中国联通：创新驱动绿色节能建设低碳5G网络

2022-11-11

“实施‘双碳’行动，建设美丽家园”是今年“全国低碳日”的主题。在信息通信行业，5G网络节能也成为业界关注的话题。

中国联通始终致力于通过科技创新赋能节能减排，推动通信网络向绿色、高效、智能化方向可持续发展。为了解中国联通在5G网络节能方面的技术创新和战略布局，《通信世界》全媒体记者采访了中国联通研究院无线技术研究中心主任李福昌。

5G网络能耗比为7:2:1，基站是能耗“大户”

实现“碳达峰、碳中和”是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。这是党中央统筹国内国际两个大局的重大战略决策。5G网络作为重要的数字信息基础设施，目前正处于大规模建设和快速发展时期。能源消耗和碳排放将继续快速增长。实现5G网络绿色低碳高质量发展，对国家“双碳”战略实施至关重要。.

“对于通信运营商来说，无线网络、数据中心和基础通信网络的能耗比通常在7:2:1左右。” 李福昌表示，5G网络的能耗主要是基站能耗。

据了解，截至2021年底，我国累计建成开通5G基站142.5万个，基本实现乡镇以上覆盖。值得注意的是，2021年5G网络整体能耗约250亿千瓦时，碳排放量将超过1500万吨。预计当5G基站数量达到500万个时，5G网络年能耗约900亿千瓦时，碳排放量将超过4500万吨。因此，降低能耗对于5G网络的建设意义重大。

根据5G基站功耗测试数据分析，基站设备中的AAU设备（AAU）约占5G基站设备总能耗的90%。在李福昌看来，提高AAU能效可以有效降低单站总能耗。提高AAU设备的能效，需要从功放模块、数字基带（包括数字中频、基带模块）、收发器等对功耗影响较大的关键部件入手。

为降低5G基站能耗，实现大规模商用，中国联通提出了“深度睡眠”节能算法和系统级智能节能技术。经过三年努力，与5G建设初期相比，中国联通实现5G闲置能耗降低60%，综合能耗降低30%，使5G基站初步具备规模商用能力利用。

整合设备、站点、网络，加强5G网络节能技术创新

为深入落实“双碳”战略目标，中国联通在行业内率先发布《“碳达峰、碳中和”“十四五”行动计划》，明确实施“3+5+1+” 1”行动计划，以绿色、低成本为目标，以碳循环发展为目标，全面、系统、深入推进节能减碳，不断提升通信网络基础设施绿色化水平，助力绿色、低碳、行业高质量发展再上新台阶。

低碳发展是一个过程，所以5G网络节能不是一蹴而就的事情。李福昌表示：“要加强5G网络节能技术创新，聚焦绿色发展方向，实现无线网络智能化、精细化、规模化绿色低碳运行，解决5G网络的高能耗问题。”

经过多年探索和实践，中国联通总结了设备、站点、网络一体化的绿色节能理念基站能耗管理系统，构建了5G网络智能节能技术体系，在设备层面、站点层面、网络层面进行技术创新，多维度推广无线。网络正朝着绿色、高效、智能方向发展。针对多制式、多频层、多设备节能场景，智能节能技术体系基于网络级、站点级、设备级节能架构，实现智能节能。多制式无线网络的节能管理和“一站一策”的差异化节能调度满足“无用户感知、

在设备层面，积极引入大带宽、多天线等技术，逐步提升5G设备的集成度和能效；在站点层面，通过共建共享、机房集中、站点室外部署等方式，充分利用自然冷源，降低空调能耗。在网络层面，利用人工智能算法预测基站流量趋势，从时域、频域、空域、功率域自动优化和关闭部分有源设备。

例如，重庆联通在保证网络质量的前提下，在4G/5G网络上应用了智能协同深度睡眠、智能符号关断、智能信道关断、智能载波关断等节能技术，使节能率在空闲时间的网络达到 44%。. 山西联通积极践行简约理念，推广基站极简建设模式。新建基站时，基带单元集中传输到上行节点，新站点只建设射频单元。同时，针对不同的5G业务场景，对现有站点进行差异化整合改造，采用集中式无线接入网方案替代分布式无线接入网方案，既可以腾出现场机房，又可以节省用电。根据改造现场闲置和报废设备数量计算，平均节电率达30%以上。

4G/5G协同智能节能实现“双优”目标

随着 5G 网络的商用部署和 5G 用户渗透率的提高，虽然 5G 网络的覆盖规模将逐渐接近 4G 网络，但作为当前主要承载网络的 4G 网络将长期存在，4G/ 5G多制式网络融合将成为未来的中流砥柱。网络方案。

因此，网络节能需要考虑4G和5G的协同，使全网的能耗和网络性能达到最优比例。据李福昌介绍，中国联通基于无线网络智能节能系统自主研发了“4G/5G协同智能节能管理平台”，首次实现了多制式无线网络设备的智能能耗管理。时间。

4G/5G协同智能节能管理平台利用大数据技术和人工智能技术，支持8大部署场景、6大节能方案、6大业务指标监控。首次实现节能策略智能选择、参数智能优化、智能效果评价等重要功能。，实现网络运行效率最优和综合节能效果最优的“双优目标”。李福昌透露，目前该平台已在天津等地进行试点，节省基站10%以上的电费，全面保障小区服务质量，降低基站能耗.

值得一提的是，“4G/5G协同智能节能管理平台”已申请软件著作权2项，发明专利40项。“4G/5G协同智能节能管理平台”突破了传统节能方案管理难度大、节能效果差的瓶颈，实现了能耗管理的智能化、精细化、协同化。ITU)信息社会世界峰会WSIS ICT电子环境组冠军奖，成为我国电子环保领域唯一获此殊荣的项目。“年度十大版权人”是唯一获奖的软件。

除了4G/5G协同智能节能管理外，中国联通还大力推进数字网络基础设施的创新研发和应用，搭建统一的站点资源管理平台，实现网络基础设施（如供电和备用电源系统）。. 5G电源智能控制系统可自动感知基站负载状态、供电质量、市电功率、电池备份时间等运行数据，根据业务需求、市电、电池运行参数实现智能用电控制，大大降低基站站能源。消耗。

“降低5G能耗是一个系统性问题，需要设备制造商、运营商、终端芯片制造商和用户共同努力，”李富昌说。今年全国节能宣传周期间，中国联通联合中国信息通信研究院、中国通信企业协会、中国电信集团有限公司，联合发布了《推进信息通信低碳发展》与传播赋能经济社会绿色转型“”，旨在推动全行业绿色低碳转型，为经济社会高质量发展赋能。