在移动通信网络中,基站是耗电大户,大约80%的能耗来自广泛分布的基站。越加密集的基站意味着更高的能耗,这是5G网络面临的一大成本挑战。
可是,5G基站是省油的灯吗?相对于2G3G4G,5G基站会更耗电吗?
答案是yes,至少现阶段的情况如此。
基站功耗分为三大类型:传输功耗、计算功耗和额外功耗。
传输功耗:指功率放大器(PA)和射频(RF)部分所消耗的电量,其主要执行基带信号与无线信号之间的信号转换,馈电线的功耗包括在传输功耗之内。
计算功耗:指BBU消耗的电量,包括数字部分处理、管理和控制、与核心网和其他基站间通信等相关功耗。
额外功耗:指从市电引入到基站直流供电的整个转换过程中的额外损失的电量,也包括机房空调、制冷设备所消耗的电量。
如何降低5G基站耗能?
首先,在传输中,基站功耗主要来自于射频单元,而射频单元中功耗占比最高的就是功放。功放对一定范围内的输入信号能够进行线性放大,而超过这个范围的输入信号会被失真放大,从而导致功放效率降低。为了提升功放效率,通过专门优化的数字预纠偏算法(DPD),对功放的非线性放大区进行预纠偏,能够使功放效率得到大幅提升。那么不难看出,DPD算法的优劣将会直接影响5G基站功耗效率。
其次,基站的数据处理部分也占用了较多的功耗开销,这一部分也存在较大的优化空间。通常,业内厂商针对成熟的商用产品,都会考虑采用专用集成电路(ASIC)芯片替代现场可编程门阵列(FPGA)芯片,用以降低功耗并提升运算效率。
此外,基站功耗与工作温度也密切相关。通常,工作温度越高,器件的漏电流越大,基站功耗也就越大。通过引入先进的散热技术,能够有效控制基站工作在合理的温度范围内,保证基站的功耗效率。
环境温度升高会导致基站工作温度升高,工作温度升高则导致器件的漏电流增大,进而导致基站功耗增加。通过数据中心式的散热/冷却技术引入基站,智能化能耗调节,动态休眠、载频/时隙关断技术等。可起到节约能耗的效果。
针对基站内温度过高造成耗能居高不下的情况,德天地兴采用低温热管式联动空调系统技术可以起到节能降耗的目的。
应用领域
1. 适用于各种密闭高温环境:
• 电信机房、寻呼机房、户外机房等;
• IDC数据中心、控制中心等;
• 通讯基站、变电室、微波及卫星地面站、小型计算机室等
• 室外空气质量差,有风沙、灰霾,室外湿度大频繁降雨的地区,可以采用;
2. 房间环境质量要求高可以采用;
3. 新建的机房/基站或已建成机房/基站改造,可以采用;
热管节能方案
l 热管与蒸气压缩式制冷技术有机融合,兼具热管自然冷却、空调压缩制冷、热管/压缩制冷交替运行三种模式。
l 当室外温度低于室内温度时,关闭压缩机,以热管模式运行,利用冷媒自然循环实现散热,可保障室内温度,且能够大幅度节能。
l 当外温较高时,开启压缩机,切换至制冷模式运行,确保降温效果。

热管系统在数据机房应用的要点:
l 系统的联锁与自控
热管不能单独作为基站降温的方式,必须与空调系统配合使用才能达到效果。
l 热管系统与空调系统的自控
热管系统在基站使用应实现与空调系统的联锁,同时热管系统也要与空调系统独立运行,热管系统在出现问题的时候,空调系统能够运行,保证机房内部温度在一定的范围内,保障设备正常运行。
l 数据机房中热管系统应用的安全保障
配备常用、备用风机,设置常备风机的自动切换;
现场条件允许的情况下,配备双电源,并配置双电源的自动切换开关,保证设备安全运行;
配备压差开关,缺风警报。
改造项目与新建项目使用、设计的区别
改造项目配备风机箱,将数据机房内的空气形成闭路循环,同时热管系统与空调系统联锁;新建项目直膨机与热管组合使用,带自控与在线监测系统。
一、参数
排风入口温度65-70 ℃
总风量:690CMH
要求基站内处理到23--25℃
用户提供原用空调为:1台大金10P柜机,2台大金5P吸顶
二、北京一年四季度的平均环境温度
春季:4.1-5.25 共55天
白天平均 23℃ 夜间平均 11℃
夏季:5.26-9.5 共103天
白天平均 30℃ 夜间平均 21℃
秋季:9.6-11.7 共63天
白天平均 22.5℃ 夜间平均 11.5℃
冬季:11.8-3.31 共144天
白天平均 6.6℃ 夜间平均 -4℃
三、热管换热器选型

备注:送风风机电机功率 0.55KW, 排风风机电机功率 0.37KW, 风机配置双风机,一备一用。
示意图:

四、项目实拍图

