悲了伤的白犀牛深度分析!一文讲清楚5G为什么如此耗电!


前文写到 , 自从5G商用以来 , 5G基站建了几十万站了 , 但原本设想中的那些美好场景迟迟没有出现 , 但一个意想不到的窘境却最先爆发——运营商被昂贵的5G基站的电费压得喘不过气 , 以至于囊中羞涩的运营商不得不采用定期关闭基站的方式来节省电费 。
那问题来了 , 为什么5G如此耗电呢?
这个问题可以从三个层面来解释 , 第一是单基站的功耗问题 , 第二是5G基站的覆盖能力问题 , 第三是5G基站的配套设施问题 。
悲了伤的白犀牛深度分析!一文讲清楚5G为什么如此耗电!
本文插图
先来看单基站的功耗问题 。
从功耗数据来看 , 5G基站最大功耗约为4G的3-4倍 。 这里有几组数据:
1. 根据中国铁塔的一份分析材料 , 目前几家主流的厂商的5G基站单系统的典型功耗分别为:华为3500W , 中兴为3255W、大唐为4940W , 作为对比 , 4G的单系统功耗仅为1300W , 5G是4G的3-4倍 。
2. 中国通信标准化协会的数据显示 , 目前主要运营商的5G基站主设备空载功耗约2.2-2.3kW , 满载功耗约3.7-3.9kW , 是4G单站的三倍左右 。
简单测算一下 , 以当前平均1.3元/度的转供电价计算 , 一个4G基站每年的电费是20280元 , 一个5G基站每年的电费将高达54600元 。 比如 , 中国移动当前已经建成21万个5G基站 , 年内要建成超过30万个5G基站 , 光电费就超过160亿元 , 这成本确实非常之高 , 要知道 , 当前的5G基本上还只是"面子工程" , 经济效益微乎其微 , 基站空转导致的电费基本上算是白白扔水里了!
再往深挖一层 , 为什么5G基站功耗如此之高呢?
这是5G技术本身决定的 。 一方面 , 5G的Massive MIMO本身是以更高的计算成本为代价降低传输功耗;另一方面 , 由于5G传输速率将成倍提升 , 5G基站将处理海量数据 , 且随着5G业务的不断发展 , 5G BBU的计算功耗将逐渐上升 。
详细点来说 , 5G基站主设备 , 主要由BBU和AAU组成 。 AAU其实就是4G时代的RRU+天线 。
悲了伤的白犀牛深度分析!一文讲清楚5G为什么如此耗电!
本文插图
BBU的主要作用 , 是负责基带数字信号处理 。 AAU的主要作用 , 是将基带数字信号转换成模拟信号 , 然后调制成高频射频信号 , 再通过功放单元放大功率 , 通过天线发射出去 。
BBU的功率比较稳定 , 不受业务负荷的太大影响 。 而AAU就不一样了 , 随着负荷的增加 , 功耗也大幅增加 。
因此 , 相比4G时代基站功耗大部分花在传输上 , 在5G时代 , 基站的计算功耗将大幅提升超过传输功耗 。
那5G单基站的功耗问题能不能解决呢?
具体技术层面不谈了 , 光从技术发展逻辑上看 , 5G作为新一代网络技术 , 它的功耗如此之高肯定是不合理的 , 因此 , 我觉得这里面有挺大的优化空间 , 我的依据就是——
相比过去的3G、4G , 5G的上马显得有些仓促 , 从标准的初步完成到商用部署仅仅过了1年时间 , 而4G则花了近5年 , 从成熟度来看 , 其实当前5G网络技术还谈不上成熟 , 其很多关键技术仍有需要改善的地方 , 比如产品体积、功耗 , 也包括性能、稳定性等指标 , 都有较大优化空间 。
悲了伤的白犀牛深度分析!一文讲清楚5G为什么如此耗电!
本文插图
【悲了伤的白犀牛深度分析!一文讲清楚5G为什么如此耗电!】
再来看5G基站的覆盖能力问题 。
由于5G的承载频段相比4G来说是比较高 , 尤其是中国电信和中国联通的3.5GHz频段 , 更高的频段确实可以保证网络速率 , 但另一方面就是牺牲了其信号的穿透力 , 这导致5G基站的覆盖面积远小于4G基站 。
简单做个对比 , 如果要实现相同面积的覆盖 , 需要到的5G基站的数量可能将是4G的2-3倍 , 在加上5G单基站功耗是4G的3-4倍 , 那么5G网络的功耗将是4G网络的6-12倍 。


推荐阅读