[胡丹]
移動通信每5~6 年就會催生新一代網絡制式,經歷20 多年的發(fā)展,國內運營商積累了從2G 到5G 多個網絡制式。5G 相比4G 頻譜效率和網絡速率有明顯提升。帶寬和多通道技術是5G 頻譜效率提升的關鍵原因。多通道技術AAU 應用的同時,帶來的是設備高能耗,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,如何提高網絡效能及資源利用率,降低總體TCO,是當今和未來工作的重點。
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??梢詼p少基站機房數(shù)量,降低空調等配套設備的能耗。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,類似于交轉直模塊,是專為末端站點設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??筛鶕?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+開關電源,對應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。可以減少租金支出。
圖1 5G 傳統(tǒng)站點VS極簡站點建設方式
5G極簡站點主要目的是去機房,節(jié)省站點租金、同時減少機房設備,減少空調等配套設備的電費分攤。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極簡站點建設方式進行經濟效益分析,主要從產品價格(塔租租金)、電費分攤及建設投資3 個方面對比傳統(tǒng)站點與極簡站點的差異,從而得到該建設方式所能產生的經濟效益。
鐵塔關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。
經計算,無機房及配套產品,相比其他建設方式,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備散熱及環(huán)境散熱引發(fā)的空調耗電。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)省是以犧牲建設投資,也就是RRU 室外電源改造為代價的。經計算,如圖2 所示,極簡站點較傳統(tǒng)方式多支出建設投資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、建設投資超支三項合計。無機房無配套的極簡站建設方式較其他方式節(jié)省0.56~2.09萬元。
圖2 極簡站點經濟效益分析
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方式將是大勢所趨。
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 網絡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。機房設備清退,全室外安裝。
圖3 極簡站點改造示例
改造前后主設備功耗變化情況,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;第二是電源設備,RRU、AAU 采用OPM200 交轉直模塊供電;第三是傳輸設備,改造后ATN、SDH 下電退網;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 改造前設備功耗
表4 改造后設備功耗
改造前后單站單日設備功耗節(jié)省大約10 度電。主設備方面,一年可節(jié)省3 670 度??照{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,機房內的設備可全部清退,機房租金年節(jié)省1.9 萬元。年預期收益包括電費節(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備及設計、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?,隨著年限增加,經濟效益也逐年增加。如果該建設方式規(guī)?;?,可大大減輕運營商運營壓力,經濟效益顯著。
除了去機房的極簡站點建設方式,還有一些可以簡化網絡和站點的產品和手段。包含主設備、動力、配套等幾方面,對其適用場景及建議總結如表5 所示。
表5 其他極簡手段及方案
目前國內四大通信運營商除廣電外,都同時運營著從2G 到5G的多制式多網絡。網絡結構復雜,基礎設施及設備繁雜。5G極簡站點方案通過犧牲建設投資,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,經濟效益也逐年增加。因此可以降低總體TCO與傳統(tǒng)建設方式相比,還有快速部署、縮短施工周期的優(yōu)勢。結合其他節(jié)能降耗、簡化產品和手段,實現(xiàn)降本增效,可一定程度上緩解運營商網絡建設和維護運營的壓力。倡導網絡精簡,站點極簡是大勢所趨。