网络能耗问题一直伴随5G发展。目前，随着国内5G规模建设建成，5G业务应用即进入到一个增长期，网络流量将会大幅持续增长，这也预示着网络能耗的大幅提升。如何解决网络能耗问题，又保证5G网络发挥更高更快的效能，是当前运营商5G运营最为关注的问题。如何帮助运营商在满足性能的基础上降低5G网络能耗，华为给出了积极的解决方案。在2022华为全球分析师大会召开之际，记者采访了华为无线网络SingleRAN产品线副总裁段浩。段浩认为，解决5G网络能耗，不只是节能的问题，更为主要的是要提高网络效率，从能耗转变到能效，引导5G网络性能和节能双优，建设绿色5G，助力运营商实现节能、减排“双碳”目标。
华为用技术创新打造绿色5G
据GSA数据，截至2021年12月底，全球有145个国家/地区的487家运营商已经投资5G网络。5G连接数也呈快速增长之势，2021年底5G用户数已经超过7亿，GSMA预测2022年全球5G总连接数将达到10亿，截止2025年，5G连接数占总连接数的比重将从2021年的8%提升到2025年的25%。
段浩表示，目前运营商在多频多制式网络演进中面临能耗挑战，华为在满足多业务网络需求的基础上，结合运营商不同部署场景和部署方式，主要从设备侧、基站侧和网络侧三个方面展开绿色节能的创新。
在设备侧，华为主要从两个方面持续向绿色演进。一是针对覆盖能力弱于较低频段的TDD频谱，华为创新MetaAAU通过ELAA超大规模天线阵列技术，将天线阵子从192个翻倍至384个，实现性能和节能突破创新。在覆盖指标不变的情况下，能耗降低30%，同时提升边缘用户体验；二是针对离散化的FDD频谱，华为业界首创超宽频RRU以一抵三，并实现频段间动态功率贡献，能耗降低30%。同时，配合SDIF直通馈电技术的高效率天线，在覆盖不变的情况下，RRU功耗再降10%。
段浩介绍说，从2021 年起，华为联合多家运营商，在不同地区开展了 Massive MIMO 技术试验。这种大规模天线阵列技术，原理是在无线通信基站中集成大量天线，从而对不同方位形成独立的窄波束覆盖，实现空间隔离，大幅提高数据吞吐量。华为在去年的中国国际信息通信展览会正始发布了 Massive MIMO（大规模天线阵列）产品 MetaAAU。相比传统方案，MetaAAU 可以同时提升小区 30% 上行覆盖和 30% 下行覆盖，边缘用户平均体验可提升 25%。在小区边缘覆盖指标不变的情况下，基站可配置更低的发射功率，从而降低基站能耗，相比传统 AAU，能耗降低约 30%。
在站点侧，华为采取站点架构持续演进的策略。段浩介绍说，站点能耗主要来源于空调等外设设备，可以通过机房集中化、站点室外化部署，减少空调使用并补充以液冷等高效散热技术可大幅提升站点效率。““从D-RAN到C-RAN架构的演进可有效提升整网能效。C-RAN架构下基带单元集中部署，可简化远端站点，节省大量的机房、空调，从而降低网络能耗30%以上。”段浩说，目前华为在中国广泛部署的“一站一刀”方案能效达到97%以上，而且具有零占地的优势，可以有效降低运营商TCO。
在网络侧，则以引入智能化提升网络效能。华为在今年的MWC期间发布了无线智能化架构IntelligentRAN，IntelligentRAN将智能融入无线网络业务、体验和运维等方面，实现业务智营、网络智优、运维智简的自智网络。智能化节能作为IntelligentRAN的重要Use Case之一，可以在保障用户体验前提下，实现多频多制式复杂网络能耗降低27%以上。段浩说，5G使能的个人、行业和家庭应用正呈现爆发性增长。面向庞大的业务种类、不同业务在覆盖、容量、时延等方面的需求差异、小区间干扰带来的用户体验不一致、未来百倍流量增长带来的能耗挑战等，运营商需要通过一张智能化的无线网络，使能业务快速上线，以最佳的频段组合保证多维业务体验最优，并走向以用户为中心的网络资源配置。华为智能化节能构建了智能引擎和智能节能算法，支持网络数字孪生模型构建、智能预测和分析；基于意图进行多路径决策，调整整网节能策略，实现节能收益最大化；支持节能方案的秒级寻优，实现全天候节能的同时保障KPI。节能智能化包括网络智能化，即智能引擎 和 网元智能化，即基站智能。通过上下行协同满足实时与非实时业务场景的需求，最大化节能增益。
在这样架构下，华为将在多频、多站、多维三个方面的落地智能化节能创新。实现节能算法收益翻番，同时保障KPI稳定。华为并面向未来可持续发展实现体验能效双优。2022年是智能节能技术发展的元年，我们还有很多的构想暂未落地。随着技术的发展，方案的创新，我们预计，到2025年叠加智能化的节能手段降低网络能耗将达到50%以上。
能效将成5G发展“新标尺”
段浩说，从5G建设期起，华为就一直在践行5G绿色环保的发展理念，通过技术创新、产品创新，和运营商一起推进绿色5G发展，既实现自身的“双碳”减排目标，也通过5G助力全行业节能减碳，支撑社会绿色转型。
华为的绿色5G方案得到了行业的高度认可。目前全球的5G网络建设中，华为的绿色5G方案得到了广泛的部署。在今年MWC大会上，GSMA把全球移动大奖(GLOMO Award)“最佳促进气候行动移动创新奖”颁发给中国移动和华为的联合创新项目——GREEN 5G，该奖项是对中国移动绿色创新方案规模部署的全面认可。
据段浩说介绍，Green 5G已经在全球广部署。以天津移动举例，现已建成并开通超过12000座5G基站，为实现高标准建设绿色5G网络，将联合华为在5G节能减碳方面持续创新，从绿色基站到绿色网络都已实施规模部署。该项目节能效果明显，以3000站计算：在绿色减碳方面，将平均减少碳排放3.5万吨/年；在极简演进方面，采用C-RAN网络架构绿色站点，站点智能协同，Bit驱动Watt，实现整站能效最优；在节省租金电费方面，可节约铁塔租金6000至10000元/站/年，节约电费8000至15000元/站/年，每年可节省运营成本4200万元至7500万元。
华为在2021年发布了《绿色5G白皮书》，白皮书提出了绿色5G的“四化”标准——设备高集成化、站点极简化、网络智能化和全生命周期环保化。白皮书也是首次将网络能效理念演进为可应用的能效评估体系，即根据实际网络建设目标差异和场景化差异，将目前单一的流量能效拓展成为容量、覆盖、体验等多维因素能效评估体系，从而准确反映网络能效变化，牵引5G网络向绿色节能方向演进。
段浩表示，5G绿色网络发展评估需要由能耗转变到能效，能效标准不仅需要涵盖流量、还需要兼顾体验与节能。不同的移动网络的体验和覆盖有不同的要求，段浩呼吁业界共同制定度量绿色移动网络的新“标尺”。
行业研究表明，5G与千行百业的融合创新，正在通过提升生产效率、影响人们的生活方式促进社会节能减碳。由通信网络连接技术使能的减碳量是移动通信网络本身碳排放量的10倍。即通信每产生1单位碳排放，可以杠杆撬动整个社会减少10单位碳排放。
段浩表示，在绿色5G建设中，华为将持续技术创新，构建5G全绿色网络，支撑网络能效百倍提升。华为也期望和运营商、产业合作伙伴一起，携手助力我国双碳目标的达成。
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