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海量联接的5G,能耗如何?

2019-06-17 网络整理 阅读:
移动网络的能耗直接关系到运营商的运维成本,在4G时代,网络的总体能耗(电费)已经达到运营商运维成本的16%,5G拥有更大容量、更快速度、更多联接,不免让人对它所带来的能耗感到担忧,甚至有人危言耸听:“5G将提供1000倍于当前的网络容量,也将消耗多达1000倍当前网络的电量”。

中国5G牌照发放,翘首以盼的5G时代正式到来。随之而来的4K/8K视频、AR/VR应用、自动驾驶等业务蓬勃发展,将掀起万物互联的数字洪流。MXGednc

与此同时不乏有人担心,海量联接的5G,能耗如何?MXGednc

移动网络的能耗直接关系到运营商的运维成本,在4G时代,网络的总体能耗(电费)已经达到运营商运维成本的16%,5G拥有更大容量、更快速度、更多联接,不免让人对它所带来的能耗感到担忧,甚至有人表示:“5G将提供1000倍于当前的网络容量,也将消耗多达1000倍当前网络的电量”。MXGednc

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(BBU)的功耗相对较小,射频单元(RRU/AAU)、散热系统等能耗较大。MXGednc

随着韩国、英国、中国等越来越多的5G网络正式商用, 5G能耗的面纱已被揭开。MXGednc

4G/5G 能耗PK,“电饭煲”和“砂锅煲”哪个更耗电?

根据中国5G商用信息,运营商主要使用了64TRx Massive MIMO设备,该设备是5G射频单元(AAU)的“高配”版本,采用64发64收的大规模阵列天线,200W的天线发射功率,支持100MHz带宽,可以提供业界最领先的5G容量和体验。MXGednc

5G的“高配”AAU的能耗是多少呢?MXGednc

答案是:810W,运行一小时耗电0.8度。MXGednc

对比4G时代的“高配”产品,支持4发4收、20MHz带宽、发射功率240W,典型场景的能耗是685W,运行一小时耗电0.69度。MXGednc

可以发现,5G能耗并不像很多人担心的那样耸人听闻,在提供更快更多联接地同时,5G的能耗与4G相当。MXGednc

再来看5G对机房电力改造的需求。根据公开信息,国内站点存在两种典型的电力空开,可以分别支持小于30KW和50KW的电力设备。考虑存量通信设备、空调照明设施,新增5G设备后的站点总能耗在14KW左右,远远小于电力空气开关的限制。MXGednc

在韩国、英国、西班牙等5G先行者的网络建设中,新增5G不需要进行电力改造也已经成为经验共识。MXGednc

数据表明,5G能耗的担忧实际是杞人忧天,新增5G设备对比4G,相当于你家已经有了砂锅煲(400W),又购置了一台崭新的多功能电饭煲(500W),它们功耗相当,也不需要改造家里的电力设备,只需放心大胆的插上电,煮一锅香喷喷的5G米饭了。MXGednc

那么5G基站设备的能效如何呢?

同样根据典型4G和5G设备的数据对比,如下图呈现,5G在设备能耗与4G相当的情况下,容量提升了30~40倍,这使得每比特的能耗大幅降低。MXGednc

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从能效来讲,5G设备1kWh能量消耗可以支持5425GB流量的传输,也就是说,5G基站每1度电可以供你下载5000多部超清电影,而在4G时代,同样的电量仅能下载200部不到。MXGednc

相比空调“一晚一度电”的美好想象,5G基站设备相比4G基站设备的能效切实提升了20~30倍,可以毫不夸张的说,5G走在了节能减排的最前线。MXGednc

小结:5G基站节能减排了,但5G手机更耗电!

从5G基站设备厂商的资料来看,为了实现3GPP百倍能效提升的目标,在基站最耗电的射频(RF)、功放(PA)、散热等部分均做出了大量的技术革新。更高集成度的芯片工艺,不断提升单板集成度,降低功耗;更先进的半导体功率材料,提升了功放效率,降低功耗;更科学的仿生散热技术,散热效率大幅提升,降低功耗;等等等等……MXGednc

但值得一提的是,5G基站节能了,但首批5G手机的耗电却是非常高的。MXGednc

因为目前各大芯片产商,都未推出内置5G调制解调器的SoC解决方案,芯片没有内置对5G网络的支持,就需要单独外挂像骁龙X50、巴龙5000等5G调制调节器。而这无疑是增加了手机的功耗,手机耗电自然就高了。MXGednc

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所以手机电池容量普遍较低的苹果,开始挖角三星电池部门的人才了?MXGednc

  • 一个5G基站的信号覆盖范围只有最多300米,同样面积区域内5G基站数量是4G基站的100倍,单个基站的能效仅仅提高了20 到30 倍,总能耗只可能大的多!
  • 有误导嫌疑,单个基站功耗类似,但架不住基站多啊!要全覆盖,要多少基站啊?还有这么多基站,要多少RMB啊?恐怕两三年内是用不起了
  • 总感觉是运营商要涨价的理由
  • 5G手机其实并不是5G应用最恰当的终端设备。
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