2018年3月30日,中国移动天津公司在中国移动5G联合创新中心天津开放实验室开通,这是中国第一批5G应用示范城市之一天津的首个5G基站。截至2018年3月30日,中国移动、中国电信正在中国多地建设5G基站,包括雄安新区、苏州、上海、成都、兰州、深圳、广州等。5月,湖北移动公司5G项目建设办公室项目经理介绍,武汉2018年初被列入中国移动首批5G试点城市,计划2018年完成超100座5G基站建设。主要分布在光谷、汉口江滩、汉口火车站三大区域,其中光谷是最大的5G基站分布区8月13日,北京联通正式发布了“5G NEXT”计划,北京市首批5G站点同步正式启动!
2019年1月27日,中国移动通信集团青海有限公司宣布,青海省西宁市已建成并开通了首个5G基站 。10月31日,在2019中国国际信息通信展览会开幕式上,工信部与中国电信、中国联通、中国移动、中国铁塔共同宣布启动5G商用。
2020年1月20日,工信部负责人在国新办举行的2019年工业通信业发展情况新闻发布会上表示,2019年中国5G基础设施建设和应用力度加大,2019年底全国共建成5G基站超13万个。
截至2020年2月底,全国建设开通5G基站已达16.4万个。
截至2020年3月底,全国已建成5G基站达19.8万个,预计全年新建5G基站超过50万个。2020年4月30日16时左右,全球海拔最高的5G基站正式投入使用,5G信号首次“登顶”世界之巅。2020年5月17日,工业和信息化部副部长陈肇雄表示,我国5G商用加快推进,目前已开通5G基站超过20万个。
2020年7月24日消息,工业和信息化部相关负责人介绍,今年上半年,疫情催生信息消费增长加快,信息通信业运行总体平稳向好,5G等新型基础设施建设加快提速 ,截至6月底5G基站累计达到41万个。
2020年8月12日中国联通香港上市公司发布的2020年上半年业绩报告显示,公司与中国电信新增共建共享5G基站约15万座。公司可用5G基站累计达到约21万座,其中自建超过10万座,在超过50个重点城市实现连续覆盖。 截至8月底,通过通信大数据平台监测数据显示,中国的5G用户超过了1.1亿。11月,国际电信联盟(ITU)将完成IMT-2020规范的审批!
二、基站能耗
基站能耗以电为主,相比4G网络,5G不仅功耗提升了三倍以上,并且由于覆盖范围的衰减,5G基站的需求数量又是成倍增加,因此,对于运营商而言5G基站的高功耗甚至成为了主要制约5G建网的首要原因。
5G基站和4G基站耗电的对比图,下图中显示的是广州、深圳对华为和中兴的4G和5G基站的耗电实测结果。根据实际测量显示,在100%负载中下中兴5G基站的AAU/BRU的功耗为1127.28W,BRU的功耗为293.01W,华为的则为1175.W和325.8W,中兴和华为的5G基站功耗差不多,华为的稍高一点,但是都比原本基站的289.68W和175.68W高出了好几倍,总体好好来看中兴5G基站在100%的负载下功耗为3674.85W,华为则为3852.5W,毫无疑问两家的5G基站的能耗都是4G的3倍多。
在移动通信网络中,能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调等部分。其中,基站是整个移动通信网络能耗的主要来源,占整个网络能耗的80%以上。在基站中,负责处理计算的基带单元(Building Base band Unit,简称BBU)的功耗相对较小,射频单元(Remote Radio Unti,简称RRU/Active Antenna Unti,简称AAU)、散热系统等能耗较大。
5G基站功耗大不大,不同厂商的数据不一样,从华为目前的5G基站产品来看,5G设备的功耗相比4G稍微大一些,但是基本上在一个数量级上。
在运营商的5G站点中,我们通过对比5G 64TRx Massive MIMO与4G 4T4R RRU发现,两者能耗分别是810W和685W,基本上是在一个数量级,但是两者提供的小区容量分别是10Gbps和300Mbps,前者是后者的30多倍。
1、5G单站功耗是4G单站的2.5~3.5倍,AAU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。
2、目前单站满载功率近3700W,需对现网电源、配套进行提前扩容。
当前,移动通信基站机房均为全封闭机房,机房内的电源设备、发射设备、传输设备等都是较大的发热体。要保持机房一定的工作环境温度(基站环境标准GB50174-93规定长年基站温度18°C-28°C),主要靠空调来实现,为保障设备在恒温下运行,不因为温度过高而宕机,制冷系统就要不间断地为基站降温,也是导致运营成本居高不下的重要原因之一。
众所周知,通信网络的能耗成本(也就是电费),占运营商网络维护成本(OPEX)的比例,大约是20%左右。
功耗翻倍,也就是电费翻倍,毫无疑问将大大增加运营商的运营压力。结论中提到的电源设备扩容,也意味着5G网络建设投资(CAPEX)的增加。
5G 基站运行用电量到底多可怕?
中长期影响:预计5G基站对2023年全社会用电量的增量贡献约1.2-3.7%。定性的说,5G基站大规模建成投运将有效拉动全社会用电量增长,其拉动效果将取决于5G基站建设进度及单站用电能耗等因素。
以上仅为根据5G基站数量以及基站能耗进行的静态敏感性测算。事实上,5G对电力需求的影响将广泛的体现在核心网和IDC的运行、各种新型应用场景、商业模式以及衍生出的海量数据的传输、处理上。5G带来的真实的电力需求增量将较我们上述静态测算更多,有待持续跟踪、观察。
三、电源解决方案
1、分布式电源
分布式电源为5G供电常用于存量基站和新建基站。
分布式电源+刀片电池
分布式电源+刀片电池为5G供电常用于存量基站和新建基站。
2、、传统开关电源
采用传统开关电源为5G供电是最常用的5G电源建设方案。传统开关电源供电:当开关电源总容量充足时,可直接利旧原有开关电源,扩容整流模块及蓄电池,当开关电源总容量不足时,可替换或新建一套开关电源。
优点:利用原有基站开关电源,只需扩容整流模块,可节省大量投资,缩短工期,可快速交付项目。采用传统开关电源供电时,交流电能通过开关电源一次转换后就可为设备供电,电能转换次数少,转换效率高。
缺点:AAU(有源天线单元)采用48V供电,供电距离较短,损耗大。采用同一套开关电源为原有设备及5G设备供电时,5G设备与其他原有设备备电时长相同。若原有蓄电池容量不足,新建蓄电池需要采用电池切换系统(也称电池共用管理器)进行并联,会增加建设成本。
DC/DC转换器,DC/DC(直流/直流)转换器为5G供电,是在传统供电方案的基础上,增加DC/DC设备。
优点:增加设备较少,供电距离较远。
缺点:电能转换次数多,转换过程中能量损耗大!
四、新风节能系统
1、基站新风系统
综合省电30%以上
2、机柜新风系统