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基站功耗问题严峻,5G基站问题出在哪

洛阳联通在其微信公众号上发布消息称，近期通过对AAU（有源天线处理单元）定时深度休眠，以降低5G基站能耗 。消息一出，人们对于如此大费周章地建设5G产生了不少质疑 。有人认为这是不成熟技术急于上马的原因；有人怀疑运营商投巨资推动5G却变成鸡肋，背后是否有隐情；也有人担心以后再也不能通宵打游戏了 。那么到底我们的5G基站问题出在哪？
据工信部消息，截至7月底，我国累计5G终端连接数在6月底6600万的基础上迅速增长到了7月底的8800万，与此同时，5G终端的加速普及也在推动5G用户数迅速增长 。
【基站功耗问题严峻,5G基站问题出在哪】在三大运营商的半年业绩中，除中国联通未有公布5G用户数量外，中国电信以及中国移动的数据显示，目前中国5G用户数量已超过1亿户 。当然这中间存在着很多正在使用5G套餐，但仍未更换5G设备的用户（比如编者就是其中之一），但从超过8000万的5G终端连接数上我们也能看出，国内5G普及进程正在不断加速 。
5G发展，基站先行 。基站密度是5G信号覆盖的基础，背靠国家政策，运营商在去年以来便在5G基站建设上不断加大投入 。根据工信部数据统计，截至2019年底，我国共建成5G基站超过13万个；到了2020年2月底，全国已开通5G基站则达到了16.4万个 。
在2020年6月6日，工信部新闻宣传中心举行的“5G发牌一周年”线上峰会上，工业和信息化部信息通信管理局副局长鲁春丛表示，在网络建设方面，基础电信企业建成5G基站超过25万个；中国工程院院士邬贺铨预计，到2020年年底，我国5G基站数可能达到65万个，5G套餐用户可能达到2个亿，实现全国所有地级市室外的5G连续覆盖、县城及乡镇重点覆盖、重点场景室内覆盖 。
中国移动通信研究院无线与终端技术研究所副所长李男也向《华强电子》采访人员透露：”在产业界共同的努力下，中国移动全年的5G基站建设目标预计有望在8月底完成 。目前我们已经建设完成了30万个5G基站，部署了5G的城市超过300个，这个也是全球排名第一的，显示了我们中国移动在5G发展中的决心和信心 。”
“功耗是目前5G基站最大的难题，也是三大运营商身上最重的一个负担 。除了5G的CAPEX（5G网络建设投资）基础以外，以能耗为主的OPEX（网络维护成本）其实是决定5G能否顺利发展的重中之重 。在2017-2020年期间，在业界的共同攻坚之下，基站功耗已经大幅下降，但即便如此，它的功耗还是4G基站的3倍左右 。”
然而就在5G基站建设正在如火如荼进行中时，中国联通洛阳分公司在其微信公众号发布消息称，洛阳联通分别对已经入网的3种不同基站射频单元设备（AAU），分不同时段定时开启空载状态下的深度休眠功能，从而实现智能化基站设备能耗管控的目的 。
在个别媒体渲染之下，恐慌的气氛开始在网络上蔓延，各种负面说法蜂拥而至，很多人担心基站休眠后将会无法使用网络，或是认为5G已经“名存实亡” 。要破解这些谣言，就要首先了解基站的“休眠”到底是什么意思 。
据中国联通网络技术研究院无线研究部副主任李福昌介绍，基站AAU设备空载状态的深度休眠功能，是指在基站长时间处于闲时状态时，因为没有5G用户接入，可以允许基站AAU设备关断大部分有源设备的供电，从而实现节省射频单元设备空载功耗的目的 。由于5G基站AAU设备支持64通道或32通道，5G基站AAU比传统4G设备增加大量的有源器件、基带处理单元等器件，从而大幅提高该类型设备的空载功耗 。
“基站AAU设备空载状态的深度休眠功能，是指在基站长时间处于闲时状态时，因为没有5G用户接入，可以允许基站AAU设备关断大部分有源设备的供电，从而实现节省射频单元设备空载功耗的目的 。由于5G基站AAU设备支持64通道或32通道，5G基站AAU比传统4G设备增加大量的有源器件、基带处理单元等器件，从而大幅提高该类型设备的空载功耗 。”
除此之外，采访人员还了解到，基站AAU休眠的机制其实是很灵活的 。比如，深夜5G网络业务量骤减时，运营商可以根据统计数据来判断业务闲时的时间段，开启休眠模式 。在休眠功能开启的同时，运营商还会保留4G网络在线，以承载用户正常使用需求 。
在休眠开启时，当有特殊情况发生，5G接入用户突然增加，运营商也能在数分钟以内适时唤醒基站AAU设备，重新提供5G服务 。这对于用户的影响相对较小 。
不过，需要承认的事实是，5G基站的功耗确实是当前一个严峻的问题 。为了验证5G基站功耗具体大小，运营商曾对中兴以及华为的5G基站进行了功耗测试，结果显示，BBU方面功耗与所插板件有关，受业务负载的影响不大，整体功耗也在293-330W的水平 。而AAU功耗与业务负荷则关系较大，在100%负载下，AAU功耗可以达到1127-1175W；在50%负荷下，AAU的平均功耗在892-956W 。
“功耗是目前5G基站最大的难题，也是三大运营商身上最重的一个负担 。”李男坦言：“除了5G的CAPEX（5G网络建设投资）基础以外，以能耗为主的OPEX（网络维护成本）其实是决定5G能否顺利发展的重中之重 。在2017-2020年期间，在业界的共同攻坚之下，基站功耗已经大幅下降，但即便如此，它的功耗还是4G基站的3倍左右 。”
目前单个5G基站而言，其满载功率甚至达到了将近3800W，4G基站普遍功率则为1000W左右 。李男表示，在正常负载的情况下，射频占据了5G基站中的绝大部分功耗 。另一部分则是用于基站处理方面，因为在带宽增大、速率提高后，对基站处理能力要求需要更高 。
不过，从能效比的角度上看，虽然5G基站的功耗数值增加不少，但功耗相同的情况下，5G的网络容量是4G的几十倍 。客观来说，功耗相比4G大是非常正常的 。然而当下5G尚未实现全民普及，5G普及的前提则需要基站密度覆盖达到一定水平，而目前处于4G过渡到5G的时期，因此现时利用率不高的5G基站所要消耗的高额运营成本，让各大运营商寝食难安 。
某运营商工作人员曾向采访人员透露：“5G基站的数量是4G的三倍；单个5G基站的耗电量是4G的三倍；单个5G基站的价格也是4G的三倍 。”除此之外，更有一些地区由于用户数量少，甚至基站建成了迟迟未通电的情况也并不少见 。基站休眠甚至不通电，并不是一个秘密，而指数级的成本增加，也是运营商迫不得已的选择 。因此，无论是从运营上以及技术上，运营商们还需要寻找更多的方法解决“耗电焦虑”的问题 。
责任编辑：YYX

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