5G極簡站點方案探討及實踐

［胡丹］

1 引言

移動通信每5～6 年就會催生新一代網絡制式，經歷20 多年的發(fā)展，國內運營商積累了從2G 到5G 多個網絡制式。5G 相比4G 頻譜效率和網絡速率有明顯提升。帶寬和多通道技術是5G 頻譜效率提升的關鍵原因。多通道技術AAU 應用的同時，帶來的是設備高能耗，5G的單站能耗是4G的3～4 倍左右。引電和維護成本高。據(jù)統(tǒng)計，5G 單站每年電費高達上萬元。運營商5G 運營壓力大，機房資源緊缺，如何提高網絡效能及資源利用率，降低總體TCO，是當今和未來工作的重點。

2 5G極簡站點方案探討

2.1 概述

5G極簡站點，是針對傳統(tǒng)站點而言，傳統(tǒng)站點采用機房或一體化機柜的建設方式。極簡站點，就是將BBU進行合并、放置在集中機房，整個站點撤機房、全室外化部署?？梢詼p少基站機房數(shù)量，降低空調等配套設備的能耗。實現(xiàn)電費省、租金省、傳輸省，集中維護，節(jié)電退租，有效節(jié)省OPEX。

5G極簡站點一般采用刀片電源，類似于交轉直模塊，是專為末端站點設計的新一代分布式電源。主要針對C-RAN 拉遠端全室外場景或者現(xiàn)有電源系統(tǒng)升級改造困難的站點?？筛鶕?jù)不同的負載大小配置不同容量的刀片電源和電池。

圖1 左圖所示為傳統(tǒng)的方式，機房+開關電源，對應的鐵塔訂單類型為機房+配套；圖1 右圖所示為極簡站點，對應的鐵塔訂單類型為無機房無配套，通過刀片電源給AAU 供電。如要實現(xiàn)備電，需增加刀片鋰電，均可以掛墻、掛塔安裝?？梢詼p少租金支出。

圖1 5G 傳統(tǒng)站點VS極簡站點建設方式

2.2 經濟效益分析

5G極簡站點主要目的是去機房，節(jié)省站點租金、同時減少機房設備，減少空調等配套設備的電費分攤。但需要對站點進行RRU 供配電改造，新購刀片電源，選配刀片電池。對5G極簡站點建設方式進行經濟效益分析，主要從產品價格（塔租租金）、電費分攤及建設投資3 個方面對比傳統(tǒng)站點與極簡站點的差異，從而得到該建設方式所能產生的經濟效益。

鐵塔關于成本及租金的計算公式如下：

因為RRU 交流不能上塔，不考慮鐵塔站點，僅針對樓面抱桿站。包括自建機房、租賃機房、RRU 拉遠、一體化機柜幾種類型。標準建造成本，如表1 所示，對比自建機房、租賃機房、RRU 拉遠、一體化機柜可節(jié)省9.9～3.25 萬元。

表1 標準建造成本對比

對于運營商來說，在標準建造成本的基礎上，通過折損率、利舊、毛利加成等因素計算生成建造成本價格，即運營商每年支付給鐵塔的租金。

經計算，無機房及配套產品，相比其他建設方式，可節(jié)省1.95～0.63 萬。如表2 所示。

表2 鐵塔租金對比

從租金節(jié)省角度來看，推廣極簡站點建設方式，可以為運營商節(jié)省塔租開支，優(yōu)勢明顯。

電費節(jié)省方面，極簡方案主要體現(xiàn)在公共電費分攤的節(jié)省，其分攤主要是因為主設備散熱及環(huán)境散熱引發(fā)的空調耗電。鐵塔主要按照功率共享分攤比計算公攤電費。

機房、一體化機柜需要分攤功率分別按1 小時為500 W 和200 W，折合每年約0.35 萬和0.14 萬。極簡方案的運營費用節(jié)省是以犧牲建設投資，也就是RRU 室外電源改造為代價的。經計算，如圖2 所示，極簡站點較傳統(tǒng)方式多支出建設投資1.24 萬，按6 年折舊分攤，每年計0.21萬。綜合塔租節(jié)省、電費節(jié)省、建設投資超支三項合計。無機房無配套的極簡站建設方式較其他方式節(jié)省0.56～2.09萬元。

圖2 極簡站點經濟效益分析

因此，5G極簡方案可節(jié)省總支出，是降本增效的有效途徑。與傳統(tǒng)建設方式相比，還有快速部署、縮短施工周期的優(yōu)勢。采用無機房無配套的建設方式將是大勢所趨。

2.3 實施案例

對于存量站點，極簡站點的實施需要對原站點進行方案改造。下面舉例進行說明，存量站點是租賃鐵塔機房，為3/4/5G 網絡的普通機房加電源配套站點。將其進行極簡站點改造，如圖3 所示，將原有U2100 和LTE 基站的BBU 進行合并，一并搬到C-RAN 機房。機房設備清退，全室外安裝。

圖3 極簡站點改造示例

改造前后主設備功耗變化情況，這里主要考慮了幾個方面，一個是3G、4G UL SDR 改造，3G/4G 共用BBU、RRU；第二是電源設備，RRU、AAU 采用OPM200 交轉直模塊供電；第三是傳輸設備，改造后ATN、SDH 下電退網；如表3、表4 所示，測試方法是每隔半小時記錄一次電流的最大/最小值，取多次平均值。

表3 改造前設備功耗

表4 改造后設備功耗

改造前后單站單日設備功耗節(jié)省大約10 度電。主設備方面，一年可節(jié)省3 670 度。空調電費參考該站全年用電量，改造前與其他運營商1:1 分攤，改造后其他運營商獨自承擔，年節(jié)約能耗約6 307 度，節(jié)電近0.7 萬元。完成極簡站點改造，機房內的設備可全部清退，機房租金年節(jié)省1.9 萬元。年預期收益包括電費節(jié)省和租金節(jié)省，合計節(jié)省2.6 萬元。單站改造成本含一體化電源等設備及設計、施工費，共計約6 萬元。

根據(jù)改造站點的現(xiàn)金流量表，計算靜態(tài)回收期。靜態(tài)投資回收期2.3 年；3 年期累計靜態(tài)收益18 191 元，5 年期累計靜態(tài)收益70 347元，8 年期累計靜態(tài)收益148 581 元。可見，隨著年限增加，經濟效益也逐年增加。如果該建設方式規(guī)?；纱蟠鬁p輕運營商運營壓力，經濟效益顯著。

3 其他極簡方式

除了去機房的極簡站點建設方式，還有一些可以簡化網絡和站點的產品和手段。包含主設備、動力、配套等幾方面，對其適用場景及建議總結如表5 所示。

表5 其他極簡手段及方案

4 小結

目前國內四大通信運營商除廣電外，都同時運營著從2G 到5G的多制式多網絡。網絡結構復雜，基礎設施及設備繁雜。5G極簡站點方案通過犧牲建設投資，即RRU 室外電源改造為代價，來實現(xiàn)租金及電費的節(jié)省，并且隨著年限增加，經濟效益也逐年增加。因此可以降低總體TCO與傳統(tǒng)建設方式相比，還有快速部署、縮短施工周期的優(yōu)勢。結合其他節(jié)能降耗、簡化產品和手段，實現(xiàn)降本增效，可一定程度上緩解運營商網絡建設和維護運營的壓力。倡導網絡精簡，站點極簡是大勢所趨。