基站节能降耗促网络绿色运营

肖三保 中国联合网络通信有限公司南昌市分公司 南昌市 330029

基站节能降耗促网络绿色运营

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随着能耗成本的逐年递增，节能降耗已成为各大运营商的一个主要工作任务。本文作者根据自身多年的网络运营经验，从网络规划、空调节能、网络瘦身等多方面介绍基站节能降耗措施。

0、引言

2014年，国内三大运营商全面展开4G网络建设，2/3/4G多张蜂窝网络同时运营的局面将维持几年，甚至更长的时间。伴随着多张网络运营的同时，将“助推”各大运营商能耗成本的快速增长，这无疑对各大运营商的运营成本构成极大的压力，据统计个别运营商能耗成本已占到整个公司收入的5%，能耗成本已上升为各大运营商的主要成本之一。

基站能耗占运营商整体能耗比例超过60%，在以移动通信为主的本地网，基站能耗占比甚至达80%以上，限于篇幅，本文主要介绍基站节能降耗措施，这也是运营商节能降耗工作的一个主战场，点多面广难度大。节能降耗的一个主要工作原理是降低基站能耗和降低基站设备使用时间，后面介绍的几个措施都是围绕这两点来开展节能降耗工作。

1、节能降耗源头把控-网络规划

前期在进行基站规划选点时，更多的是考虑无线覆盖的因素，忽视了基站节能降耗的设计，在实际运行中，我们发现很多基站能耗居高不下与基站机房选点有密切的关系，与机房的先期装修设计也有密切的关系，从源头上进行节能降耗往往能起到事半功倍的效果。

节能降耗在规划设计方面主要从以下几个方面进行考虑：

1.1、广泛采用BBU池+RRU拉远模式建站

广泛采用BBU池+RRU拉远的模式开展新站建设，一个BBU池可以带几个甚至几十个拉元基站，与传统有机房基站对比，该建站模式有以下优点：

1）一个三扇区的4G拉远站点能耗为1.35KW(以华为LTE RRU3939为例),如采用传统标准机房，该类型机房的典型功耗为3.09KW，节省能耗56%，标准机房典型功耗解释如下：

图1 BBU+RRU拉远

图2 标准站

a）3匹空调功耗2.238KW，运行时间按60%计算，折算设备功耗1.34KW;

b）无线设备功耗1.55KW,按华为4G设备BBU耗电50W加3个WRFU功耗共1497W；

c）传输设备功耗100W；

d）开关电源转换效率0.91；

e）最后折算设备功耗为1.34+1.597/0.91=3.09KW。

2）拉远站不需要单独建设机房，节省了装修、开关电源、蓄电池、空调、传输设备、智能监控设备等初期投资，合计节省投资60%左右；

3）拉远站房租一般比标准机房房租低20%左右；

4）目前基站维护量主要集中在电源配套设备，因此拉远站维护量与标准站比要减少70%以上，相应日常维护费用也会降低。

1.2、设计标准机房时需要考虑的节能措施

1） 需根据设备安装要求，选择面积合适的机房，如因条件受限，考虑对大面积机房进行隔断，有助于降低空调制冷面积，降低空调能耗；

2）避免将机房建在楼顶以及西晒的位置，降低机房温度受外界影响程度；

3）对于有窗户的机房，考虑用石膏板等材质将窗户封堵，降低机房温度受外界影响程度；

4）合理规划空调室内机安装位置，尽量将冷风直接对准需要散热的设备区域，室外机安装避免直接西晒，空调铜管布放避免过长；

5）根据机房特点及投资要求，合理设计一些节能装置，比如新风系统空调、机房隔断、电池地埋等节能措施。

1.3、合理调整原有布局不合理基站

利用4G网络建设契机，合理调整原有2、3G网络布局不合理的基站，尽量减少新建物理站址，提升2/3/4G网络资源利用率。

2、节能降耗主战场-空调节能

对于大量存量基站，都是按标准设计的机房，空调产生的能耗一般占到基站总能耗的40%-60%，因此对于存量基站机房节能降耗的主要工作是降低空调产生的能耗，主要从以下几个方面降低空调能耗：

1）淘汰老旧空调。存量机房个别老旧空调运行时间已经达到7、8年，有的甚至达到10点以上，对于这种机房空调维护费用大、耗能高，可考虑直接更换新空调，对于投资额度许可的企业可以考虑更换节能效果更好的新风系统空调或变频空调。

2）对空调本身进行智能改造。比如将空调开启及调温通过智能监控系统进行控制，杜绝人为原因调整空调造成空调能耗增大，方案如下图所示：

图3 空调智能监控

3）对空调休眠进行节能改造，正常情况下空调压缩机与空调运行时间之比一般为1：2，室外机停止运行，室内风机仍然正常运转，造成大量能耗损失，通过对空调面板主板进行改造，让室内风机与室外压缩机同时运行，可降低室内风机一半运行时间，每年可节省电量500度，以海尔三菱重工空调为例，改造方案如下：

a）控制内风机启动停止与压缩机同步，内风机分为高低档，如图所示：取高档用于风机转速，低速档拆除不用，用高速档经焊接后接入压缩机启动线3号端口。直接用主板上继电器来控制3号端口通电的启动与停止。当温度上升到设置温度时，3号端口通电，风机与压缩机同步运行，温度降低到设定温度时，风机和压缩机同步停止。

b）此时空调内风机不工作，空调风不循环，空调内机感温头接收不了机房温度，只采取感温头放置空调外部，如图所示：使机房温度与设定显示温度一致。

图4 空调面板改造前照片

图5 空调面板改造后照片

4）基站机房空调温度一般设置为26度，制冷模式，统一在中心机房进行设置。

5）对符合条件的机房通过加装新风系统，机房面积空置率高的机房实行物理隔断，有活动窗户的机房用石膏板进行封堵，对机房孔洞需加强日常封堵，通过这些一系列的是举措降低基站空调运行时间，达到基站节能降耗的目的。

3、节能降耗常态化工作-网络瘦身

网络瘦身属于日常维护工作之一，也是节能降耗的一个常态化工作，通过网络瘦身一方面可以提升网络资源利用率，另一方面也可以降低设备使用能耗，达到节能降耗的目的。网络瘦身主要从以下几个方面进行：

1）利用设备厂商的技术手段，实现对2G载频的技术节能。比如华为2G载频的空闲时隙智能关断技术，通过对空闲状态时隙关闭功放的技术，从而降低载频运行功耗。随着2G用户向3G、4G网络的迁移，2G网络的资源利用率逐年降低，使用2G载频时限智能关断技术可以有效降低2G载频功耗，达到节能降耗目的。

2）根据特殊场景话务及流量与时间相关的特性，对长期无话务或低话务的站点进行主动下电或远程软件关闭载频，该类型场景有高校、比赛场馆、景区、商场等场景，前面三类场景业务量与月份有关，可以通过远程软件关闭载频或到现场下电的措施减少设备能耗（具体视下电时间长短来决定）。商场区域话务量及流量与时间点有关，一般在0-6点之间业务量为0，可以根据这个特性在RRU电源侧安装智能关断器装置，实现0-6点关断电源，其余时间正常运行，每个RRU每天可以节省能耗25%，约每天节省1.5度电，方案图如下：

图6 室分智能关断器

3）对特殊低话务场景，通过优化覆盖方式的情况下，降低设备能耗，比如高速、高铁覆盖，一般情况话务量较低，可考虑通过单RRU+功分器+对数天线的模式进行覆盖，与原有两小区甚至三小区的覆盖模式相比，设备功耗降低一半甚至三分之二，但由于采用了对数天线，覆盖距离并没有变化很大。

4）优化存量机房。经过多年的基站建设，每个地区都有少则上千个，多则上万个基站，有些基站在五年前可能是合理的，但经过五年的不断建设，可能在五年后又是多余的，有些基站甚至相隔不到20米， 这种情况对室分系统尤其比较多，因为随着宏站的逐步加密，个别室内通过宏站就能实现有效覆盖，原有的室分系统就显得“多余”，对该类室分系统需主动进行拆除。通过优化改造存量机房，实现每个基站的网络资源价值最大化。

五、总结

本文详细介绍了基站节能降耗的一些主要举措，并重点介绍了基站空调改造及室分系统电源定时关断技术，这些节能降耗技术都是已经在实际工作中使用过并进行了技术推广，实践证明是一些投资小见效快的节能降耗技术，有助于降低整体能耗成本，实现网络绿色运营。

华为公司无线产品技术手册

1009-0940(2014)-4-0002-04

2014-9-03