU3939為例),如采用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房，該類型機(jī)房的典型功耗為3.09KW，節(jié)省能耗56%，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房典型功耗解釋如下：

圖1 BBU+RRU拉遠(yuǎn)

圖2 標(biāo)準(zhǔn)站

a）3匹空調(diào)功耗2.238KW，運(yùn)行時(shí)間按60%計(jì)算，折算設(shè)備功耗1.34KW;

b）無線設(shè)備功耗1.55KW,按華為4G設(shè)備BBU耗電50W加3個(gè)WRFU功耗共1497W；

c）傳輸設(shè)備功耗100W；

d）開關(guān)電源轉(zhuǎn)換效率0.91；

e）最后折算設(shè)備功耗為1.34+1.597/0.91=3.09KW。

2）拉遠(yuǎn)站不需要單獨(dú)建設(shè)機(jī)房，節(jié)省了裝修、開關(guān)電源、蓄電池、空調(diào)、傳輸設(shè)備、智能監(jiān)控設(shè)備等初期投資，合計(jì)節(jié)省投資60%左右；

3）拉遠(yuǎn)站房租一般比標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房房租低20%左右；

4）目前基站維護(hù)量主要集中在電源配套設(shè)備，因此拉遠(yuǎn)站維護(hù)量與標(biāo)準(zhǔn)站比要減少70%以上，相應(yīng)日常維護(hù)費(fèi)用也會(huì)降低。

1.2、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房時(shí)需要考慮的節(jié)能措施

1） 需根據(jù)設(shè)備安裝要求，選擇面積合適的機(jī)房，如因條件受限，考慮對(duì)大面積機(jī)房進(jìn)行隔斷，有助于降低空調(diào)制冷面積，降低空調(diào)能耗；

2）避免將機(jī)房建在樓頂以及西曬的位置，降低機(jī)房溫度受外界影響程度；

3）對(duì)于有窗戶的機(jī)房，考慮用石膏板等材質(zhì)將窗戶封堵，降低機(jī)房溫度受外界影響程度；

4）合理規(guī)劃空調(diào)室內(nèi)機(jī)安裝位置，盡量將冷風(fēng)直接對(duì)準(zhǔn)需要散熱的設(shè)備區(qū)域，室外機(jī)安裝避免直接西曬，空調(diào)銅管布放避免過長(zhǎng)；

5）根據(jù)機(jī)房特點(diǎn)及投資要求，合理設(shè)計(jì)一些節(jié)能裝置，比如新風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)、機(jī)房隔斷、電池地埋等節(jié)能措施。

1.3、合理調(diào)整原有布局不合理基站

利用4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)契機(jī)，合理調(diào)整原有2、3G網(wǎng)絡(luò)布局不合理的基站，盡量減少新建物理站址，提升2/3/4G網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

2、節(jié)能降耗主戰(zhàn)場(chǎng)-空調(diào)節(jié)能

對(duì)于大量存量基站，都是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的機(jī)房，空調(diào)產(chǎn)生的能耗一般占到基站總能耗的40%-60%，因此對(duì)于存量基站機(jī)房節(jié)能降耗的主要工作是降低空調(diào)產(chǎn)生的能耗，主要從以下幾個(gè)方面降低空調(diào)能耗：

1）淘汰老舊空調(diào)。存量機(jī)房個(gè)別老舊空調(diào)運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)達(dá)到7、8年，有的甚至達(dá)到10點(diǎn)以上，對(duì)于這種機(jī)房空調(diào)維護(hù)費(fèi)用大、耗能高，可考慮直接更換新空調(diào)，對(duì)于投資額度許可的企業(yè)可以考慮更換節(jié)能效果更好的新風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)或變頻空調(diào)。

2）對(duì)空調(diào)本身進(jìn)行智能改造。比如將空調(diào)開啟及調(diào)溫通過智能監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，杜絕人為原因調(diào)整空調(diào)造成空調(diào)能耗增大，方案如下圖所示：

圖3 空調(diào)智能監(jiān)控

3）對(duì)空調(diào)休眠進(jìn)行節(jié)能改造，正常情況下空調(diào)壓縮機(jī)與空調(diào)運(yùn)行時(shí)間之比一般為1：2，室外機(jī)停止運(yùn)行，室內(nèi)風(fēng)機(jī)仍然正常運(yùn)轉(zhuǎn)，造成大量能耗損失，通過對(duì)空調(diào)面板主板進(jìn)行改造，讓室內(nèi)風(fēng)機(jī)與室外壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，可降低室內(nèi)風(fēng)機(jī)一半運(yùn)行時(shí)間，每年可節(jié)省電量500度，以海爾三菱重工空調(diào)為例，改造方案如下：

a）控制內(nèi)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)停止與壓縮機(jī)同步，內(nèi)風(fēng)機(jī)分為高低檔，如圖所示：取高檔用于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，低速檔拆除不用，用高速檔經(jīng)焊接后接入壓縮機(jī)啟動(dòng)線3號(hào)端口。直接用主板上繼電器來控制3號(hào)端口通電的啟動(dòng)與停止。當(dāng)溫度上升到設(shè)置溫度時(shí)，3號(hào)端口通電，風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)同步運(yùn)行，溫度降低到設(shè)定溫度時(shí)，風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)同步停止。

b）此時(shí)空調(diào)內(nèi)風(fēng)機(jī)不工作，空調(diào)風(fēng)不循環(huán)，空調(diào)內(nèi)機(jī)感溫頭接收不了機(jī)房溫度，只采取感溫頭放置空調(diào)外部，如圖所示：使機(jī)房溫度與設(shè)定顯示溫度一致。

圖4 空調(diào)面板改造前照片

圖5 空調(diào)面板改造后照片

4）基站機(jī)房空調(diào)溫度一般設(shè)置為26度，制冷模式，統(tǒng)一在中心機(jī)房進(jìn)行設(shè)置。

5）對(duì)符合條件的機(jī)房通過加裝新風(fēng)系統(tǒng)，機(jī)房面積空置率高的機(jī)房實(shí)行物理隔斷，有活動(dòng)窗戶的機(jī)房用石膏板進(jìn)行封堵，對(duì)機(jī)房孔洞需加強(qiáng)日常封堵，通過這些一系列的是舉措降低基站空調(diào)運(yùn)行時(shí)間，達(dá)到基站節(jié)能降耗的目的。

3、節(jié)能降耗常態(tài)化工作-網(wǎng)絡(luò)瘦身

網(wǎng)絡(luò)瘦身屬于日常維護(hù)工作之一，也是節(jié)能降耗的一個(gè)常態(tài)化工作，通過網(wǎng)絡(luò)瘦身一方面可以提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率，另一方面也可以降低設(shè)備使用能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。網(wǎng)絡(luò)瘦身主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

1）利用設(shè)備廠商的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)2G載頻的技術(shù)節(jié)能。比如華為2G載頻的空閑時(shí)隙智能關(guān)斷技術(shù)，通過對(duì)空閑狀態(tài)時(shí)隙關(guān)閉功放的技術(shù)，從而降低載頻運(yùn)行功耗。隨著2G用戶向3G、4G網(wǎng)絡(luò)的遷移，2G網(wǎng)絡(luò)的資源利用率逐年降低，使用2G載頻時(shí)限智能關(guān)斷技術(shù)可以有效降低2G載頻功耗，達(dá)到節(jié)能降耗目的。

2）根據(jù)特殊場(chǎng)景話務(wù)及流量與時(shí)間相關(guān)的特性，對(duì)長(zhǎng)期無話務(wù)或低話務(wù)的站點(diǎn)進(jìn)行主動(dòng)下電或遠(yuǎn)程軟件關(guān)閉載頻，該類型場(chǎng)景有高校、比賽場(chǎng)館、景區(qū)、商場(chǎng)等場(chǎng)景，前面三類場(chǎng)景業(yè)務(wù)量與月份有關(guān)，可以通過遠(yuǎn)程軟件關(guān)閉載頻或到現(xiàn)場(chǎng)下電的措施減少設(shè)備能耗（具體視下電時(shí)間長(zhǎng)短來決定）。商場(chǎng)區(qū)域話務(wù)量及流量與時(shí)間點(diǎn)有關(guān)，一般在0-6點(diǎn)之間業(yè)務(wù)量為0，可以根據(jù)這個(gè)特性在RRU電源側(cè)安裝智能關(guān)斷器裝置，實(shí)現(xiàn)0-6點(diǎn)關(guān)斷電源，其余時(shí)間正常運(yùn)行，每個(gè)RRU每天可以節(jié)省能耗25%，約每天節(jié)省1.5度電，方案圖如下：

圖6 室分智能關(guān)斷器

3）對(duì)特殊低話務(wù)場(chǎng)景，通過優(yōu)化覆蓋方式的情況下，降低設(shè)備能耗，比如高速、高鐵覆蓋，一般情況話務(wù)量較低，可考慮通過單RRU+功分器+對(duì)數(shù)天線的模式進(jìn)行覆蓋，與原有兩小區(qū)甚至三小區(qū)的覆蓋模式相比，設(shè)備功耗降低一半甚至三分之二，但由于采用了對(duì)數(shù)天線，覆蓋距離并沒有變化很大。

4）優(yōu)化存量機(jī)房。經(jīng)過多年的基站建設(shè)，每個(gè)地區(qū)都有少則上千個(gè)，多則上萬個(gè)基站，有些基站在五年前可能是合理的，但經(jīng)過五年的不斷建設(shè)，可能在五年后又是多余的，有些基站甚至相隔不到20米， 這種情況對(duì)室分系統(tǒng)尤其比較多，因?yàn)殡S著宏站的逐步加密，個(gè)別室內(nèi)通過宏站就能實(shí)現(xiàn)有效覆蓋，原有的室分系統(tǒng)就顯得“多余”，對(duì)該類室分系統(tǒng)需主動(dòng)進(jìn)行拆除。通過優(yōu)化改造存量機(jī)房，實(shí)現(xiàn)每個(gè)基站的網(wǎng)絡(luò)資源價(jià)值最大化。

五、總結(jié)

本文詳細(xì)介紹了基站節(jié)能降耗的一些主要舉措，并重點(diǎn)介紹了基站空調(diào)改造及室分系統(tǒng)電源定時(shí)關(guān)斷技術(shù)，這些節(jié)能降耗技術(shù)都是已經(jīng)在實(shí)際工作中使用過并進(jìn)行了技術(shù)推廣，實(shí)踐證明是一些投資小見效快的節(jié)能降耗技術(shù)，有助于降低整體能耗成本，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)綠色運(yùn)營。

華為公司無線產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)

1009-0940(2014)-4-0002-04

2014-9-03