5G帶來高帶寬、低時延、大連接等多種能力,將改變我們的生活、改變千行百業,但5G發展也伴隨著不少的誤解。有人說5G部署密度更小,使用毫米波,所以5G輻射大;也有人說5G要處理更多數據,比4G更加耗電——所有矛頭都指向5G不是一個綠色的技術。
5G到底綠色嗎?我們先看一個有趣例子,博士出身的搜狐董事局主席張朝陽,曾在演講中說5G輻射大。沒多久,張朝陽卻收回此前的話,稱自己不懂,需要專家進一步研究。
這讓人驚嘆5G謠言的影響力度,連物理系畢業人士都被誤導??梢?,5G不綠色的說法,實屬人云亦云。其實,包括央視等權威媒體,以及全球領先運營商、設備商等真正研究和使用5G的參與者,從多個技術角度論證5G是Green 5G(綠色5G)。
我們有必要從5G輻射、基站能耗、助社會節能等三個維度,探究Green5G在綠色環保方面表現到底如何。
維度一:
5G輻射很大?謠言!
記得去年曾經有這樣一則新聞,成都某小區業主擔心通信基站有輻射,便將線纜剪斷,從而導致小區手機信號變弱。可見,不懂科學的一些群眾談基站輻射就“色變”,不知道弱信號會帶來更強的輻射,甚至認為5G基站更加密集會導致更強輻射,真的如此嗎?
首先,我們必須明確,輻射并不可怕,我們日常使用的電器在工作時都會產生輻射。比如,電吹風的輻射可以達到100微瓦/平方厘米,就連日常普遍使用的路由器,1米范圍內產生的輻射量也有60微瓦/平方厘米以上。甚至是太陽在給地球帶來陽光的同時,也會帶來輻射。據資料顯示,地球表面某一點24h的年平均輻射強度為200瓦/平方米,也就是20000微瓦/平方厘米(是不是很吃驚)。
相比以上的輻射強度,對基站輻射強度,我們國家有明確的嚴格的規定,即基站平均功率密度為40微瓦/平方厘米。所以,5G基站輻射也必須保證在這一數值以下。相比而言,美國對基站輻射的標準更寬松一些,為600微瓦/平方厘米,也未見給美國人民健康帶來什么影響。由此可見,無論與日常生活中常見的物體,還是與國外相比,我國的基站都非常安全的。
近日,中國工程院院士鄔賀銓也對輻射這個問題進行了回應:“很多人會誤認為基站有電磁輻射危險,4G基站美國的輻射標準是每平方厘米600微瓦,中國基站電磁輻射標準只有每平方厘米40微瓦,比美國嚴格10倍”。
其次,網絡提速與基站輻射增值無關。5G網速提升,并不是通過大幅度增加基站發射功率,而是通過擴容傳輸帶寬,采用大規模天線等先進技術。打個比方,5G只是通過增加車道,讓公路上的汽車變得更多。但是不論變成幾車道,國家對通信基站的輻射強度標準沒變,依然是前面提到的40微瓦/平方厘米。有運營商對3G、4G、Wi-Fi、5G進行電磁輻射測試后發現,所有移動通信技術的電磁輻射水平基本相近。
再次,很多市民都認為離通訊基站越近輻射越大,因此反對在自家小區內或樓頂上建通訊基站。其實央視此前報道過,通信基站的電磁波主要向水平方向發射,在垂直方向上衰弱明顯。所以,基站的正下方,功率密度往往是最小的。就像是“油燈”一樣,越在燈下越黑暗,越向外亮度也就越大。此外,電磁輻射強度與距離的平方成反比。也就是說,發射基站越高,對人體的影響就越小。
最后,可能很多消費者誤認為手機信號好的地方,就是基站輻射嚴重的地方。事實恰恰相反,當你所處的地方手機信號不好時,手機便會通過增加自身的功率發射信號并接受微弱的信號。這樣反而增加了手機的輻射強度。
所以,在5G時代,因為使用Massive MIMO和超級上行技術,5G基站增益比4G增大,使得基站數量并不比4G增加。這也保證了用戶所處的位置信號更好,因此減少了手機自身產生的輻射。隨著通信基站信號更好,輻射也更小。而筆記本電腦、手機等產品往往是跟人體零距離接觸,所以輻射值反而更大。
維度二:
5G耗電很高?每比特能效提升25倍
在移動通信網絡中,基站是耗電大戶。據統計,大約80%的能耗來自廣泛分布的基站,至少占據運營商OPEX支出的15%,在一些國家基站電費甚至占據了基站總成本的50%。到去年年底,中國的移動通信基站有640多萬個,其中4G基站372萬個。
5G時代,5G網絡數據容量是4G的1000倍,5G VR、云游戲等多個創新業務,需要進行更多的數據處理,更多的數據處理理論上會引發電耗增長。一些運營商表達了對5G耗電多,帶來成本增加的擔憂,尤其是5G非獨立組網NSA。
從技術角度看,4G基站普遍采用的是4T4R MIMO技術,而5G基站將采用64T64R MIMO,更多的天線理論上預示著更多的電力消耗。這也是很多人認為基站電耗會增加的主要原因。
但是業界通過多個技術創新,5G基站提供更多數據處理,卻使用更好電力消耗。業界正關注能量效率這個概念。該概念核心是,用更少的能量傳遞更多的信息,以及在能量系統中通過信息技術來降低能耗。
5G就是能量效率很高的技術,比4G更加綠色。據測算,5G在消耗1000瓦電量時會支持5425GB流量的傳輸,而4G大約只有200GB。從這點可以看出,雖然5G基站整體消耗電量似乎比4G多,但是在效率上卻是4G的25倍左右。換算成單數據耗電量時,5G反而比4G低很多。
比如華為5G AAU產品每比特能效可以達到0.13瓦特/Mbps,相比4G網絡,已經實現25倍能效提升。鄔賀銓在此前央視節目中指出,5G的頻譜利用率比4G高3倍,華為做的5G基站比4G基站能耗節約20%,重量減少20%。
與此同時,產業鏈在積極推動5G設備性能的提升,進一步降低5G基站硬件、軟件、配套設備的能耗。有預測表示,未來全球90%的站點升級5G時,市電將不需要進行改造。
在硬件方面,華為通過采用更高集成度的芯片工藝,不斷提升單板集成度,大幅減少在板器件數量,降低模塊的功耗。華為還通過先進工藝,提升能源轉換效率。在降低配套能耗方面,華為引入極簡全室外5G基站解決方案,可以節省基站空調,有效降低基站附屬設備電力消耗。要知道,基站空調耗電占基站耗電30%以上。
在6月25日,在MWC19上海期間的“5G is ON峰會“上,華為常務董事、運營商BG總裁丁耘表示,華為提供的Massive-MIMO、Blade Site、bookRRU等模塊化全系列解決方案,秉承綠色、融合、極簡,更好助力運營商實現地空立體覆蓋、原址連續覆蓋、區域熱點覆蓋,服務千行百業。
當然基于AI軟件等技術,也可以降低5G運營電耗。近日華為董事長梁華在華為《2018年可持續發展報告》中提到,華為推出PowerStar方案,借助AI技術和專家經驗,實現多個頻段、多個制式(2G/3G/4G/5G)間網絡級節能。據透露,對于典型的多頻多制式網絡,PowerStar能夠幫助運營商無線網絡主設備省電10%以上。
根據現網估算,一百萬站點每年基于PowerStar節省的電量,可以滿足200萬人口的大型城市一個月的生活用電需求。GSMA發布的南非PowerStar案例研究報告,PowerStar幫助南非運營商無線網絡主設備省電11.6%,單個基站每天節省能耗6.43kWh
據媒體報道,新當選歐委會主席的馮德萊恩聲稱,要在2050年讓總碳排放量為零。我認為,Green 5G是幫助歐盟減少總碳排放量的方向之一。
維度三:
5G讓社會能耗降低?效果顯著
如果單從5G基站輻射、電力的消耗來看5G是否環保,是否能成為綠色5G并不全面。5G畢竟需要應用到社會的方方面面,促進整個行業的信息化、數字化,必然會帶來各個行業的實實在在效率提升和能耗降低。
近期,瑞士Sunrise CEO Olaf在評價Green 5G時表示,
5G系統在設計之初即瞄準比前代技術能效更高;
5G網絡下的智慧交通,可以有效減少人們擁堵和出行時間,有效減少二氧化碳排放;
5G可以輔助提高生產效率,5G的網絡能力可以幫助瑞士全國一年減少1個點的生產浪費。
在生產效率提升方面,華為輪值董事長徐直軍在今年4月接受媒體采訪時表示,對于行業而言,5G將讓智慧醫療、智慧工業等行業的生產效率提升10倍。
據悉,5G可以大量獲取工廠生產實時運行數據,并通過人工智能分析,有效提升產品質量和降低成本。5G還將實現現更加靈活、互聯、協同的生產,讓人與機器的配合更為協調,有效提高生產效率。
中國移動董事長楊杰在MWC19上海上表示,在工業互聯網領域,中國移動將與制造企業合作,開展5G搬運機器人、視頻質檢、遠程現場等智能工廠應用,有效提升工廠自動化水平和生產效率。
結語:
5G將會為人類
帶來一個更綠色的未來
綠色環保是社會一直以來的追求,通過以上分析可以看出,5G的到來不僅不會給社會帶來環境的污染、能源的浪費,反而通過高帶寬、低時延的特性,讓社會變得更為智能,也能為社會發展帶來更高的效率,更低的能耗。我們有理由相信,5G將會為人類帶來一個更綠色的未來!
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原文標題:5G將帶來一個綠色新世界
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