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分布式基站应用广泛 C-RAN架构绿色节能

归档日期:06-11       文本归类:分布式应用      文章编辑:爱尚语录

  随着数据流量激增和网络规模的快速扩张,三大电信运营商的节能减排压力日趋增大。同时,配套设施节能技改经过数年推动,面临瓶颈。在此背景下,网络节能逐渐受到运营商重视。根据统计,传统基站单站年耗电量高达1.5万度左右,因此,如何降低基站运营能耗,成为运营商越来越迫切的问题。从大的范围来看,站点节能可以分为两个层面:网络拓扑结构优化和网元节能。

  网络拓扑层次的节能,可以通过减少站点数量,同时提升单位站点话务量能效实现。中国电信集团节能减排处处长龚建中此前接受记者采访时曾明确指出,通过网络结构演进,实现网络扁平化,是通信行业节能减排的关键措施。根据中国电信的节能潜力分析,78%的节能潜力来自网络结构调整和优化。

  减少站点的方法有两种,其一是通过合理的网络规划来提高覆盖效率,以最少的站点服务最大的用户/话务量;其二是提高基站设备本身的覆盖能力,通过先进技术,将设备本身的覆盖半径提高,进而提升覆盖能力。在实践中,两种方法常常同时使用,即在合理网络规划和强覆盖能力设备的配合下,实现广覆盖场景下25%以上的能耗节约,达到有效降低TCO的目的。

  在实践中,分布式基站的应用逐步扩大。大功率的分布式基站,能够解决广覆盖和大容量的问题,可以替代宏基站。而小型化的分布式基站,可以实现室内覆盖建网模式。

  以中国电信为例,中国电信在建设CDMA网络过程中,大力推广了分布式基站建设。截至2010年,中国电信分布式基站比例达到30%以上。相比传统基站,分布式基站无需配套机房和空调,既降低能耗,又节约占地面积。同时,分布式基站的BBU和BRU之间通过光纤连接,减少了馈线损耗。室外BRU单元采用自然散热技术,而室内BBU单元体积小,功耗相对较低,减少了机房资源占用,同时也减少了机房空调使用。

  近两年,在分布式基站的基础上,运营商又在试点一些新的基站模式。例如中国移动大力推广的C-RAN架构。中国移动研究院陈奎林介绍,C-RAN架构在分布式基站基础上,通过大规模的汇聚BBO的基站池,更方便实现协作化信号,并且能实现整个基站资源动态调度。相对而言,C-RAN是更清洁、绿色的无线接入网架构,能源消耗更低,建设周期更快,运维成本也更低。珠海移动的试点数据显示,采用C-RAN架构,能够实现整体能耗降低71%。

  中兴通讯TDD产品副总经理姚磊介绍,中兴的大容量基带池解决方案采用现有产品,基于中兴特有的FS交换板,单机架可以实现648载频共享、三机架实现1944载扇的共享;另一方面,通过彩光直驱的传输技术,可提高传输的效率,降低对现网传输的要求。原来一个光纤只能带一个S444的基站,现在用四个不同波长的光调制在一根光纤里,就可以带4个S444基站。不仅提高了传输效率,而且实现了绿色节能。

  相比网络拓扑节能,网元级别的节能适应更多的场景,受客观条件限制更少。降低基站主设备的能耗,将带来供电设备能耗、空调能耗等的连锁下降,研究发现,主设备每节省一瓦电能,整站将节省2.5-3瓦能耗。由此可见,基站主设备节能将起到关键作用。

  在基站主设备节能中,时隙级、载频级等智能关断技术,是各地已经应用较为成熟的节能方法。根据中国移动某省公司的数据统计,时隙智能关断可降低功耗21%-28%;载频智能关断可降低功耗约10%,多载波职能调压及载频关断可降低功耗约14%;此外,基站级和链路级的动态关闭技术也可分别降低功耗约7%-9%。近年来,智能关断技术在各地运营商应用广泛。河南移动节能减排主管张乐介绍,截至2010年8月,河南移动基于时隙PA关断载频数达到272940个,仅智能载频一项全年即可节省5000万度电能。

  宽带RRU基于宽带MCPA(多载波功放)和各种节能软特性技术,在不同频段的射频输出功率和载波等系统资源完全共享,可以根据运营商的需要和用户发展情况进行灵活配置,实现资源最大化利用。实践证明,相对传统支持多频段的拼凑型RRU,宽带RRU的各项性能指标均有大幅提升,器件数目减少40%,故障率下降60%,功耗降低20%,体积重量减少30%以上,在绿色节能、快速部署等方面具有明显优势。

  随着市场的发展,在低成本网络需求的驱动下,运营商对无线站点的要求越来越趋向于小型化。在实际应用当中,运营商获取和保留站点难度明显增大。在经济发展较好的区域,人们的环保和健康意识增强,对无线站点的排斥逐步加大,多数人不愿意看到通信铁塔和天线,导致站点获取异常困难,站点租赁费用也大幅上升。而且在某些特定情况下,运营商早期获取的站点到期后很难续签,导致站点流失。中国移动某省2011年的统计就表明,受合同到期或城市拆迁影响,全年站址流失率达到20%。

  运营成本逐渐受到运营商重视。低CAPEX站点成为运营商的关键诉求。对于OPEX而言,全球有300万个物理站点,站点的能耗费用(电费、油费)、各种租赁费用(天面、传输、土地等)和人工费用不断上涨,进一步蚕食了运营商有限的利润空间。

  随着3G的快速普及,迅速建站快速覆盖成为运营商的新需求。无线站点的建设类似房屋建筑,从站点获取开始到完成建设,一般需要1到2个月。对于高速发展的移动网络来说,这个周期太长了。

  在此背景下,几大设备厂商纷纷提出了新的站点解决方案,各有特色,总体而言,小型化是其共同趋势。例如,华为推出的第三代站点SEIMER,具有站点占地面积小、PUE低、管理职能、环境融合和快速建站等多项优点。

  阿尔卡特朗讯推出的LightRadio方案,长宽只有5厘米左右,使用户可获容量与传统网络相比,增加了400%,在大大改善流量高度密集区域的室内覆盖的同时,占地面积更少,更加节能。据了解,lightRadio应用的技术具备模块化的cube阵列带来的极高可靠性,特别是在小区边际能够显著提升小区性能,可以用1/4的每比特成本,提供最多9倍容量的灵云技术网络。此外,爱立信的Pico基站、诺基亚西门子的LiquidRadio以及中兴通讯的GSM微基站系列产品,都具有小而美的特性,既能提高覆盖效果,也能带来更低的总所有成本(TCO)。

  业内人士认为,随着站址资源日益紧张,小型化基站将成为主流趋势,这些小型基站支持多种灵活安装方式,能够快速隐秘地安装在城市中心的热点地区。

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