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| 中兴节能降耗解决方案 节省50%的能源消耗 |
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| www.comcw.cn 2008-01-02 13:12 姜文 胡云华
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随着环保意识增强和能源危机显现，能否有效的节能减排已经成为直接关系到民生的重要问题。各个行业领域都已经将降低能源消耗当作企业运营中的首要原则，对于移动网络运营商也同样如此。目前移动网络中处于主导地位的GSM 网络，由于基站为数众多，其能源消耗量占据了整个网络能源消耗的绝大部分。因此，单个GSM基站的耗电多少直接关系到移动运营商节能减排的效果。作为业界主流的移动网络设备供应商，中兴通讯坚持一贯的社会责任感，推出创新的PowerSpeed解决方案，通过基于全寿命整体规划的一系列技术实现在确保基站覆盖和演进能力前提下功耗大幅降低，助运营商大幅降低设备功耗，实现节能减排的目标。
中兴通讯PowerSpeed方案主要包括以下关键技术，综合目标是达到最佳服务/付出比=载频数X每载频输出功率/(每平方米*每瓦特功耗)：
1． 综合性能、功耗、演进能力的全寿命低功耗设计为最大程度的保护运营商投资，中兴通讯8000基站设计之初就基于全寿命低功耗设计：
高性能低功耗的新一代芯片解决方案，且具有动态频率调整技术，能根据业务量符合动态调整芯片运行频率，从而保证高性能表现与低功耗节能的平衡；
低功耗电路板设计和无铅环保PCB基板：电路设计统筹考虑不同类型芯片和不同处理类容之间的均衡关系，实现单板同一性能下的最低功耗；
整机优化设计：通过整机机柜优化设计和材料选取达到整体功耗降低的同时保证基站性能的卓越发挥；
全寿命低功耗设计不仅保证了基站性能完全发挥条件下的的节能降耗，而且确保基站留有足够冗余度满足增强EDGE以及GERAN进一步演进带来处理需求。
2． PA功耗智能控制，业界领先的功放效率
作为BTS中的关键部件，载频功放模块的功耗占据了整机功耗的大部分。基于此，中兴通讯采用PA功耗智能控制技术，在提高功放效率的同时，有效降低PA功耗。通过先进的功放设计，中兴通讯将PA静态功耗降低到25W，处于业界领先水平。同时，由于GSM网络的发射方式是8个时隙采用时分方式发射，传统方式下，即使某一信道为空闲，仍然有一定的电力消耗。而在中兴通讯的解决方案中，采用了基于时隙的PA智能关闭，在信道空闲时避免电力消耗。因此，中兴通讯在承载话务时，整个PA功耗随发射时隙的数量和发射功率动态调整，避免无谓损耗，充分降低整机功耗。
此外，中兴双密度载波模块DTRU具备业界最小的体积和基带处理能力，能够降低基站体积的同时满足GERAN进一步演进需求。
3. 话务优先级分配及载频智能下电
中兴通讯的话务优先级分配与载频智能下电技术相结合，可以进一步降低基站的24小时平均功耗。通常情况下，基站每天24小时以满配置工作，消耗大量能源。而实际上，同一基站的话务量在24小时内忙闲变化很大，当话务闲时基站仍然满配置工作，无疑造成了大量的能源浪费。基于此，中兴通讯在PowerSpeed方案中推出了智能下电功能。
在基站各个模块中，收发信模块（载频模块）完成无线信道的控制和处理、无线信道数据的发送与接收、基带信号在无线载波上的调制和解调、无线载波的发送与接收等功能，是基站的重要模块，也是基站能源消耗的大户。智能下电功能通过暂时关闭不带用户的收发信模块，能大大降低不必要的功耗，提高能源利用率。在中兴通讯GSM网络中，BSC对小区话务量进行实时统计，对于一定时间粒度内话务量低于预设门限值的小区，BSC将话务集中分配到高优先级TRX（如BCCH载频），并关闭处于空闲状态的低优先级TRX，从而大幅降低话务闲时的基站功耗。
在具体的功能实现上面，中兴通讯为运营商提供了灵活的控制参数，以确保在降低功耗的同时保证网络质量不受影响。网络管理人员可以通过参数设置确定是否启动智能下电功能，并可以设置智能下电功能的启动时间段。在话务量门限的设置上，提供话务量高低门限的单独设置，话务量测量以小区为单位，当开启智能下电的时段内，在一定时间范围内（可以设置，一般为5分钟）统计小区话务量，当话务量低于低门限值时启动智能下电，当话务量上升到高于高门限值时停止智能下电；高门限值和低门限值之间为保护段，避免频繁启动和停止智能下电的操作。
对于S666站型，以24小时内1/3时间满负荷，1/3时间50%负荷，1/3时间25%负荷的话务分布为例，智能下电开启后可节省约20%电力消耗。并且，智能下电可激活的时间段，话务量统计时间粒度，以及上下电的高低门限值都可在后台设置，运营商可根据实际话务分布情况灵活控制。
4．不连续发射
不连续发射根据语音通话的实际特点，在语音激活期间进行正常的13kbps编码发射，而在话音非激活期间进行500bit/s编码，每480ms传输一帧(每帧20ms),仅传送舒适噪声SID，从而有效降低了PA的功耗。根据实际测试，在通用的通话模型下（40%-50%通话时间内无激活语音），激活DTX可以将载频模块的平均电流降低20%, 意味着节省约20%载频功耗。
5. 智能温控技术和自然散热
对于基站来说，散热部件（如风机、热交换器等）也将产生一定功耗。中兴通讯在进行基站设计时，采用了智能温控技术。基站内部的监控单元将实时监测柜内温度，并根据温度值动态调整散热部件的工作功率，从而整体降低基站功耗。而对于一体化基站如M8202和M8206，在设计上直接采用了自然散热技术，完全避免了散热部件带来的额外功耗，同时提高了设备稳定性。
6．创新绿色基站解决方案
除了在传统基站进行节能设计之外，中兴通讯还推出了革命性的绿色基站S8001，在单载频容量下仅需要13W功耗。利用S8001，运营商可以实现极低功耗的室内覆盖解决方案。以一个新建的12层写字楼作为案例场景，根据S8001的覆盖能力，为了满足覆盖的需求，需要的S8001数量为10～12个，总功耗不超过160W。而采用传统基站加室内分布系统的方案中，同等覆盖条件下仅一个12载频的宏基站信号源，其平均功耗就达到1000W以上。由此可见，采用中兴通讯绿色基站，可降低85%室内覆盖网络的能源消耗！由于GSM网络中约70%的话务来自室内，可见在楼宇密集地区的网络部署中，中兴通讯绿色基站将在节能降耗方面起到巨大作用。
中兴通讯PowerSpeed解决方案，通过以上关键技术组合部署，为运营商提供了全面的节能降耗的手段。通过部署PowerSpeed方案，仅仅基站的24小时内平均功耗即降低36%，单站点一年节省电耗6300 KWH（720W*24H*365）。而基站功耗的减少，又使得相关的供电设备，散热设备、维护设备等网络配套设备的数量和功耗也随之降低，再配合新型能源如太阳能，风能，生物能的应用，可节省约50%的整网能源消耗。目前，部署了中兴通讯PowerSpeed方案的GSM网络，已经在中国、印度、埃塞俄比亚等国家大规模运营，帮助当地的运营商节能降耗，取得了显著的效果。
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