點燃 5G 網(wǎng)絡(luò)的能源困境，5G網(wǎng)絡(luò)比4G網(wǎng)絡(luò)節(jié)能90%第二部分

5G 在能源效率方面的最大挑戰(zhàn)可能在于用例的增長。GSMA 表示，在已確定的提高效率的措施中，業(yè)界需要關(guān)注移動設(shè)備的電池壽命、加快淘汰低能效 2G 和 3G 網(wǎng)絡(luò)的步伐、新型鋰離子電池解決方案和冷卻系統(tǒng)。站點級別。

與此同時，基礎(chǔ)設(shè)施和輔助設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)在推動他們自己的、通常是定制的創(chuàng)新。例如，就在上周，諾基亞推出了它所謂的 AVA 能源效率服務(wù)，這是一種基于人工智能的解決方案，它聲稱可以將運營商的能源成本降低“高達”20%。

該服務(wù)將通過云提供，允許運營商在識別出流量特別低時關(guān)閉部分無線電網(wǎng)絡(luò)。機器學(xué)習(xí)算法將確保在不影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的情況下最大限度地節(jié)省能源。

該公司表示，世界各地的一些(身份不明的)運營商已經(jīng)在使用該服務(wù)，該服務(wù)以各種模式提供，包括獨立的即服務(wù)選項或作為更廣泛的托管服務(wù)合同的一部分。有趣的是，付款可以與服務(wù)為運營商提供的實際節(jié)省掛鉤。

斯堪的納維亞的主要競爭對手愛立信也一直在推動該行業(yè)解決所涉及的問題。在今年早些時候發(fā)布的一份詳細報告——“打破能源曲線”——中，該公司概述了一系列創(chuàng)新，以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思維方式的細微變化，它大膽聲稱可以在不增加能源消耗的情況下將數(shù)據(jù)流量翻兩番。

愛立信可持續(xù)發(fā)展負責(zé)人 Mats Pellback-Scharp說：“5G 代表了一系列全新的問題和潛在的解決方案，我們?nèi)绾问蛊浔惹皫状a(chǎn)品更節(jié)能?！?

“通過仔細和詳細的測試和分析，并使用整體方法，有可能實現(xiàn)我們建議的那種節(jié)能?！?

Pellback-Scharp 表示，借助 5G，該行業(yè)可能有機會“回歸基礎(chǔ)”?！白钪匾氖?，您需要準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)。我們在這種方法中看到了四個重要的組成部分：提供最新的技術(shù)解決方案;啟動節(jié)能軟件;精確地構(gòu)建和推出新技術(shù);并以更智能的方式運營網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

“我們認為，簡單地添加新設(shè)備并保留現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備幾乎沒有什么好處。5G 需要改變這種方法。我們的座右銘是少做但以不同的方式，基本上考慮一個完整的網(wǎng)絡(luò)方法?！?

Pellback-Scharp 擴展了“以最有效的方式準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)”的主題，強調(diào)“我們的客戶通常在低流量區(qū)域體驗到最高的能耗，因為很多設(shè)備幾乎一直在后臺運行。然而，這些網(wǎng)站通常只承載約 20% 的總流量。這顯然會導(dǎo)致效率低下?！?

愛立信專家表示，相反，中高流量區(qū)域通常占流量站點的 30%，但通常承載高達 75% 的流量。

該公司建議，這種方法需要改變，服務(wù)提供商才能獲得 5G 的好處，尤其是正在討論的眾多用例。該報告討論了在需要的地方準(zhǔn)確部署最合適的資產(chǎn)至關(guān)重要。因此，服務(wù)提供商將能夠滿足需求，例如在更密集的流量段中通過大規(guī)模 MIMO，并避免在流量較少的區(qū)域使用尺寸過大的設(shè)備。

與這個問題密切相關(guān)，根據(jù) Pellback-Scharp 的說法，對于高效運營同樣重要，“行業(yè)需要研究如何最好地利用頻譜資產(chǎn)?？紤]到 5G 網(wǎng)絡(luò)將有多達 8 個頻率來應(yīng)對——低頻段有 3 或 4 個，中頻段有 2 個，高頻段有另外兩個?！?

“動態(tài)頻譜共享以及專注于更精簡、多功能的 5G 就緒無線電系統(tǒng)也將在這里發(fā)揮關(guān)鍵作用，既可以實現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)的重要功能，又可以保持能源效率?！?

他指出，最新的 5G 就緒系統(tǒng)將能夠提供此類頻譜共享，并允許在同一硬件上承載 4G 和 5G 流量。

已經(jīng)提到了其他更以軟件為中心和基于人工智能的技術(shù)，這些技術(shù)將能夠通過 5G 網(wǎng)絡(luò)在該領(lǐng)域產(chǎn)生更重大的影響。也許最重要的將是深度睡眠模式的部署。這里的基本思想是在沒有流量的情況下選擇性地關(guān)閉一個或多個設(shè)備。

這已經(jīng)在 4G 中使用，但由于無線電接口的設(shè)計，其有效性受到限制。然而，在 5G 時代，情況發(fā)生了巨大變化，指定的四種睡眠模式都可以使用，而不是僅限于第一種模式。

5G 提供了在非流量條件下配置免傳輸時隙，以便能夠激活所有更高級的節(jié)能睡眠模式。通常，由運營商決定網(wǎng)絡(luò)性能和能源消耗之間的折衷方案。

第一級涉及在適當(dāng)?shù)臅r候關(guān)閉功率放大器，反饋表明這可以節(jié)省 20% 的能耗。在第 2 級和第 3 級中，RF 階段的某些部分和天線的數(shù)字部分可以進入睡眠狀態(tài)，據(jù)說可以節(jié)省高達 50% 的成本。計算表明，由于這些技術(shù)從一開始就被集成到規(guī)范和技術(shù)中，因此與 4G 相比，5G 網(wǎng)絡(luò)有望將每千兆比特傳輸?shù)哪芎某?10 倍。但是，大多數(shù)運營商認為，要到 2025 年之后才能獲得全部收益。

預(yù)計在 5G 網(wǎng)絡(luò)中部署大規(guī)模 MIMO 會降低能源效率。它們僅在通信光束的方向上傳輸信號，而不是像前幾代那樣在大范圍內(nèi)傳輸信號。由于可以同時使用多個波束，每個波束都能夠重復(fù)使用小區(qū)的頻率，因此實現(xiàn)的效率是通過 MIMO 可以提供的顯著提高的吞吐量來實現(xiàn)的。

基本上，由于其緊密集成的設(shè)計，此類天線通過結(jié)合無線電元件、模擬電路和用于波束管理的數(shù)字電路，將功率放大器集中在天線罩上。

因此，雖然 5G 確實會大大增加移動行業(yè)的能源消耗，但許多進步將確保更多天線和基站的影響實際上可以帶來更好的能源效率。