奋战双碳,华为开辟5G绿色新赛道,白皮书8大指出8大方向
面向双碳目标,华为通过超大规模天线阵列的突破性创新持续引领,开辟5G Massive MIMO绿色新赛道,充分利用天面资源,最大化绿色节能和体验覆盖。在全球“双碳”战略下,各个行业都在以绿色为目标践行节能减排。尽管移动网络的碳排放仅占到全球碳排放总量的0.3%,国际电信联盟和全球运营商仍然积极推进“双碳”行动计划。
作为通信设备供应商,华为一直通过技术创新引领绿色节能产业方向。早在2014年,华为率先将Massive MIMO引入4G网络,在5G时代更是将Massive MIMO与大带宽相结合,实现了与LTE 4T4R相比20倍以上比特能效的提升。
在华为举办的无线首届媒体沙龙暨MBBF2021预沟通会上,华为无线产品线首席营销官甘斌发表了“华为持续引领,开辟5G Massive MIMO绿色新赛道”的主题发言,分享了Massive MIMO的下一个突破性创新方向,引领绿色5G网络建设。“从移动网络绿色节能的发展规律来看,通过突破式创新,可实现比特能效的阶跃式提升”,甘斌分享到,“现在,我们也已经找到了围绕Massive MIMO的下一个突破式创新方向。”当前,Massive MIMO的节能方式是对中射频、功放等有源部分的持续优化,使能比特能效的渐进式提升。“我们通过对基带算法、天线等软硬件创新,实现超大规模天线阵列,最大化天面利用、绿色节能和体验覆盖,开辟5G Massive MIMO绿色新赛道”。具体是:1)天面利用最大化。传统MM的迎风面积只有0.3平方米,远小于0.7平方米的存量低频天面迎风面积,现网站点天面空间没有充分利用。在满足天面工程规格对迎风面积小于0.8平方米的基础上,新型绿色版MM可以实现无障碍部署,充分利用空间,最大化天面资源利用率。2)绿色节能最大化。超大规模天线阵列实现更窄的业务信道波束,在终端接收相同功率的情况下,基站可以配置更低的发射功率,降低基站能耗。比如,新型绿色版MM配置160W的发射功率,即可达到传统MM 320W的覆盖范围。根据理论分析,在边缘用户覆盖体验相同的前提下,新型绿色版MM可以降低50%以上能耗。3)体验覆盖最大化。在不增加基站发射功率的前提下,新型绿色版MM能够提升下行覆盖3dB,与此同时,因为基站的接收性能的增强,上行覆盖也会相应增强3dB。根据仿真数据,新型绿色版MM的边缘用户平均体验可提升30%。 5G技术还将持续发展,应用场景从5G的三角形扩展为5.5G的六边形,而产业也在不断提出新的需求,除了绿色节能外,还包括个人体验的不断升级、toB行业新能力等。在接下来十年,技术演进和产业需求将持续融合创新,释放5G无穷潜能。奋战双碳,华为发布了《绿色5G白皮书》。该白皮书在业界首次发布了绿色5G网络的能效评估体系——E2(Energy Efficiency),同时也率先定义了绿色5G网络的技术趋势——四化八大方向。E2,即能效评估体系。白皮书深化业界能效定义,首次将网络能效理念演进为可应用的能效评估体系。根据实际网络建设目标差异和场景化差异,将目前单一的流量能效拓展成为容量、覆盖、体验等多维因素能效评估体系,从而准确反映网络能效变化,牵引5G网络向绿色节能方向演进。白皮书从“四化”——设备高集成化、站点极简化、网络智能化和全生命周期环保化四个方面阐述了绿色5G网络的关键特征,并首次给出了“四化”特征下的八大绿色5G网络技术方向。方向#1:射频走向多天线,大幅提升设备比特能效和能量传输效率射频向超大规模天线阵列演进,使能空间波束集中,提升能量传输效率;此外,射频有源部分采用多通道技术提升设备容量,进而大幅提升设备比特能效。华为测试结果表明,64T64R模块相对4T4R模块比特能效可提升20倍。方向#2:设备走向超宽频,多频合一降能耗通过高效超宽带功放及通道技术的使用,将多个单频设备融合成一个超宽频设备,进而大幅减少设备部署数量和成本、降低设备能耗。RRU从单频向三频演进可获得30%以上的节能收益。方向#3:硬件休眠机制走向精细化,持续降低中低负载能耗中低负载下,影响设备能耗主要因素为硬件关断深度和响应时间。可通过硬件模块化设计、精细休眠机制实现关断深度和响应时间的大幅优化;其中,关断深度将实现从30%到90%的提升,而响应时间将实现从分钟级到毫秒级的跨越。方向#4:站点走向极简,去机房去空调站点能耗主要来源于空调等外设设备;通过机房集中化、站点室外化部署,减少空调使用并补充以液冷等高效散热技术可大幅提升站点效率,实现站点能耗降低30%。方向#5:整站走向联动,综合能源高效利用业务与整站的供能-储能-用能等部件进行高效联动,用信息流驱动能量流,可以实现综合能源的高效利用,进而达成整站节能目标。将太阳能引入无线站点,并与业务联动最大化太阳能板发电效率,在高日照地区可以减少50%的市电消耗。方向#6:网络走向智能,节能和网络性能双优在保障用户体验的基础上,借助智能网络,根据业务的变化实时调整频谱、载波等网络资源的分配已成为业界的共识。华为本次发布PowerStar2.0解决方案将在关断资源类型、关断时长和运维效率上对节能方案进行全方位提升,多维协同实现节能和网络性能双优。方向#7:业务承载走向高制式,充分发挥5G高能效优势多地5G网络部署经验表明,5G新技术的持续引入正推动网络能效持续增长。引领业务向高制式承载,有助于充分利用5G高能效优势,降低网络能源消耗。方向#8:全生命周期走向循环经济,减少自然资源依赖遵循循环经济理念,华为将“大绿色”融入产品生命周期管理,进而减少对自然资源的依赖,实现全生命周期低碳。
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