移动通讯网络节能降本方法探究

发布时间:2022-03-01 17:30:42 来源:ub8登录1.0 作者:ub8登录1.0 ub8登录1.0

  跟着我国经济的高速打开和人民日子水平的不断进步,节能减排、可持续打开现已成为我国社会打开的严重课题。

  “十四五”规划提出坚持新打开理念、完结出产日子方法绿色转型的首要方针,以及下降动力耗费和运营本钱等束缚性方针。因而在多种制式的移动通讯网络与其高能耗长时刻并存的现状下,应量体裁衣,在节能减排、资源循环运用等方面拟定负面清单和详细对策,网间协作节能降本,寻求最佳平衡点并稳中有降,完结移动网络高质量打开与节能降本双赢。

  “十四五”时期,将推进新式根底设备建造,加速5G网络规划化布置,用户遍及率进步到56%,推行晋级千兆光纤网络。5G引领“新基建”,打开以5G为代表的“新基建”,将成为我国建造制作强国与网络强国的助推器。

  共建同享为网络打开提速。2019年9月9日,我国联通与我国电信签署《5G网络共建同享结构协作协议书》。2020年5月20日,我国移动与我国广电签署5G共建同享协作结构协议。2020年5月20日,工信部、国资委联合发布《关于推进电信根底设备共建同享支撑5G网络加速建造打开的施行定见》,明确要求以深化推进5G共建同享为要点,强化统筹集约建造和存量资源同享,持续推进杆路、管道等传输资源共建同享;一同还特别强调推进跨职业共建同享,活跃探究各种形式的共建同享需求。

  跟着“新基建”和“共建同享”按下加速键,以及5G网络建造的规划扩张和不断深化,未来5G基站数量将是4G的1.5~2倍,而5G基站的建造本钱高于4G基站,再加上5G基站运转能耗高的这一现状,实在是“烧钱”没商量。不只如此,5G的交融运用和职业运用尚在探究试点阶段,商场浸透缺乏。现在,关于运营商而言,一同面对5G高出资运营本钱和5G低营收,打开与本钱的对立杰出,5G的高能耗乃至成为了约束5G基站建造的首要原因,移动网络亟待降本增效。

  相较于4G,5G基站的功耗显着上升。我国通讯规范化协会的数据显现,现在首要运营商的5G基站主设备空载功耗约2.2kW~2.3kW,满载功耗约3.7kW~3.9kW,是4G单站的3倍左右。如图1所示,5G基站功耗可以分为AAU和BBU两大部分,AAU的功耗约占整机功耗的90%,是基站功耗的首要组成部分。AAU的功耗依照功用模块可分为功放、小信号、数字中频和电源功耗。功耗跟着事务负载的改动而改动,各功用模块的功耗份额也随之产生改动。在满载条件下,功放的功耗占比最高,约58%;在空载条件下,数字中频部分的功耗占比最高,约46%。

  因为5G比4G传输速率大、天线数量多,功耗也随之增大。其间,射频单元能耗高,首要原因是5G小区带宽是4G的5倍以上,收发通道数从本来的8通道变为32通道和64通道,并从传统的2流变为16流乃至更高,发射功率也从100W以上变为200W及以上。射频单元功耗添加明显,一同通道数多也带来基带核算量的添加,功耗也会上升,导致总功耗添加。

  比较于4G,因为5G选用的是更高的频率,单站掩盖的规划更小,要完结更好更全的掩盖,就需求更密更多的基站。一同,5G的带宽添加了10倍,尽管动力功率进步了,但要完结这么大的数据流量,基站耗能仍是会成倍添加。尽管一个小基站的能耗远低于一个传统的宏基站,可是要完结对一片区域的接连掩盖,就需求较大数量的5G小基站。据业界猜测,5G基站数量终究将是4G基站的1.5~2倍。

  当时,移动通讯基站的机房均为全封闭机房,机房内的电源设备、发射设备、传输设备等都是较大的发热体。机房必定的作业环境温度首要靠空调来完结,为保证设备在恒温下运转,不因温度过高而宕机,制冷体系就要不间断地为基站降温,这也是导致运营本钱居高不下的重要原因之一。基站自从诞生以来,基本上一向选用传统的空调制冷方法,且占有了基站总能耗的30%~40%。

  综上所述,在5G通讯体系中,基站可谓是“能耗大户”,大约80%的能耗来自于基站。相较于4G网络,5G不只功耗进步了3倍以上,而且因为掩盖规划的削减,5G基站的数量又成倍添加,再加上配套机房设备制冷方面不可避免的耗能,总体上导致了5G高耗能的局势。

  跟着网络规划的不断扩大,各种制式的移动通讯设备不断添加,为保证设备的不间断运转,电力等动力需求也日益添加。电力耗费在通讯运营企业动力耗费中占很大份额。移动网络节能落到实处便是组成网络的每一个站点的节能,为进一步了解站点的能耗组成,如图2所示,依据对站点本钱的归纳剖析,主设备、配套、电费的本钱占比大,三者的降本是要点;而在电费方面,主设备和空调能耗占比高,二者的节能是要害。

  依据网络散布及事务量状况,对移网设备进行合理的优化调整,精细化地精简网络和网络设备。2020年,本地2G移网悉数的BSC和BTS已完结退网。在3G网络优化精简时,结合3G用户散布剖析,避开3G用户常驻区,因时制宜,减设备、减频、减小区、减站、减RNC多措并重,完结全网单频,逐步退网。此举既节能降本,又下降铁塔租借本钱和运营本钱。

  3G网络方面,2021年一季度评价可以节能的数量:东莞联通可下电807块TX板、1615块Rax板、52个扩大器、151个DU。与4G同站址且VoLTE线G低事务站可退网17站,同站址的低装备3G逻辑站可退网6站。依据设备功耗,仅完结一季度评价可以节能的数量,即可带来可观的节能效应。

  4G网络方面,依据对现网前史数据的剖析,参照4G初期终端遍及率的趋势猜测5G终端遍及率趋势,以事务模型驱动的事务量上增值与5G分流4G的事务量增量比较较,猜测在2021年8月呈现4G流量拐点,届时可以着手探究4G网络的优化精简。

  5G网络方面,我国电信与我国联通已在全国规划打开5G共建同享一年多,有的地市作为同享方在共建同享协作之前就现已自建了小部分5G站点,其间存在与承建方已建站点同址或近址的状况,两边联合评定可以考虑将各自5G同址或近址的站点进行撤并,保存一方的站点,另一方的站点进行下电和拆站、拆旧设备资源再运用。

  频谱同享是缓解未来频谱供需对立的重要措施,是进步频谱运用率、避免资源糟蹋的有用途径,是契合未来频谱办理立异和频谱资源精细化办理的趋势。我国电信和我国联通在1.8GHz、2.1GHz、3.5GHz三个频段的频率资源比邻,两边活跃参加频谱同享,加大统筹规划和技能交流,全面评价同享效果并拟定合理同享方案,活跃推行频谱同享研讨与运用,进步频谱资源运用率,可最大化满意快速添加的用频需求。

  2020年我国联通与我国电信在全国规划打开了5G共建同享和低事务区4G共建同享,进步了网络才能和网络效能。2021年两边进一步加强深度共建同享,持续选用MOCN方法,环绕降本增效,进步掩盖和感知,加大同享和并网力度。4G和5G协同,加强2.1GHz重耕区域的站址兼并,经过1.8GHz的4G同享和5G的分流,卸载2.1GHz负荷,在保证4G感知前提下,2.1GHz应能清尽清,优先清退40MHz,其次清退20 MHz,腾退2.1GHz频率,为重耕5G奠定根底。4G同享以同享载波为主,禁止新购独立载波,如的确需求2.1GHz独立载波,由集团进行全国统筹分配。现阶段打开3.5GHz、2.1GHz、1.8GHz的同享,后续两边洽谈打开800MHz和900MHz的4G同享试点,为低事务区全面关停1.8GHz奠定根底。

  两边一致频率规划,加强站址重构,退掉次优站址,一同整合天面,腾退次优天面。选用同享建造方法,可削减主设备及空调电源等配套设备出资,下降主设备和配套的能耗,选用铁塔公司一致建造、运营商同享的方法,运营商之间打开机房配套资源、天面资源、传输资源、管道及纤芯资源、基站主设备资源、频谱资源的共建同享,联动全面资源同享和复用,节约建造出资、削减资源糟蹋,完结节能降本。

  经过补充少数BBU框、UPEU电源板、DCDU,收购一站式室外刀片电源(8kW-12kW)、ODF、SDH、OTN 等室外设备和双模License包, 完结BBU共框和RRU共模,完结“铁塔+无机房”的极简站点。

  极简站点可节约机房和铁塔的运营性租借费,节约主设备和空调的能耗,节约设备维护和协同优化的运转维护费,并可下降旧设备故障率、进步牢靠性,在能耗、租借、运维等方面多维度节约运营本钱。

  数字化室分体系端到端有源、后期电费高,与传统室分比较,数字化室分体系的工程出资高、能耗比高。推行运用5G移频MIMO室分体系可以直接利旧许多的存量室分资源,可以有用地推进室内环境的5G网络建造进展、节约5G建造出资和运营电费开支,完结节能降本。

  5G移频MIMO室分体系注册后,楼层遍历5G现场测验,均匀RSRP为-75.09dBm,均匀SINR为-25.7dB,无线%,上传PDCP层均匀速率为98.54Mbps,下载PDCP层均匀速率为510.96Mbit/s,5G的掩盖、质量、速率均能有用满意用户的事务体会需求和感知要求。

  5G移频MIMO室分体系是在原室分体系根底上进行改造,经过移频办理单元(FSMU)将5G信号变频为800MHz~2700MHz频段信号,然后与2G/3G/4G射频信号进行合路,输出至无源室内散布体系;移频掩盖单元(FSRU)接纳无源室分体系内变频信号,经过滤波、扩大、变频后康复至5G信号,5G信号与2G/3G/4G信号一同输出,到达利旧原有室分天馈体系,在单根馈线MIMO掩盖的意图。

  单小区操作的符号关断、射频通道关断、深度休眠,不会影响5G用户的正常通讯体会,5G用户权益不会因而遭到损害。5G基站射频单元设备深度休眠功用是在事务闲时时段敞开,即在深夜清晨敞开,完结5G网络功耗智能化办理。在5G基站射频单元设备深度休眠功用敞开后,运营商会保存至少一张打底网,当有用户事务产生时,打底网承载用户正常事务。更重要的是,5G基站射频单元设备进入深度休眠状况后,当5G事务量添加时,AAU设备可以经过网管渠道进行唤醒,只需5~10分钟即可供给5G服务。

  针对多小区操作的载波关断、人工智能节能技能,在进步节能功率的一同可满意必定的网络功用,完结节能与网络功用灵敏可控。

  实测成果显现,符号关断可完结降本10%以上,深度休眠期间可完结均匀降本60%以上,符号关断叠加深度休眠后全天可完结降本30%以上,且在节能期间网络各项功用坚持安稳。据测算,C-RAN可节约整站功耗5%左右。

  在5G网络建造中,推行C-RAN组网方法,经过BBU基带资源池同享,节约硬件板卡装备,完结节能降本。在保证5G无线功用根底上,依据网络各时段特色、小区负荷、事务需求动态调整,施行网络级的根底型和增强型节能降本技能,打开多网络协同智能渠道建造,依据事务动态改动特征,对相关设备的功用、模块和开关等进行自适应操控,智能节能降本。

  针对未来网络超密布布置引起的日益添加的能量耗费,绿色节能问题日益杰出,网络的能量功率也成为网络资源办理的重要方针。节能降本是下降未来运营本钱的重要措施,是进步资源运用率、避免资源糟蹋的有用途径。效益优先、提质量、保感知、网业协同、多措并重,推行全网的节能降本是资源精细化办理的趋势,活跃推行节能降本的探究与运用,具有重要意义。

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  Broadcom经过ExpressFabric方案和硬件和软件渠道扩展了PCIe的规划,用作数据中心和云核算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内贵重的桥接设备,例如将本机PCIe转化为以太网并回来PCIe的适配卡。可是,ExpressFabric可与机架内运用的其他规范以及机架到机架的衔接无缝协作。业界首款ExpressFabric渠道可完结依据Gen3 PCI Express的高功用,低推迟,可扩展,经济高效的结构功用。该渠道供给了与规范SR-IOV或多功用设备同享I / O的才能,并答应多个主机运用规范PCIe枚举驻留在单个依据PCIe的网络上 - 这是PCIe设备曾经无法供给的功用。主机经过相似以太网的DMA进行通讯,并运用规范主机,端点和运用软件进行通讯。...

  PEX 9749 49通道,13端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric渠道

  Broadcom经过ExpressFabric方案和硬件和软件渠道扩展了PCIe的规划,用作数据中心和云核算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内贵重的桥接设备,例如将本机PCIe转化为以太网并回来PCIe的适配卡。可是,ExpressFabric可与机架内运用的其他规范以及机架到机架的衔接无缝协作。业界首款ExpressFabric渠道可完结依据Gen3 PCI Express的高功用,低推迟,可扩展,经济高效的结构功用。该渠道供给了与规范SR-IOV或多功用设备同享I / O的才能,并答应多个主机运用规范PCIe枚举驻留在单个依据PCIe的网络上 - 这是PCIe设备曾经无法供给的功用。主机经过相似以太网的DMA进行通讯,并运用规范主机,端点和运用软件进行通讯。...

  PEX 8311 x1 Lane PCI Express Bridge,21 x 21mm PBGA

  ExpressLane PEX 8311单通道PCI Express(PCIe)至32位,66MHz通用本地总线桥接器供给这两种规范之间的完好协议转化。该设备运用户可以为各种运用添加可扩展的高带宽互连,包含通讯线卡,监控体系,工业操控,IP媒体服务器和医疗成像。许多嵌入式体系规划,Root Complex或依据EndPoint,现在运用PCI现在可以轻松迁移到PCIe。 PCIe接口契合PCI Express规范r1.0a。此外,该桥具有双独立的全功用DMA引擎,可从本地处理器卸载将数据从桥的一侧移动到另一侧所触及的开支使命。吞吐量增强功用(如预读形式,可编程读取预取计数器和深度FIFO缓冲器)答应零等候状况突发速率高达264MB /秒。其他增强功用,如即时端接交流,多个GPIO和邮箱/门铃寄存器,增强了规划的易用性。 PEX 8311选用21 x 21mm 337引脚PBGA封装。该器材选用无铅封装。...

  PEX 9733 33通道,9端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric渠道

  Broadcom经过其ExpressFabric方案和硬件与软件渠道扩展了PCIe的规划,用作数据中心和云核算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内贵重的桥接设备,例如将本机PCIe转化为以太网并回来PCIe的适配卡。可是,ExpressFabric可与机架内运用的其他规范以及机架到机架的衔接无缝协作。 业界创始的ExpressFabric渠道可完结高功用,低推迟,可扩展,依据Gen3 PCI Express的经济高效的结构功用。该渠道供给了与规范SR-IOV或多功用设备同享I / O的才能,并运用规范PCIe枚举使多个主机可以驻留在单个依据PCIe的网络上。曾经PCIe设备上没有的功用。主机经过相似以太网的DMA进行通讯,并运用规范主机,端点和运用软件进行通讯。...

  PEX 9797 97通道,25端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric渠道

  Broadcom经过其ExpressFabric方案和硬件与软件渠道扩展了PCIe的规划,用作数据中心和云核算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内贵重的桥接设备,例如将本机PCIe转化为以太网并回来PCIe的适配卡。可是,ExpressFabric可与机架内运用的其他规范以及机架到机架的衔接无缝协作。 业界创始的ExpressFabric渠道可完结高功用,低推迟,可扩展,依据Gen3 PCI Express的经济高效的结构功用。该渠道供给了与规范SR-IOV或多功用设备同享I / O的才能,并运用规范PCIe枚举使多个主机可以驻留在单个依据PCIe的网络上。曾经PCIe设备上没有的功用。主机经过相似以太网的DMA进行通讯,并运用规范主机,端点和运用软件进行通讯。...

  BCM89559 选用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全轿车以太网交流机

  Broadcom BCM89559是一款高度集成的BroadR-Reach®多层开关设备,专为车载网络运用而规划。该设备内置BroadR-Reach®支撑100BASE-T1和千兆位MAC接口的PHY。该设备具有安全发动和安全功用。除了一切Broadcom轿车以太网交流机中的高档安全功用外,还具有安全的通讯功用。 功用 功用完全的轿车以太网交流机,集成了100BASE-T1和100 -TX PHY IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时刻同步和IEEE 802.1Qat SRP) 用于高档安全性的线速数据包过滤 固件损坏是经过支撑安全发动和信赖圈来避免。 当心操控从外部拜访设备,以避免未经身份验证的装备更改。 契合轿车AEC-Q100认证 运用程序 轿车ADAS,信息文娱,网关...

  BCM5862X-SERIES StrataGX™通讯处理器,具有可编程加速,安全和存储接口

  旨在优化5G WiFi,IEEE 802.11ac规范,依据ARM®的StrataGX BCM58522系列将高达10倍的处理才能与先进的架构功用相结合,可完结安全,运用感知的一致有线和无线企业网络。 衔接到云的设备数量的添加导致对高效企业和中小型企业(SMB)网络的需求添加,以结合各种功用来维护企业免受歹意软件和偷盗。支撑个人云服务(如长途拜访文件或媒体内容)的网络附加存储(NAS)设备要求这些设备支撑存储以及高速5G WiFi接入。每个设备的中心是一个高功用的1.2GHz ARM®的Cortex-A9和交易;双核处理器。 StrataGX BCM5862x系列包含: 高达1.2GHz的单核和双核Cortex-A9 CPU,每个CPU具有32KB的指令和数据缓存,512KB的L2缓存,支撑ECC,集成开关和GPHY ,以及高速I / O和存储器接口 BCM5862x系列中的一切产品都包含一个可编程数据包加速器,用于卸载主CPU内核。该加速器由第三个ARM内核Cortex-R5组成,具有自己的本地内存,可用于RAID / XOR加速,CAPWAP / DTLS和其他网络协议 StrataGX BCM58622和BCM58623支撑16位宽存储器接口,最...

  XLP800 SERIES XLP832和XLP816多核,多线程处理器系列

  Broadcom业界抢先的多核,多线程XLR ® 处理器系列的第三代架构增强。 Broadcom XLP ® 800系列处理器是高度可扩展的设备,包含高端通讯体系的要害功用,包含有线和无线安全,网络,存储,数据中心加速,负载平衡和其他加速引擎。 XLP 800系列处理器选用40 nm技能制作,处理器内核频率从500 MHz到1.5 GHz以上,与之前的XLR ® 比较,每瓦功用进步3倍。 XLP800系列软件向后兼容XLR和XLS ® 处理器系列。 XLP800系列包含:带有32个虚拟CPU的XLP832 带有16个虚拟CPU的XLP816 功用 带有多达8个EC4400处理器中心供电XLP800系列处理器为数据平面和操控平面运用供给最佳功用。 EC4400中心架构坚持了经过现场验证的多线程功用,可为面向吞吐量的数据平面处理供给最高功用。 XLP800系列处理器包含MOESI +衔接的三级缓存架构。每个EC4400内核都包含一个专用的64 KB指令缓存,一个32 KB L1数据缓存和一个512 KB 8路组相关二级缓存 XLP800系列处理器包含一个高功用内存子体系带有四个片上72位DDR3内存操控器,带宽为51.2 GBps(每秒千兆字节) 低推迟,高速快速音讯网络(FMN)答应...

  XLP400 SERIES XLP432和XLP416多核,多线 nm技能制作,处理器内核频率从500 MHz到1.5 GHz以上,与XLR ®比较,每瓦功用进步3倍。 前身。 Broadcom XLP400系列处理器是高度可扩展的设备,集成了高端通讯体系的要害功用,包含有线和无线安全,网络,存储,数据中心加速,负载平衡和其他加速引擎。 XLP400系列软件向后兼容XLR ® 和XLS ® 处理器系列。 XLP400系列包含:带有32个虚拟CPU的XLP432 带有16个虚拟CPU的XLP416 功用 最多有8个EC4400处理器内核该处理器为XLP® 400系列供电,可为数据平面和操控平面运用供给最佳功用。 EC4400中心架构坚持了经过现场验证的多线程功用,可为面向吞吐量的数据平面处理供给最高功用。 XLP400系列处理器包含MOESI +衔接的三级缓存架构。每个EC4400内核都包含一个专用的64 KB指令高速缓存,一个32 KB L1数据高速缓存和一个512 KB 8路组相关二级高速缓存 XLP400系列处理器包含一个高功用内存子体系带有四个片上72位DDR3内存操控器,带宽为51.2 GBps(每秒千兆字节) 低推迟,高速快速音讯网络(FMN)答应非侵入式通讯和操控VirtuCores,加速引擎和I / O之间的音讯传递 ...

  PEX 8750 48通道,12端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

  ExpressLane PEX8750是选用40nm技能开发的48通道,12端口,PCIe Gen3交流机设备。 PEX8750供给多主机PCI Express交流功用,运用户可以经过可扩展,高带宽,无堵塞的互连将多个主机衔接到各自的端​​点,以完结各种运用,包含服务器,存储,通讯和图形渠道。除了高通道数/通道数,该器材还供给两个NT端口和时钟阻隔功用。因为它们具有向后兼容性,在混合(Gen1,Gen2和Gen3)体系中运用PCIe Gen3交流机进行规划,使规划人员可以在迁移到下一代端点时为其完好的Gen3启用规划供给面向未来的规划。 PEX8750十分合适扇出,聚合和点对点流量形式。其间包含PLX专有的visionPAK调试软件,该软件答应在均衡后进行内部接纳眼调查,并可拜访器材的内部调试寄存器,然后加速产品上市速度。...

  PEX 8749 48通道,18端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

  ExpressLane PEX 8749是一款选用40纳米技能开发的48通道18端口PCIe Gen 3交流设备。 PEX 8749供给多主机PCI Express交流功用,运用户可以经过可扩展,高带宽,无堵塞的互连将多个主机衔接到各自的端​​点,以衔接各种运用,包含服务器,存储,通讯和图形渠道。除了高端口数,该器材还供给片上DMA引擎,两个NT端口和时钟阻隔功用。因为它们具有向后兼容性,在混合(Gen1,Gen2和Gen3)体系中运用PCIe Gen3交流机进行规划,使规划人员可以在迁移到下一代端点时为其完好的Gen3启用规划供给面向未来的规划。 PEX 8749十分合适扇出,聚合和点对点流量形式。其间包含PLX专有的visionPAK调试软件,该软件答应在均衡后进行内部接纳眼调查,并可拜访器材的内部调试寄存器,然后加速产品上市速度。...

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