液冷引領基站變革
5G熱潮正在全球興起。全球移動供應商協(xié)會（GSA）發(fā)布的5G數(shù)據(jù)顯示（至2019年8月），當前已有100個國家的296家運營商，已經(jīng)獲得許可進行現(xiàn)場試驗或正在啟動、演示、試驗了5G技術。 然而，運營商的實測數(shù)據(jù)卻并沒有那么樂觀。測試結(jié)果顯示，5G功耗也要比4G高得多，平均是4G功耗的3倍左右。對于原本在5G投資方面就“捂緊口袋”的運營商來說，這也意味著更高的成本以及更大的投入。
日前，諾基亞貝爾無線產(chǎn)品解決方案經(jīng)理張振利在接受C114采訪時表示，液冷基站這項“黑科技”絕對是給運營商5G投資“減壓”的良方。除此之外，諾基亞在降低基站功耗方面還采取了更多的創(chuàng)新方案及技術。
“四招”破解5G高功耗難題
面向5G萬物互聯(lián)時代，海量設備聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)流量需求持續(xù)猛增，網(wǎng)絡負荷大幅增長，基站耗電與排放問題日趨嚴重。通信人家園網(wǎng)友日前爆料，目前部分設備商的5G功耗也要比4G高得多，平均是4G功耗的3倍左右。
眾所周知，降低數(shù)據(jù)中心能耗是業(yè)界一直追求的目標。海量數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生大量廢熱，為了保障設備在恒定的溫度下穩(wěn)定運行，制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心的耗電大戶，為此，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)歷了從風冷向水冷再到自然冷卻等技術演進。
移動通信網(wǎng)絡的基站，同樣擔當著處理和傳輸海量數(shù)據(jù)的重任，但自從誕生以來，一直采用傳統(tǒng)的空調(diào)制冷方式，由于空氣的容積熱容量大約比水小4000倍，與液冷系統(tǒng)相比，傳統(tǒng)的空氣冷卻系統(tǒng)能效太低。因此，基站的制冷系統(tǒng)亟需變革。
張振利表示，“5G基站采用大規(guī)模天線陣列技術(64T64R，mMIMO)，頻譜帶寬100MHz，發(fā)射功率高達200W，所使用的射頻功放器件功耗、芯片功耗等都大大增加，因而相比4G基站功耗大大增加。同時，研究發(fā)現(xiàn)基站功耗還與工作溫度有關，工作溫度超高，功耗也相應越大。”
據(jù)張振利介紹，諾基亞在降低基站功耗方面采取了很多創(chuàng)新方案及技術：
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；
業(yè)界首先采用液冷基站技術，大大降低基站工作溫度，從而降低基站和機房功耗，更加節(jié)能環(huán)保；
開發(fā)低功耗、低發(fā)射功率的基站AAU形態(tài)，如8T8R，16T16R。依據(jù)不同場景選擇不同類型的AAU產(chǎn)品。比如在郊區(qū)及農(nóng)村等以覆蓋為主的地區(qū)，可以選擇8T8R/16T16R為主的低功耗AAU產(chǎn)品；
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。
黑科技給運營商5G投資“減壓”
工信部正式發(fā)放5G牌后，產(chǎn)業(yè)進程提速明顯。由于5G發(fā)牌早于產(chǎn)業(yè)預期，并且5G的盈利模式并不清晰，此外，運營商還面臨提速降費、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等難題。所以運營商在5G投資方面會更加謹慎和保守，成本會是他們重點考慮的要素。
所以，運營商5G在投資方面基本都處于“捂緊口袋”謹慎行事的狀態(tài)。
中國聯(lián)通董事長王曉初表示，“今年公司資本開支控制在580億元不變，其中5G投資依然維持在此前披露的80億元左右，計劃今年建設4萬個5G基站?！贝送?，資料顯示，中國移動今年公司對5G的投資會達到240億，全年計劃在50個城市建立5萬個同時支持SA和NSA模式的基站；中國電信將會投入90億元。
實際上，液冷基站這項黑科技絕對是為運營商5G建網(wǎng)“降壓”的最佳藥方。
在大眾眼中，液冷基站是在傳統(tǒng)基站技術上，利用液體作為冷卻劑，看起來似乎會增加運營商的不少成本，實則不然！
“液體能比空氣更有效地散發(fā)基站的熱量?！睆堈窭赋?，“諾基亞液冷基站可將能耗降低約30%，將二氧化碳排放量減少80%，并降低30%的基站體積和重量。與傳統(tǒng)的基站相比，液冷基站更加靜音環(huán)保，零噪音，并可回收基站排放的熱量，二次應用于公寓大樓的供暖系統(tǒng)?！?/p>
2018年12月，諾基亞與電信運營商Elisa和電力系統(tǒng)供應商Efore合作，宣布在芬蘭赫爾辛基首次部署了液體冷卻基站系統(tǒng)。芬蘭VTT技術研究中心的分析表明，該部署減少了高達80%的二氧化碳排放量和高達30%的能源運營費用。
“除上述優(yōu)勢之外，液冷基站還降低了運營商的成本。”張振利對C114表示，“采用液冷降溫技術的基站，減少了風扇、散熱片等硬件的使用量；同時減少了機房空調(diào)等制冷設備的需求；液冷循環(huán)系統(tǒng)可回收基站排放的熱量，二次應用于公寓大樓等的供暖系統(tǒng)。因此，從總的運維成本上(TCO)來看，不但不會增加成本，反而可以降低運維成本?！?/p>
張振利指出，“液冷基站由于采用液體降溫技術，如何將冷卻散熱循環(huán)系統(tǒng)與基站有效結(jié)合，確實受到一些條件及環(huán)境的影響。目前主要應用于有降溫散熱循環(huán)系統(tǒng)的智能樓宇、高檔小區(qū)等場景。在鐵塔等安裝場景，如何實現(xiàn)降溫散熱的循環(huán)，是液冷基站需要進一步研究的課題?！?/p>
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