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1、 871 绿色产业的进一步能效优化 移动通信是促进全球社会经济发展的重要技术之一。联合国千年发展目标强调，信息通信技术对可持续发展起着至关重要的作用。需要说明的是，移动通信和固网产业本身的发展速度很快，但从能源利用和二氧化碳的排放来看，它们对环境的影响还是相对较小的。爱立信开展的生命周期研究结果和各种公开发表的资料表明，在全球二氧化碳排放和一次性能源利用中，约有0 . 1 4 %和 0 . 1 2 %来自移动通信业。相比之下，交通运输业排放的二氧化碳以及利用的一次性能源分别占2 0 和2 3 。全球很多主要的电信运营商目前的能耗水平和1 9 9 5 年时基本相同，但其用户总数却翻了一番。技术进
2、步使得电信运营商的能耗保持着极低的水平，但仍然有很大降低二氧化碳排放的潜力。比如，巧妙地运用电信技术、智能家庭、智能办公室以及远程办公等，都能对能源使用和二氧化碳排放产生显著的影响。优化能效，不仅可以减小对环境的影响，也有利于降低网络的运营成本和消费者的通信成本。良好提高移动网络能效 构建环境友好型社会爱立信（中国）有限公司的网络设计、性能卓越的单个核心站点和无线站点以及合理地使用替代能源，可以使运营商在无线站点的部署过程中，既能有效地扩大通信网络的覆盖范围，又能把对环境的影响降到最低。 2 无线设备瞄准高能效 无线基站系统应用至今已有数十年，期间用于改进输出性能、提高能效的新技术不断涌现。实
3、际上，2 0 0 5 年以后，GS M基站的平均能耗每年都以6 的幅度下降，WC D MA 基站2 0 0 7 年的平均能耗比2 0 0 5 年降低了6 0 以上，如图1 所示。另外，通过改进无线宏蜂窝基站的设计，无线基站的占地面积越来越小，这是通信行业对环境保护作出的另一贡献。爱立信现在对基站设计提出了更多的改进方案。其中，一个显著提高能效的途径是射频拉远基站，即塔顶无线接收器解决方案，可以降低2 / 3 的能耗，其配置如图2所示。此方案将集成化和小型化的无线主单元放置在靠近塔上远端射频单元的户外箱体内，这样可以大大缩短连接两个单元的憘篝88 TelecommunicaTions Techn
4、ology / 20083电缆长度，使输入功率减少一半，或者在输入功率不变时输出功率提高一倍。如果采用这种设计方案，无线基站将不再需要着陆点，站点规划和安装过程都可以大大简化，而且自然对流就可将主单元冷却，无需安装冷却系统。利用射频拉远基站解决方案，一个站点的能耗仅6 0 0 W（包括传输的能耗）。如此低的能耗为替代能源提供了潜在的机会。对于那些远离电网的站点，采用太阳能或者太阳能和风能相结合的解决方案（外加电池）即可解决能源供给问题。此外，爱立信还创新提出了环保管塔基站概念，去掉所有降温设备和加热设备，并考虑了外观美化等多个方面。爱立信的主要设想是用混凝土管状塔基站来替代通常的钢架基站，这样
5、做一是可以利用混凝土的隔热、绝缘等特点，二是利用管塔结构自然产生的“烟囱效应”实现塔内热量向外扩散，初步估计可以降低3 0 %4 0 的营运成本和能耗。3 无线软件助力降能耗 另外一种降低能耗的途径是通过待机模式控制无线设备来有效降低整个能耗。其设想是通过类似于个人电脑的待机/ 激活模式来自动控制无线设备，降低整个网络的能耗。比如在一个典型的由3 个扇区组成的小区中，每个扇区安装4 个收发信机，通常并不需要这1 2 个收发信机都处于激活状态。如果引进先进的电源管理方案，在通信量相对较小时，可以让若干个收发信机处于待机模式。虽然每个空转的收发信机功耗都非常小，但考虑到运营商拥有的无线基站有成百上
6、千图1 2 0 0 5 年以来通过改进后无线基站的能耗和二氧化碳排放量图2 射频拉远基站的配置图3 采用节能控制后G S M基站的能耗对比 89个，总体节约能量还是非常可观的，具体节能效果如图3 所示。值得注意的是，采用这种节能方式不会对服务质量带来任何影响。如果所有安装了爱立信G S M基站的运营商都采用这种软件来升级系统，那么每年可以减少二氧化碳排放量1 0 0 万吨，相当于3 3 0 0 0 0 辆小汽车行驶1 6 0 0 0 k m 的排放总量。4 核心网节能潜力大 虽然那些拥有成百上千个基站站点的无线网络节能潜力十分巨大，但核心网络的节能潜力亦不容忽视。在过去的1 0 年，核心网络转
7、向基于I P 的路由和交换系统已大大提高了性能。这一点对于语音的传输尤其如此，数字压缩技术使得传输容量的需求降低了6 0 7 0 。和上一代产品相比，在新一代的移动交换中心服务器（MS C - S ）中每个用户所消耗的电力降低了3 5 左右。一个单独的MS C - S 节点可以为1 3 0 万个用户服务，以前需要占用多个机柜，现在则只需一个机柜的空间即可（占地面积不到0 .5 m2），有利于减少占地空间，降低对冷却和能源的需求。此外，MS C 池技术也可以使总的传输容量需求大幅减少。它将若干移动交换中心合并在一起来覆盖更大的面积，在负荷模式方面具有互补性的时候（如住宅和商业场所）采用。其他核心
8、网络节点，如移动媒体网关和GP R S支持节点的能效也已得到类似的改进。比如，最新一代的S e r v i n g G S N 每个用户的耗电量就在其上一代产品的基础上下降了5 0 左右。 5 设计是能源优化网络的 基石 建设一个高效、可持续的网络，其核心是良好的设计。如果经验丰富的网络设计专家从一开始就参与整个网络的规划，那么通常可以将必需的无线站点数量减少3 0 %5 0 %。很多投入商用的电信网络已经证明，一个全面详尽的网络设计加上先进的网络设备确实可以节约运营商的总体拥有成本和能耗。爱立信曾经用总体拥有成本分析法计算过，优化的网络设计不仅可以使半数无线站点的覆盖范围扩大，还可使整个无线
9、网络的能耗减少1 0 %。如果把减少交通运输和现场考察而带来的节能效果等各种因素考虑在内的话，总体上能耗可以降低5 0 %。按照无线设备的平均使用寿命1 0 2 0 年来估算，任何运营商都要为此动容了。6 站点配套要讲究 对于带有多个无线基站的新建室内站点来说，电压应避免在2 4 V和4 8 V 之间转换，这样通常可以节约1 5 %左右的能耗和成本。如果针对不同的电压采用不同的整流器和备用系统则会更加节能。在建设户外无线基站时，可以和电池备用单元组合在一起，放在一个统一的机柜/ 箱里，将两套系统的支持系统合并起来，达到节能的目的。爱立信提供的这种解决方案的备用电池最长工作时间可达1 2 h 。
10、如果基站采用的是简易电扇或被动换热器散热方案的话，可以对箱体内的电池进行单独冷却。为了节约成本，可以直接利用无线基站的内部供电系统，这样既能有效地控制电池充电，又对电流波动有良好的耐受性。如果基站安装了备用发电机，那么将基站与电池备用单元合并会更加有利，因为这样做可大大减少发电机的能耗。很多运营商在电力网中断后短时间内就启动了发电机，有的是因为没有配备大型的蓄电池组，有的是担心电池会很快老化。事实上，选择正确的电池类型并正确使用的话，电池的使用寿命可以延长至4 年或更长。良好的电池配置可以将供电系统启动的次数以及发电机运行的时间减少5 0 %以上，不但延长了发电机的使用寿命，还减少了燃料消耗和
11、维护费用。7 替代能源可堪大用 有些地区的电网可能很不可靠或者根本没有电力网可以依托，若使用柴油发电机，定期维护和更换燃料又过于麻烦，这时运营商可以在采用低能耗无线基站设备的同时，考虑各种经济划算的替代能源方案，如太阳能、风能、燃料电池以及可再生能源结合蓄电池组实现长期的电力自给运行。太阳能是清洁、永不枯竭的能源，中小容量的站点或者光纤通信基站都可以利用太阳能获得完全免费的电力。随着新型基站设备能耗的不断降低，所需的太阳能电池板也不再像过去那样多，一个户外基站的电池板由5 年前的2 0 0 m2降低到了今天的5 0 m2，而且还在不断地减少。随着太阳能电池板产能的提高和新技术的研发，人们关心的
12、成本正在大幅度下降。风能与太阳能一样，也是近乎免费的能源。不过，现代风能产业倾向于发展超大型的风力涡轮机，对于无线基站这样的低功耗单位，找到一个经济合算的解决方案并不容易，而且安装巨大的桨叶和风力涡轮机必须建设额外的铁塔，需要占用更多的场地。燃料电池非常可靠，效率也非常高，具有负荷跟踪功能。目前，在拥有稳定电力网的地区，燃料电池可以替代电池组和柴油发电机为憘篝90 TelecommunicaTions Technology / 20083无线基站提供备用电源，并在需要长时间备用的远程站点部分替代电池的使用。不过在电力网不够稳定的地区，由于可能需要长期发电，燃料电池对电信网络支持的有效性和可靠性
13、还需要时间验证。另外，燃料电池也面临着与柴油发电机类似的燃料补充问题，在偏远地区使用同样不够方便。生物燃料属于可再生能源，包括生物柴油、植物油、乙醇、甲醇、沼气、动物脂肪等。生物燃料的最大好处是环境效益，较少的矿物杂质含量和运输环节可使二氧化碳排放减少7 8 %，二氧化硫、各种颗粒物质、碳氢化合物也都会有所降低。生物柴油不含铅和硫，无毒，即使发生渗漏也可以很快得到分解。长期以来，为了提高用户满意度，运营商一直在增加网络覆盖，这使得公路和基础设施建设、燃料运输以及安全保障等方面的成本持续上涨，因此上述替代能源的重要性正与日俱增。随着无线站点的功耗越来越低，采用替代能源，无论是经济上还是技术上都变得越来越有吸引力。对于那些既想降低经营支出又想履行环保义务的运营商来说，能效是他们面临的一个重大挑战。为了有效地长期节约能源，运营商需要制定一个统一的策略，其中应该包含上面提到的三大要素：单个站点的节能性能、良好的网络设计以及替代能源策略。爱立信是整套节能策略的提出者，也是提供相关产品和解决方案的领先厂商。全球各地的运营商正在利用爱立信先进的解决方案，降低自身的总体拥有成本，并占据领先的市场地位。
