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5G:打好基站成本“小算盘”

2019-06-12  来源:人民邮电报  作者:临渊

继韩、美、英等国商用5G,我国也于近日发放了5G牌照。全球5G商用大幕开启后将掀起一波5G规模部署的高潮。但是据估算,5G基站造价约为4G基站的2.5倍,能耗也约为4G基站的2.5倍,基站密度则约是4G的两倍。更高昂的网络部署成本迫使各家电信运营商更加精打细算起来,纷纷在基站选址和基站能耗等方面花费更多心思。

相较于2G、3G、4G,5G使用的是更高的频段,因而单个基站覆盖的范围将会变小,这意味着相同覆盖面积下,5G的基站数量将会比4G更多。据测算,想要保证5G高速率和广覆盖需求,5G基站的数量可能是4G的2~3倍。因此,电信运营商在基站的选址上对其安全性和维护难度等方面也有了更深入的考量。

近日,AT&T透露正与美国能源部的阿贡国家实验室合作,评估气候变化可能对其业务带来的风险。该运营商创建了一个基于阿贡区域气候模型的气候变化分析工具,这个工具能够显示未来30年内邻近地区的气候影响。AT&T将基于这个分析结果进行基站选址决策。

最近被任命为AT&T后付费无线产品执行副总裁的Kelly King之前领导AT&T的数据办公室将机器学习和人工智能用于气候变化建模。

King表示,AT&T担心气候变化将对电信基站选址等投资决策产生影响。AT&T与阿贡国家实验室合作,使用历史天气模型和洪泛数据来确定基础设施的部署位置。 “我们与他们合作进行了气候模拟,应用了与气候变化相关的变量,并预测了25年内的温度上升。”King说。

原始模型考虑了内陆和沿海洪水以及其他因素,但模型只能预测大约200平方米的精度。“这个精度对于我们做出基础设施选址决策来说太大了。”King说。因此合作双方开始使用机器学习和人工智能技术将土壤条件和水文等其他变量纳入考量。 “我们应用这些模型并实现了12x12米的精度。”他说。这种精度有助于AT&T决定在何处部署基站。

AT&T还将与阿贡国家实验室共同开发的气候数据集同大学和地方政府分享,用于他们自己的气候风险分析。此外,AT&T和阿贡国家实验室还联手举办气候防灾社区挑战赛,通过大赛,大学将能与当地政府合作开展气候评估。AT&T将为参与的大学提供来自阿贡国家实验室的气候数据和50000美元的资金,以支持研究项目。

此外,考虑到5G基站密度大,此前使用路灯杆、建筑物架设基站的方式对环境的美观度有影响,增加了基站选址难度的问题,最近,沃达丰也进行了“另类”探索。沃达丰和爱立信合作,拟在井盖下部署4G/5G设施,实现从地面向上发射无线信号。地下基站主要通过两种方式实现:一种是在井盖下面安装4G和5G天线,另一种是用桶形外壳将蜂窝硬件包围,底部加固。即使放在地面上,也可以在650英尺(约合198米)半径范围内分配无线信号,但是会受到车辆干扰的影响。目前,沃达丰英国公司已经接管了数十万井盖的基站部署,不同于地面基站,地下基站因为对市容市貌影响小,可以省去很多烦琐的规划许可程序。

除了基站密度加大使电信运营商不得不支付更多成本外,能源消耗也是5G基站运营开支的大头。5G大带宽的特性,让5G网络能耗也成倍增长,这给运营商5G商用成本带来很大挑战。据统计,目前,电费支出占据运营商运营开支的15%~30%,在移动通信网络中,80%的电费支出来源于广泛分布的基站,而5G基站的能耗大约是现有4G基站的2.5倍。

事实上,降低运营能耗是很多运营商一直致力于解决的问题。2017年,在提前4年实现2020年碳排放减少80%目标的基础上,英国电信再次宣布,要在2030年前将把碳排放削减87%。为了实现这一宏伟目标,英国电信计划到2020年全部运营都采用100%可再生能源电力。早在2016年,英国电信使用的电力中已有82%来自清洁资源。

开启5G商用大幕的中国通信企业也在能源领域进行着积极的尝试。6月5日,在中国5G发牌的前一天,中国铁塔股份有限公司全资控股的铁塔能源有限公司(铁塔能源)正式成立,注册资本高达50亿元。铁塔能源的主要经营范围为:电池、光伏、风电、充电桩、能源产品、能源系统的技术开发、技术服务、技术咨询;电池的销售、租赁;太阳能发电;风力发电;能源科学技术研究服务;新能源技术推广服务;节能技术推广服务;合同能源管理;机动车充电销售;换电设施销售;设计、制作、代理、发布广告;电力供应等。

采用成立专业公司的方式,无疑将让中国铁塔在能源利用上更为专业,为5G基站供电、备电需求找到更为经济的方式。

关键词:基站数量 基站覆盖 气候模拟 洪泛 合同能源管理