近日，中國聯(lián)通洛陽分公司在其微信公眾號“通信菜園兒”發(fā)布消息稱，洛陽聯(lián)通近期分別對已經(jīng)入網(wǎng)的3種不同基站射頻單元設(shè)備(AAU)，分不同時段定時開啟空載狀態(tài)下的深度休眠功能，從而實現(xiàn)智能化基站設(shè)備能耗管控的目的。
該消息引爆輿論。有人指責(zé)讓5G休眠使運營商“花巨資建成的5G基站淪為擺設(shè)”，“半夜偷偷摸摸關(guān)閉5G基站坑用戶”……甚至有人稱，這是因為運營商“大干快上”的5G建網(wǎng)策略失誤所致。
那么，5G到底為什么要休眠？到底影不影響通信功能？它的電耗到底有多少？今后應(yīng)該怎么辦？
5G用電量驚人！如果1100萬個5G基站全部建成，一年的電費支出將達2610億元，比三大運營商一年的凈利潤加在一起還多出1倍
如果告訴你，現(xiàn)在建成的5G基站，平均每個每天用電65度，按1元/度左右電價計算，單個5G基站每天用電成本65元。也許你感到不過是點零碎錢。
一年365天，不過23725元！對運營商來說，仍然是毛毛雨。
但要告訴你，截止6月底，中國移動、中國電信、中國聯(lián)通三大電信企業(yè)在全國已開通5G基站40多萬個，一年的耗電量將近100億元呢？有點小震驚吧？
目前，我國4G基站560萬個。要達到和4G網(wǎng)絡(luò)相同的覆蓋水平，5G基站數(shù)量至少是4G基站規(guī)模的2倍以上，就是說，將來5G基站最終規(guī)模至少要達到1100萬個，才能讓用戶享受與4G相同的網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)。而他們的用電量是多少呢？一年2600多億元！
2600億元是個什么概念？2019年，三大運營商的凈利潤加到一起，是1300億左右！也就是說，運營商用兩年的凈利潤才能支付一年的電費！
震驚了吧？震驚了吧！震驚了吧？！
上述數(shù)據(jù)，決不是科技日報記者在這里胡咧咧！它全部來自在前不久國務(wù)院新聞辦公室舉行的“上半年工業(yè)通信業(yè)發(fā)展情況新聞發(fā)布會”上工信部相關(guān)人士的介紹。
那么，5G基站的用電量為什么這么驚人？早在2019年底，原中國移動副總裁、現(xiàn)中國電信總經(jīng)理李正茂曾在公開場合稱，5G發(fā)展面臨“三個三”難題：5G相比4G頻率更高、波長更短，要達到4G的信號覆蓋程度，5G基站數(shù)量要達到4G的3倍；因為頻率更高，5G基站的耗電量將是4G基站的3倍；5G基站的建設(shè)成本也是4G的3倍。
按此估算，單從耗電量角度來看，5G網(wǎng)絡(luò)要達到4G的覆蓋程度，運營商在電費上就要付出4G時代9倍的成本。而且，大部分5G基站采用的是轉(zhuǎn)供電方式，用電成本遠比電網(wǎng)企業(yè)直接供電高出60-120%左右。
一方面是5G建設(shè)成本、使用成本高昂，另一方面則是用戶規(guī)模尚小，出現(xiàn)“空轉(zhuǎn)”。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截至今年6月底，三大運營商的5G套餐用戶已經(jīng)破億，膽使用5G手機并且用5G網(wǎng)絡(luò)的只有6600萬人。這意味著將近一半的用戶拿著5G手機卻用著4G網(wǎng)絡(luò)，還有的在使用4G手機卻開通了5G套餐。
按照上述數(shù)字計算，目前每個5G基站連接的5G手機，平均只有165個，使用率非常低。這也是包括洛陽聯(lián)通在內(nèi)的多地通訊公司讓AAU深度休眠的主要原因之一。
5G休眠， 不僅僅是被逼出的無奈之舉
什么是AAU深度休眠？中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院無線研究部副主任李福昌介紹，AAU空載狀態(tài)的深度休眠功能是指當基站業(yè)務(wù)處于長時間閑時狀態(tài)下，由于沒有5G用戶接入，AAU設(shè)備可以關(guān)斷大部分有源設(shè)備的供電，進入休眠狀態(tài)，從而實現(xiàn)降低AAU空載功耗的目的。
中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院工程師喬路解釋，由于5G基站的AAU設(shè)備支持的是64通道或32通道，比傳統(tǒng)的4G設(shè)備增加了大量的有源器件、基帶處理單元等器件，因此會大幅提高該類型設(shè)備的空載功耗。
“在基站正常開啟狀態(tài)下，與高峰期相比，后半夜基站耗能減少不多，但實際使用的能耗很低，大部分能量消耗是‘無效能耗’。讓空載狀態(tài)下的AAU設(shè)備進入深度休眠是網(wǎng)絡(luò)管理精細化的一個趨勢。”獨立電信分析師付亮說，通過人工智能的調(diào)度算法，在低速率、低業(yè)務(wù)量的情況下進行一些設(shè)備的供電關(guān)斷，達到節(jié)能的效果，這種做法對用戶幾乎沒有影響，卻可以大幅降低運營商的電費及其他維護費用。
中興通訊的一位技術(shù)專家表示，“深度休眠的節(jié)電效果比較好。進入深度休眠狀態(tài)后，基站還處于上電的狀態(tài)，定期與核心網(wǎng)進行信令交互，維持在最低的功耗值，但是不提供業(yè)務(wù)。”
付亮說，“后半夜，用戶使用率低，即使基站休眠，沒有5G，僅連接到4G+網(wǎng)絡(luò)，也可以達到100Mbps以上的速度，這對目前的大多數(shù)應(yīng)用來說，幾乎沒有明顯差別?！?
中國移動河南有限公司總經(jīng)理楊劍宇告訴科技日報記者，5G基站進入深度休眠與平時人們理解的路燈關(guān)閉，根本不是一碼事。它沒有嚴格的時間表，休眠的前提是當前設(shè)備處于無人使用狀態(tài)或業(yè)務(wù)量低于某個值。如果某處基站有大量的用戶正在使用，則運營商不會讓5G基站休眠。符合條件的話，可以隨時喚醒基站，并恢復(fù)正常使用。全過程靠人工智能監(jiān)控。
中國聯(lián)通河南分公司總經(jīng)理韋海波說，通過讓AI學(xué)習(xí)和判斷，根據(jù)某個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)狀況，智能分析在某個時間段關(guān)閉一些頻率，在不影響網(wǎng)絡(luò)體驗的情況下讓整個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)功耗降到最低。
雖然關(guān)掉了某些頻率，但韋海波強調(diào)這是在不影響用戶使用的前提下?！耙贏I技術(shù)判斷環(huán)境，比如有自然災(zāi)害的時候，哪怕是用戶不多，我們的5G基站也不能關(guān)。再比如節(jié)假日，即便是凌晨一點鐘，也不敢關(guān)斷基站?！?
在5G智慧醫(yī)療、5G智慧交通、5G智慧工廠、5G+4K超高清視頻直播等行業(yè)應(yīng)用方面，付亮說，與面向普通消費者的5G服務(wù)不同，基站休眠對5G行業(yè)應(yīng)用影響更小，因為行業(yè)應(yīng)用需求有時間規(guī)律。運營商可根據(jù)需求調(diào)整基站使用情況，做到在不影響使用的情況下，盡可能降低電力消耗。
李福昌說，5G基站AAU深度休眠功能是在業(yè)務(wù)閑時時段開啟，運營商會根據(jù)實時數(shù)據(jù)進行判斷，從而實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)功耗智能化管理。同時，運營商會保留至少一張網(wǎng)絡(luò)，保證用戶的正常業(yè)務(wù)。
降低用電成本，除了5G休眠，政府和企業(yè)在政策支持、人工智能、符號關(guān)斷、研發(fā)低功耗芯片等方面正在做嘗試
為了解決5G用電成本高的難題，相關(guān)部委、各地政府相繼出臺政策。簡單而言，降低5G用電成本的政策支持主要體現(xiàn)在三方面：一是推動轉(zhuǎn)供電電改為直供電，這是降低用電成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；二是調(diào)降電費定向支持；三是地方資金支持。
就地方資金支持而言，2019年以來，我國已有多個省市政府出臺相應(yīng)措施，多數(shù)都提到要推動降低5G基站用電成本。比如，山西省提出，2020-2022年期間對參與市場交易后的5G基站，其實繳電費超出目標電價0.35元/千瓦時的部分，由省、市、縣三級按照5:2:3的比例給予相應(yīng)支持，每年用于5G基站電價補貼的省級財政資金總額不超過5000萬元。據(jù)山西省鐵塔公司初步預(yù)測，上述補貼可使5G基站用電單價下降約三成。廣東則提出，加快轉(zhuǎn)供電改造，改造投資的分攤以用戶紅線邊低壓計量裝置為分界點，分界點電源側(cè)由供電部門投資，分界點負荷側(cè)由用戶投資。
華為、中興等通信設(shè)備商一直以來就在5G基站設(shè)備層面努力降低功耗，為三大運營商提供解決方案。運營商自然更加積極地考慮和推動降低5G用電能耗和成本，正從人工節(jié)能方式向智能節(jié)能方式演進，包括深度休眠和符號關(guān)斷等方式。華為推出了PowerStar節(jié)能解決方案，通過AI等技術(shù)，實現(xiàn)2G、3G、4G、5G多頻網(wǎng)絡(luò)協(xié)同調(diào)度，以達到節(jié)能目的。江蘇電信聯(lián)合中興通訊聯(lián)合試點符號關(guān)斷、深度休眠以及符號關(guān)斷疊加深度休眠的5G節(jié)能技術(shù)。
所謂“符號關(guān)斷”，就像原本是單向四車道的高速公路，每個車道都有人維持秩序，但到夜間空閑時間關(guān)閉了其中三個車道，只留一個。相對深度休眠，“符號關(guān)斷”節(jié)電效果要弱，但是能確保用戶隨時連上5G網(wǎng)絡(luò)。實測結(jié)果顯示，符號關(guān)斷可實現(xiàn)降耗20%以上，深度休眠使能期間可實現(xiàn)平均降耗60%以上，其中，5G二期主力AAU的深度休眠降耗高達80%以上，符號關(guān)斷疊加深度休眠后全天可實現(xiàn)降耗30%以上，且在節(jié)能期間網(wǎng)絡(luò)KPI保持穩(wěn)定。
中國電信相關(guān)負責(zé)人還表示，“目前，我們正在推動產(chǎn)業(yè)鏈從技術(shù)上進一步降低5G基站功耗，如采用更低功耗的處理芯片、通過人工智能算法進行節(jié)能控制等。同時在現(xiàn)網(wǎng)部署的同時，根據(jù)當?shù)丨h(huán)境、用戶數(shù)量密度決定基站發(fā)射功率配置以及收發(fā)天線數(shù)，通過基站配置的靈活選擇來降低功耗。”
“但是，要從根本上降低5G建設(shè)和運營成本，運營商還是要依賴5G用戶的大規(guī)模普及，”中國信通院黨委書記宋靈恩說，“這個5G用戶既包括C端，也包括B端?！倍壳癇端的5G行業(yè)應(yīng)用正在落地，但距離大規(guī)模商用、并為運營商真正帶來收入，還有一段時間；在C端方面，最大的障礙在于殺手級應(yīng)用還未誕生。
