“软硬兼施”,設備厂商能否消灭5G功耗这只“拦路虎”?

作者:程琳琳 責任編輯:耿鵬飛 2019.09.23 08:24 來源:通信世界全媒體

通信世界網消息(CWW)随着5G基站天線数量增多,站址密度加大,5G投入与能耗的矛盾越来越突出。5G功耗已成为5G网络建设的“拦路虎”。運營商开始考虑如何才能降本增效,从而提高5G部署效率。設備厂商也从硬件和软件两方面着手,推动降低5G功耗,降低5G部署难度。

硬件:芯片和散熱手段是主攻方向

在硬件方面,設備厂商主要从芯片、功放以及散热等方面探讨如何降低5G功耗。

华为提出了多个硬件解决方案降低5G功耗。在芯片方面,华为5G基站采用鲲鹏920芯片,通过提高射频、基带单元的設備集成度,减少5G設備中的核心器件数量,从而提升設備的整体效率,以降低設備整体功耗;在散热方面,华为通过仿生“翅片”散热技術,减少設備风阻,增加风速,增加热交换的有效面积,从而提升設備散热效率;在节能方面,华为提出了5G极简站点解决方案,Super Blade Site全室外解决方案,可以实现一根抱杆支持AAU、BBU、电源、电池等各个模块外挂,省去了机房的空调需求,利用自然风快速散热。

中兴也在芯片、功放等方面降低5G基站功耗。在芯片领域,2019年随着10nm基带芯片以及7nm中频芯片的推出,中兴通讯的基站能效进一步提升。功放是能耗的关键部件,5G功放发展趋势主要是小型化、GaN材料以及新架构设计,中兴通讯也在持续加强功放新技術的研究开发。

爱立信的目标是争取在2022年达到节能35%。在硬件技術方面,爱立信认为,可以通过更新材料、提升工艺等将器件功率损失降低5%~10%,还可以通过采用集成度更高的芯片,用高集成度数字前端ASIC取代传统FPGA,逐渐引入更低纳米技術,以及进一步提升ASIC集成度等方法来降低功耗。

诺基亚在降低基站功耗方面采取了很多创新方案及技術。诺基亚使用集成度更高的RFIC射频集成芯片及能耗比更高的射频功率器件。另外,诺基亚在业界首先采用液冷基站技術,大大降低基站工作温度,液冷基站还可回收基站排放的热量,二次应用于公寓大楼的供暖系统。诺基亚还开发低功耗、低发射功率的基站AAU形态,如8T8R、16T16R。依据不同场景选择不同类型的AAU产品。

軟件:算法優化和引入AI更有效

在软件方面,設備厂商多从算法优化以及引入AI的管理能力等方面降低5G功耗。

在5G基站工艺方面,华为在通信設備的功放部分,不断引入新型的材料和创新的算法,持续提升功放效率。对于能耗的管理,华为通过AI技術实现网络协同节能,通过AI技術智能识别不同的场景,灵活进行节能关断,实现多制式多载波的复杂网络中节能效果的最大化,有效降低整网能耗。

中兴方面表示,软件节能降耗是運營商非常关注的能力,具体主要包括各种智能关断、休眠唤醒、PA动态调压、多网协同等特征,后续更重要的是引入AI实现更智能、更高效的节能降耗。

爱立信认为,在软件方面可以采用智能调度算法,根据业务容量适时关闭PA及相应器件,以及在不同场景用不同数目的天線来达到节能的效果。爱立信也在致力于把机器学习等先进技術引入到5G节能算法中,以达到更好的节能效果。

诺基亚在软件功能上采用符号关断、通道关断等技術,也可大大降低在低话务场景下的基站功耗。

虽然設備厂商纷纷为降低5G功耗提供解决办法,但是目前看来,实现5G功耗的降低仍任重道远,5G网络包括基站、承載网、核心网、数据中心、电源空调等方面,因此5G网络节能要推动端到端的节能,各个节点需努力做到能耗最低,进行整体部署,才能更好地推动整体节能。因此,希望産業链各方能够协调统筹,真正将5G网络的降本增效落到实处。


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