“軟硬兼施”,設備廠商能否消滅5G功耗這只“攔路虎”?

作者:程琳琳 責任編輯:耿鵬飛 2019.09.23 08:24 來源:通信世界全媒體

通信世界網消息(CWW)隨著5G基站天線數量增多,站址密度加大,5G投入與能耗的矛盾越來越突出。5G功耗已成為5G網絡建設的“攔路虎”。運營商開始考慮如何才能降本增效,從而提高5G部署效率。設備廠商也從硬件和軟件兩方面著手,推動降低5G功耗,降低5G部署難度。

硬件:芯片和散熱手段是主攻方向

在硬件方面,設備廠商主要從芯片、功放以及散熱等方面探討如何降低5G功耗。

華為提出了多個硬件解決方案降低5G功耗。在芯片方面,華為5G基站采用鯤鵬920芯片,通過提高射頻、基帶單元的設備集成度,減少5G設備中的核心器件數量,從而提升設備的整體效率,以降低設備整體功耗;在散熱方面,華為通過仿生“翅片”散熱技術,減少設備風阻,增加風速,增加熱交換的有效面積,從而提升設備散熱效率;在節能方面,華為提出了5G極簡站點解決方案,Super Blade Site全室外解決方案,可以實現一根抱桿支持AAU、BBU、電源、電池等各個模塊外掛,省去了機房的空調需求,利用自然風快速散熱。

中興也在芯片、功放等方面降低5G基站功耗。在芯片領域,2019年隨著10nm基帶芯片以及7nm中頻芯片的推出,中興通訊的基站能效進一步提升。功放是能耗的關鍵部件,5G功放發展趨勢主要是小型化、GaN材料以及新架構設計,中興通訊也在持續加強功放新技術的研究開發。

愛立信的目標是爭取在2022年達到節能35%。在硬件技術方面,愛立信認為,可以通過更新材料、提升工藝等將器件功率損失降低5%~10%,還可以通過采用集成度更高的芯片,用高集成度數字前端ASIC取代傳統FPGA,逐漸引入更低納米技術,以及進一步提升ASIC集成度等方法來降低功耗。

諾基亞在降低基站功耗方面采取了很多創新方案及技術。諾基亞使用集成度更高的RFIC射頻集成芯片及能耗比更高的射頻功率器件。另外,諾基亞在業界首先采用液冷基站技術,大大降低基站工作溫度,液冷基站還可回收基站排放的熱量,二次應用于公寓大樓的供暖系統。諾基亞還開發低功耗、低發射功率的基站AAU形態,如8T8R、16T16R。依據不同場景選擇不同類型的AAU產品。

軟件:算法優化和引入AI更有效

在軟件方面,設備廠商多從算法優化以及引入AI的管理能力等方面降低5G功耗。

在5G基站工藝方面,華為在通信設備的功放部分,不斷引入新型的材料和創新的算法,持續提升功放效率。對于能耗的管理,華為通過AI技術實現網絡協同節能,通過AI技術智能識別不同的場景,靈活進行節能關斷,實現多制式多載波的復雜網絡中節能效果的最大化,有效降低整網能耗。

中興方面表示,軟件節能降耗是運營商非常關注的能力,具體主要包括各種智能關斷、休眠喚醒、PA動態調壓、多網協同等特征,后續更重要的是引入AI實現更智能、更高效的節能降耗。

愛立信認為,在軟件方面可以采用智能調度算法,根據業務容量適時關閉PA及相應器件,以及在不同場景用不同數目的天線來達到節能的效果。愛立信也在致力于把機器學習等先進技術引入到5G節能算法中,以達到更好的節能效果。

諾基亞在軟件功能上采用符號關斷、通道關斷等技術,也可大大降低在低話務場景下的基站功耗。

雖然設備廠商紛紛為降低5G功耗提供解決辦法,但是目前看來,實現5G功耗的降低仍任重道遠,5G網絡包括基站、承載網、核心網、數據中心、電源空調等方面,因此5G網絡節能要推動端到端的節能,各個節點需努力做到能耗最低,進行整體部署,才能更好地推動整體節能。因此,希望產業鏈各方能夠協調統籌,真正將5G網絡的降本增效落到實處。


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