洛陽聯通在其微信公眾號上發布消息稱,近期通過對AAU(有源天線處理單元)定時深度休眠,以降低5G基站能耗。消息一出,人們對于如此大費周章地建設5G產生了不少質疑。有人認為這是不成熟技術急于上馬的原因;有人懷疑運營商投巨資推動5G卻變成雞肋,背后是否有隱情;也有人擔心以后再也不能通宵打游戲了。那么到底我們的5G基站問題出在哪?
據工信部消息,截至7月底,我國累計5G終端連接數在6月底6600萬的基礎上迅速增長到了7月底的8800萬,與此同時,5G終端的加速普及也在推動5G用戶數迅速增長。
在三大運營商的半年業績中,除中國聯通未有公布5G用戶數量外,中國電信以及中國移動的數據顯示,目前中國5G用戶數量已超過1億戶。當然這中間存在著很多正在使用5G套餐,但仍未更換5G設備的用戶(比如編者就是其中之一),但從超過8000萬的5G終端連接數上我們也能看出,國內5G普及進程正在不斷加速。
5G發展,基站先行。基站密度是5G信號覆蓋的基礎,背靠國家政策,運營商在去年以來便在5G基站建設上不斷加大投入。根據工信部數據統計,截至2019年底,我國共建成5G基站超過13萬個;到了2020年2月底,全國已開通5G基站則達到了16.4萬個。
在2020年6月6日,工信部新聞宣傳中心舉行的“5G發牌一周年”線上峰會上,工業和信息化部信息通信管理局副局長魯春叢表示,在網絡建設方面,基礎電信企業建成5G基站超過25萬個;中國工程院院士鄔賀銓預計,到2020年年底,我國5G基站數可能達到65萬個,5G套餐用戶可能達到2個億,實現全國所有地級市室外的5G連續覆蓋、縣城及鄉鎮重點覆蓋、重點場景室內覆蓋。
中國移動通信研究院無線與終端技術研究所副所長李男也向《華強電子》記者透露:”在產業界共同的努力下,中國移動全年的5G基站建設目標預計有望在8月底完成。目前我們已經建設完成了30萬個5G基站,部署了5G的城市超過300個,這個也是全球排名第一的,顯示了我們中國移動在5G發展中的決心和信心。”
“功耗是目前5G基站最大的難題,也是三大運營商身上最重的一個負擔。除了5G的CAPEX(5G網絡建設投資)基礎以外,以能耗為主的OPEX(網絡維護成本)其實是決定5G能否順利發展的重中之重。在2017-2020年期間,在業界的共同攻堅之下,基站功耗已經大幅下降,但即便如此,它的功耗還是4G基站的3倍左右。”
然而就在5G基站建設正在如火如荼進行中時,中國聯通洛陽分公司在其微信公眾號發布消息稱,洛陽聯通分別對已經入網的3種不同基站射頻單元設備(AAU),分不同時段定時開啟空載狀態下的深度休眠功能,從而實現智能化基站設備能耗管控的目的。
在個別媒體渲染之下,恐慌的氣氛開始在網絡上蔓延,各種負面說法蜂擁而至,很多人擔心基站休眠后將會無法使用網絡,或是認為5G已經“名存實亡”。要破解這些謠言,就要首先了解基站的“休眠”到底是什么意思。
據中國聯通網絡技術研究院無線研究部副主任李福昌介紹,基站AAU設備空載狀態的深度休眠功能,是指在基站長時間處于閑時狀態時,因為沒有5G用戶接入,可以允許基站AAU設備關斷大部分有源設備的供電,從而實現節省射頻單元設備空載功耗的目的。由于5G基站AAU設備支持64通道或32通道,5G基站AAU比傳統4G設備增加大量的有源器件、基帶處理單元等器件,從而大幅提高該類型設備的空載功耗。
“基站AAU設備空載狀態的深度休眠功能,是指在基站長時間處于閑時狀態時,因為沒有5G用戶接入,可以允許基站AAU設備關斷大部分有源設備的供電,從而實現節省射頻單元設備空載功耗的目的。由于5G基站AAU設備支持64通道或32通道,5G基站AAU比傳統4G設備增加大量的有源器件、基帶處理單元等器件,從而大幅提高該類型設備的空載功耗。”
除此之外,記者還了解到,基站AAU休眠的機制其實是很靈活的。比如,深夜5G網絡業務量驟減時,運營商可以根據統計數據來判斷業務閑時的時間段,開啟休眠模式。在休眠功能開啟的同時,運營商還會保留4G網絡在線,以承載用戶正常使用需求。
在休眠開啟時,當有特殊情況發生,5G接入用戶突然增加,運營商也能在數分鐘以內適時喚醒基站AAU設備,重新提供5G服務。這對于用戶的影響相對較小。
不過,需要承認的事實是,5G基站的功耗確實是當前一個嚴峻的問題。為了驗證5G基站功耗具體大小,運營商曾對中興以及華為的5G基站進行了功耗測試,結果顯示,BBU方面功耗與所插板件有關,受業務負載的影響不大,整體功耗也在293-330W的水平。而AAU功耗與業務負荷則關系較大,在100%負載下,AAU功耗可以達到1127-1175W;在50%負荷下,AAU的平均功耗在892-956W。
“功耗是目前5G基站最大的難題,也是三大運營商身上最重的一個負擔。”李男坦言:“除了5G的CAPEX(5G網絡建設投資)基礎以外,以能耗為主的OPEX(網絡維護成本)其實是決定5G能否順利發展的重中之重。在2017-2020年期間,在業界的共同攻堅之下,基站功耗已經大幅下降,但即便如此,它的功耗還是4G基站的3倍左右。”
目前單個5G基站而言,其滿載功率甚至達到了將近3800W,4G基站普遍功率則為1000W左右。李男表示,在正常負載的情況下,射頻占據了5G基站中的絕大部分功耗。另一部分則是用于基站處理方面,因為在帶寬增大、速率提高后,對基站處理能力要求需要更高。
不過,從能效比的角度上看,雖然5G基站的功耗數值增加不少,但功耗相同的情況下,5G的網絡容量是4G的幾十倍。客觀來說,功耗相比4G大是非常正常的。然而當下5G尚未實現全民普及,5G普及的前提則需要基站密度覆蓋達到一定水平,而目前處于4G過渡到5G的時期,因此現時利用率不高的5G基站所要消耗的高額運營成本,讓各大運營商寢食難安。
某運營商工作人員曾向記者透露:“5G基站的數量是4G的三倍;單個5G基站的耗電量是4G的三倍;單個5G基站的價格也是4G的三倍。”除此之外,更有一些地區由于用戶數量少,甚至基站建成了遲遲未通電的情況也并不少見。基站休眠甚至不通電,并不是一個秘密,而指數級的成本增加,也是運營商迫不得已的選擇。因此,無論是從運營上以及技術上,運營商們還需要尋找更多的方法解決“耗電焦慮”的問題。
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