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        5G極簡站點方案探討及實踐

        2021-11-08 02:37:20胡丹
        廣東通信技術(shù) 2021年10期
        關(guān)鍵詞:節(jié)省鐵塔電費

        [胡丹]

        1 引言

        移動通信每5~6 年就會催生新一代網(wǎng)絡(luò)制式,經(jīng)歷20 多年的發(fā)展,國內(nèi)運營商積累了從2G 到5G 多個網(wǎng)絡(luò)制式。5G 相比4G 頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)速率有明顯提升。帶寬和多通道技術(shù)是5G 頻譜效率提升的關(guān)鍵原因。多通道技術(shù)AAU 應(yīng)用的同時,帶來的是設(shè)備高能耗,5G的單站能耗是4G的3~4 倍左右。引電和維護成本高。據(jù)統(tǒng)計,5G 單站每年電費高達上萬元。運營商5G 運營壓力大,機房資源緊缺,如何提高網(wǎng)絡(luò)效能及資源利用率,降低總體TCO,是當今和未來工作的重點。

        2 5G極簡站點方案探討

        2.1 概述

        5G極簡站點,是針對傳統(tǒng)站點而言,傳統(tǒng)站點采用機房或一體化機柜的建設(shè)方式。極簡站點,就是將BBU進行合并、放置在集中機房,整個站點撤機房、全室外化部署。可以減少基站機房數(shù)量,降低空調(diào)等配套設(shè)備的能耗。實現(xiàn)電費省、租金省、傳輸省,集中維護,節(jié)電退租,有效節(jié)省OPEX。

        5G極簡站點一般采用刀片電源,類似于交轉(zhuǎn)直模塊,是專為末端站點設(shè)計的新一代分布式電源。主要針對C-RAN 拉遠端全室外場景或者現(xiàn)有電源系統(tǒng)升級改造困難的站點。可根據(jù)不同的負載大小配置不同容量的刀片電源和電池。

        圖1 左圖所示為傳統(tǒng)的方式,機房+開關(guān)電源,對應(yīng)的鐵塔訂單類型為機房+配套;圖1 右圖所示為極簡站點,對應(yīng)的鐵塔訂單類型為無機房無配套,通過刀片電源給AAU 供電。如要實現(xiàn)備電,需增加刀片鋰電,均可以掛墻、掛塔安裝??梢詼p少租金支出。

        圖1 5G 傳統(tǒng)站點VS極簡站點建設(shè)方式

        2.2 經(jīng)濟效益分析

        5G極簡站點主要目的是去機房,節(jié)省站點租金、同時減少機房設(shè)備,減少空調(diào)等配套設(shè)備的電費分攤。但需要對站點進行RRU 供配電改造,新購刀片電源,選配刀片電池。對5G極簡站點建設(shè)方式進行經(jīng)濟效益分析,主要從產(chǎn)品價格(塔租租金)、電費分攤及建設(shè)投資3 個方面對比傳統(tǒng)站點與極簡站點的差異,從而得到該建設(shè)方式所能產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。

        鐵塔關(guān)于成本及租金的計算公式如下:

        因為RRU 交流不能上塔,不考慮鐵塔站點,僅針對樓面抱桿站。包括自建機房、租賃機房、RRU 拉遠、一體化機柜幾種類型。標準建造成本,如表1 所示,對比自建機房、租賃機房、RRU 拉遠、一體化機柜可節(jié)省9.9~3.25 萬元。

        表1 標準建造成本對比

        對于運營商來說,在標準建造成本的基礎(chǔ)上,通過折損率、利舊、毛利加成等因素計算生成建造成本價格,即運營商每年支付給鐵塔的租金。

        經(jīng)計算,無機房及配套產(chǎn)品,相比其他建設(shè)方式,可節(jié)省1.95~0.63 萬。如表2 所示。

        表2 鐵塔租金對比

        從租金節(jié)省角度來看,推廣極簡站點建設(shè)方式,可以為運營商節(jié)省塔租開支,優(yōu)勢明顯。

        電費節(jié)省方面,極簡方案主要體現(xiàn)在公共電費分攤的節(jié)省,其分攤主要是因為主設(shè)備散熱及環(huán)境散熱引發(fā)的空調(diào)耗電。鐵塔主要按照功率共享分攤比計算公攤電費。

        機房、一體化機柜需要分攤功率分別按1 小時為500 W 和200 W,折合每年約0.35 萬和0.14 萬。極簡方案的運營費用節(jié)省是以犧牲建設(shè)投資,也就是RRU 室外電源改造為代價的。經(jīng)計算,如圖2 所示,極簡站點較傳統(tǒng)方式多支出建設(shè)投資1.24 萬,按6 年折舊分攤,每年計0.21萬。綜合塔租節(jié)省、電費節(jié)省、建設(shè)投資超支三項合計。無機房無配套的極簡站建設(shè)方式較其他方式節(jié)省0.56~2.09萬元。

        圖2 極簡站點經(jīng)濟效益分析

        因此,5G極簡方案可節(jié)省總支出,是降本增效的有效途徑。與傳統(tǒng)建設(shè)方式相比,還有快速部署、縮短施工周期的優(yōu)勢。采用無機房無配套的建設(shè)方式將是大勢所趨。

        2.3 實施案例

        對于存量站點,極簡站點的實施需要對原站點進行方案改造。下面舉例進行說明,存量站點是租賃鐵塔機房,為3/4/5G 網(wǎng)絡(luò)的普通機房加電源配套站點。將其進行極簡站點改造,如圖3 所示,將原有U2100 和LTE 基站的BBU 進行合并,一并搬到C-RAN 機房。機房設(shè)備清退,全室外安裝。

        圖3 極簡站點改造示例

        改造前后主設(shè)備功耗變化情況,這里主要考慮了幾個方面,一個是3G、4G UL SDR 改造,3G/4G 共用BBU、RRU;第二是電源設(shè)備,RRU、AAU 采用OPM200 交轉(zhuǎn)直模塊供電;第三是傳輸設(shè)備,改造后ATN、SDH 下電退網(wǎng);如表3、表4 所示,測試方法是每隔半小時記錄一次電流的最大/最小值,取多次平均值。

        表3 改造前設(shè)備功耗

        表4 改造后設(shè)備功耗

        改造前后單站單日設(shè)備功耗節(jié)省大約10 度電。主設(shè)備方面,一年可節(jié)省3 670 度??照{(diào)電費參考該站全年用電量,改造前與其他運營商1:1 分攤,改造后其他運營商獨自承擔,年節(jié)約能耗約6 307 度,節(jié)電近0.7 萬元。完成極簡站點改造,機房內(nèi)的設(shè)備可全部清退,機房租金年節(jié)省1.9 萬元。年預(yù)期收益包括電費節(jié)省和租金節(jié)省,合計節(jié)省2.6 萬元。單站改造成本含一體化電源等設(shè)備及設(shè)計、施工費,共計約6 萬元。

        根據(jù)改造站點的現(xiàn)金流量表,計算靜態(tài)回收期。靜態(tài)投資回收期2.3 年;3 年期累計靜態(tài)收益18 191 元,5 年期累計靜態(tài)收益70 347元,8 年期累計靜態(tài)收益148 581 元??梢姡S著年限增加,經(jīng)濟效益也逐年增加。如果該建設(shè)方式規(guī)?;?,可大大減輕運營商運營壓力,經(jīng)濟效益顯著。

        3 其他極簡方式

        除了去機房的極簡站點建設(shè)方式,還有一些可以簡化網(wǎng)絡(luò)和站點的產(chǎn)品和手段。包含主設(shè)備、動力、配套等幾方面,對其適用場景及建議總結(jié)如表5 所示。

        表5 其他極簡手段及方案

        4 小結(jié)

        目前國內(nèi)四大通信運營商除廣電外,都同時運營著從2G 到5G的多制式多網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)備繁雜。5G極簡站點方案通過犧牲建設(shè)投資,即RRU 室外電源改造為代價,來實現(xiàn)租金及電費的節(jié)省,并且隨著年限增加,經(jīng)濟效益也逐年增加。因此可以降低總體TCO與傳統(tǒng)建設(shè)方式相比,還有快速部署、縮短施工周期的優(yōu)勢。結(jié)合其他節(jié)能降耗、簡化產(chǎn)品和手段,實現(xiàn)降本增效,可一定程度上緩解運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護運營的壓力。倡導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)精簡,站點極簡是大勢所趨。

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