关于几种通信基站节能改造方案的探讨

杨洋

【摘 要】随着无线网络的快速发展，全国通信网络规模和用户规模不断扩大，其能源的需求越来越大，其耗电量已经成为不断增加的重要成本。本论文就基站节能改造的几种方案进行探讨，以供参考学习。

【关键词】通信基站 节能减耗 方案探讨

一、引言

随着无线网络的快速发展，全国通信网络规模和用户规模不断扩大，其能源的需求越来越大，通信企业设备运行的耗电量已经成为不断增加的重要成本。根据相关统计，移动通信基站的耗电量占运营商总耗电量的60～70%左右，主要耗电设备包括基站设备、空调系统等配套设施。其中，基站设备和空调系统耗电占到基站总耗电的90%以上。为此通信节能减排，基站节能是关键。

二、节能减排的现状及原则

当前节能环保形势非常严峻，且已经上升为国策。节能就是增加企业纯利润，就是提升企业形象及社会责任，各运营商把节能减排作为重要指标开始付诸实施。

然而，非常遗憾的是，由于机房基站降温专业性比较强，并且其不仅是一台设备就能够解决的问题，而是包含了方案及设备选择、系统集成、施工等环节。

人們希望节能产品不仅能节电，也要避免对机房环境的影响，不能干丢西瓜拣芝麻的事情。因此基站节能减排应从主设备、空调、电源、新能源等方面着手，才能最大幅度降低通信基站能耗。其必须在系统可靠、技术可行、技术有效、经济合理的原则下进行。

三、节能改造方案的探讨

3.1智能开关技术

在基站主设备节能中，时隙、载频等智能关断技术，是各地已经应用较为成熟的节能方法。

基站主设备的耗电是基站耗电的主要组成部分，基站主设备耗电与综合话务量、载波数成线性关系，而基站的建设一般是根据最大话务量需求来设置的。如果能够根据话务量的变化进行调节，即在闲时将设备定为休眠状态，在话务量高峰时自动转化为正常状态，那么就能基站设备节约耗电。

目前实现这一技术主要通过软件开启节能功能，即智能关断技术。其原理主要是利用软件实时统计分析载波（载频）与信道（时隙）的负荷程度，将承载的业务进行疏导，在保障通信服务提供能力的前提下，尽可能减少同时工作的TRX或TCH的数量，通过自适应开关实现智能化节能控制。

智能载频关断是当小区话务量降低到一定程度的时候，关闭部分载频，以节约耗电，节省开支；智能时隙关断是BTS根据当前时隙是否有话务，控制关断该时隙功率放大器PA的偏置电压，达到降低PA静态功耗的目的。

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%。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%。

3.2机房环境节能技术

通信机房基站中，空调降温耗电往往会占到总耗电的50%以上，并且由于其使用昼夜不停，特别是一类中心机房，全年空调一般都需要制冷，哪怕外气温度已经非常低的时候。对于通信机房这几乎全年都需要向外排热的特殊场所，全年运行空调能耗很大。因此，采用正确、合理的综合解决方案可以有效减少空调的运行时间，在节约空调用电的同时延长空调的使用寿命，提高能源利用率，保护环境，减轻国家能源的供需压力。

目前国内存在以下几种节能手段：变频技术、机房空调机组自适应控制技术、新风冷却技术等。

新风冷却技术，是以室外的自然环境为冷源，当室外空气温度低于室内温度一定程度时，通过相应的技术手段将室外新风与机房内空气进行热交换，把机房的热量带走，达到降低机房温度的目的。新风节能系统可以通过智能控制技术实现与空调的切换，减少了空调的使用时间，从而实现节能减耗。新风节能系统目前主要有两种方式：

3.2.1直排式通风节能技术

该技术依据空气动力学的原理，在机房相对的两面墙壁上按不同的高度开两个孔，分别做为出风口和进风口。在排风扇的作用下，使机房内形成流动气流，不断的引进低温的室外空气，排出高温的室内空气。当室外空气温度较低时，直接将室外低温空气送至室内，为室内降温；当室外温度高，不足以带走室内热量时，则开启空调。但该方式直接引入室外的空气，机房环境易受外界的影响，需增加进风口空气过滤的除尘能力，定时除尘。

3.2.2热交换式节能技术

该技术由两套独立的循环风道组成，室外冷空气经过管道，进入室内换热器与强制循环流动的室内热空气通过特制形状的金属换热芯体进行热量交换，从而降低室内温度。热交换节能系统的主要优点是：

隔离性：内外空气只进行热量交换，空气成分间完全隔离，解决了普通新风置换系统存在的问题，确保通信设备安全可靠运行。

保湿性：因内外空气成分不交换，装置运行时，户内空气的湿度不会因装置运行而流失，相反，可以最大限度的减少因空调运行带走的户内空气湿度。

全气候性：不受外界环境影响，在合适的内外部温度温差条件下，可全气候运行。

3.3新型能源基站

太阳能、风能等作为绿色无污染的清洁能源，在通信基站采用而无需引入外电源，可大大降低电能消耗，具有能源取之不尽、清洁无公害、供电可靠性高、运行维护成本低等优点。太阳能基站可作为无法远距离拉电站点的补充方案，风光互补基站在风力资源丰富的地区可以减少连续阴雨天对系统可靠性的影响。利用绿色能源可以使太阳能上房、风机上搭安装，减少约15%的土建费用，同时采用绿色能源，可以减少柴油消耗约17000升。

3.4采用共享共建

在工信部关于通信基站共享共建要求的背景下，各地开始了基站共享共建的探索。各运营商通过共享共建的方式，共享对方的配套设施，既减少了重复投资，也可以减少对资源和能源的消耗，如一运营商共享另一运营的的配套设施，则一个基站的空调可供两个基站使用，减少了一套空调的耗电。

四、结语

通信领域作为国家经济发展的重要支柱，应及时建立完善的节能管理体系，加快并统筹管理通信行业各专业节能技术规范和工程建设管理制度的编制，将成熟的节能减排建设项目及时纳入常规建设流程。移动运营企业应深入了解整个网络设备的实际运行状况和能耗构成，对不同条件下设备运行数据实行有效跟踪分析，摸索行之有效、成本效益俱佳的解决方案。

参考文献：

[1]中国移动通信企业标准QB—W-004-2006，基站节能系统技术规范

[2]中国电信集团公司，通信机房节能技术应用综述[M]，人民邮电出版社，2010年

[3]盛煜等，2G/3G移动通信基站节能技术浅析，电信科学，2012第4A期

[4]潘三明，移动通信基站节能方案，通讯世界，2008年