諾基亞液冷基站將破解運(yùn)營商5G建網(wǎng)高功耗的難題

5G熱潮正在全球興起。全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）發(fā)布的8月份最新5G數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前已有100個(gè)國家的296家運(yùn)營商，已經(jīng)獲得許可進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)或正在啟動(dòng)、演示、試驗(yàn)了5G技術(shù)。

然而，運(yùn)營商的實(shí)測數(shù)據(jù)卻并沒有那么樂觀。測試結(jié)果顯示，5G功耗也要比4G高得多，平均是4G功耗的3倍左右。對(duì)于原本在5G投資方面就“捂緊口袋”的運(yùn)營商來說，這也意味著更高的成本以及更大的投入。

日前，諾基亞貝爾無線產(chǎn)品解決方案經(jīng)理張振利在接受C114采訪時(shí)表示，液冷基站這項(xiàng)“黑科技”絕對(duì)是給運(yùn)營商5G投資“減壓”的良方。除此之外，諾基亞在降低基站功耗方面還采取了更多的創(chuàng)新方案及技術(shù)。

“四招”破解5G高功耗難題

面向5G萬物互聯(lián)時(shí)代，海量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)流量需求持續(xù)猛增，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷大幅增長，基站耗電與排放問題日趨嚴(yán)重。通信人家園網(wǎng)友日前爆料，目前部分設(shè)備商的5G功耗也要比4G高得多，平均是4G功耗的3倍左右。

眾所周知，降低數(shù)據(jù)中心能耗是業(yè)界一直追求的目標(biāo)。海量數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生大量廢熱，為了保障設(shè)備在恒定的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行，制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心的耗電大戶，為此，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)歷了從風(fēng)冷向水冷再到自然冷卻等技術(shù)演進(jìn)。

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基站，同樣擔(dān)當(dāng)著處理和傳輸海量數(shù)據(jù)的重任，但自從誕生以來，一直采用傳統(tǒng)的空調(diào)制冷方式，由于空氣的容積熱容量大約比水小4000倍，與液冷系統(tǒng)相比，傳統(tǒng)的空氣冷卻系統(tǒng)能效太低。因此，基站的制冷系統(tǒng)亟需變革。

張振利表示，“5G基站采用大規(guī)模天線陣列技術(shù)（64T64R，mMIMO），頻譜帶寬100MHz，發(fā)射功率高達(dá)200W，所使用的射頻功放器件功耗、芯片功耗等都大大增加，因而相比4G基站功耗大大增加。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)基站功耗還與工作溫度有關(guān)，工作溫度超高，功耗也相應(yīng)越大?！?/p>

據(jù)張振利介紹，諾基亞在降低基站功耗方面采取了很多創(chuàng)新方案及技術(shù)：

一是使用集成度更高的RFIC射頻集成芯片，及能耗比更高的射頻功率器件；

二是業(yè)界首先采用液冷基站技術(shù)，大大降低基站工作溫度，從而降低基站和機(jī)房功耗，更加節(jié)能環(huán)保；

三是開發(fā)低功耗、低發(fā)射功率的基站AAU形態(tài)，如8T8R，16T16R。依據(jù)不同場景選擇不同類型的AAU產(chǎn)品。比如在郊區(qū)及農(nóng)村等以覆蓋為主的地區(qū)，可以選擇8T8R/16T16R為主的低功耗AAU產(chǎn)品；

四是軟件功能上采用符號(hào)關(guān)斷、通道關(guān)斷等技術(shù)，也可大大降低在低話務(wù)場景下的基站功耗。

黑科技給運(yùn)營商5G投資“減壓”

工信部正式發(fā)放5G牌后，產(chǎn)業(yè)進(jìn)程提速明顯。由于5G發(fā)牌早于產(chǎn)業(yè)預(yù)期，并且5G的盈利模式并不清晰，此外，運(yùn)營商還面臨提速降費(fèi)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等難題。所以運(yùn)營商在5G投資方面會(huì)更加謹(jǐn)慎和保守，成本會(huì)是他們重點(diǎn)考慮的要素。

所以，運(yùn)營商5G在投資方面基本都處于“捂緊口袋”謹(jǐn)慎行事的狀態(tài)。

中國聯(lián)通董事長王曉初表示，“今年公司資本開支控制在580億元不變，其中5G投資依然維持在此前披露的80億元左右，計(jì)劃今年建設(shè)4萬個(gè)5G基站。”此外，資料顯示，中國移動(dòng)今年公司對(duì)5G的投資會(huì)達(dá)到240億，全年計(jì)劃在50個(gè)城市建立5萬個(gè)同時(shí)支持SA和NSA模式的基站；中國電信將會(huì)投入90億元。

實(shí)際上，液冷基站這項(xiàng)黑科技絕對(duì)是為運(yùn)營商5G建網(wǎng)“降壓”的最佳藥方。

在大眾眼中，液冷基站是在傳統(tǒng)基站技術(shù)上，利用液體作為冷卻劑，看起來似乎會(huì)增加運(yùn)營商的不少成本，實(shí)則不然！

“液體能比空氣更有效地散發(fā)基站的熱量?！睆堈窭赋觯爸Z基亞液冷基站可將能耗降低約30%，將二氧化碳排放量減少80%，并降低30%的基站體積和重量。與傳統(tǒng)的基站相比，液冷基站更加靜音環(huán)保，零噪音，并可回收基站排放的熱量，二次應(yīng)用于公寓大樓的供暖系統(tǒng)?！?/p>

2018年12月，諾基亞與電信運(yùn)營商Elisa和電力系統(tǒng)供應(yīng)商Efore合作，宣布在芬蘭赫爾辛基首次部署了液體冷卻基站系統(tǒng)。芬蘭VTT技術(shù)研究中心的分析表明，該部署減少了高達(dá)80%的二氧化碳排放量和高達(dá)30%的能源運(yùn)營費(fèi)用。

“除上述優(yōu)勢(shì)之外，液冷基站還降低了運(yùn)營商的成本?！睆堈窭麑?duì)C114表示，“采用液冷降溫技術(shù)的基站，減少了風(fēng)扇、散熱片等硬件的使用量；同時(shí)減少了機(jī)房空調(diào)等制冷設(shè)備的需求；液冷循環(huán)系統(tǒng)可回收基站排放的熱量，二次應(yīng)用于公寓大樓等的供暖系統(tǒng)。因此，從總的運(yùn)維成本上（TCO）來看，不但不會(huì)增加成本，反而可以降低運(yùn)維成本?！?/p>

張振利指出，“液冷基站由于采用液體降溫技術(shù)，如何將冷卻散熱循環(huán)系統(tǒng)與基站有效結(jié)合，確實(shí)受到一些條件及環(huán)境的影響。目前主要應(yīng)用于有降溫散熱循環(huán)系統(tǒng)的智能樓宇、高檔小區(qū)等場景。在鐵塔等安裝場景，如何實(shí)現(xiàn)降溫散熱的循環(huán)，是液冷基站需要進(jìn)一步研究的課題?！?

來源：C114