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5G5G耗电惊人！运营商定时开关机？不不不，基站省电还有这些方法


电子发烧友网报道（文/程文智）最近 ， 一篇关于中国联通在每天21:00到次日9:00关闭5G基站 ， 以减少能耗 ， 节约电费的新闻 ， 引起了大量的关注 。 很多人是在看到这样的报道后才知道 ， 原来5G基站是需要耗费大量电能的 。
最开始大家普遍关注的是5G带来的各种好处 ， 比如更高的速率、更宽的带宽、更低的延时 ， 以及更高的连接密度 ， 而忽略了如此高性能需要付出的代价 。 现在 ， 随着5G建设的加速 ， 逐渐进入实际商用阶段 ， 那么面临的落地挑战也开始逐渐浮出水面 。 5G基站电源就是我们遇到的一个挡路虎 。
因此 ， 不久前 ， 邀请到在基站电源领域有着丰富经验的专家 ， 探讨了《5G网络演进对电源设计的挑战》问题 。 他们分别是来自英飞凌科技（中国）有限公司的电源与传感系统事业部市场部经理程文涛和MPS北中国区副总经理卢平 。
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为何5G基站高功耗？
要实现5G移动通信 ， 首先需要布置大量的5G基站 ， 包括宏基站和小基站（也称分布式基站） ， 基站能耗主要以电为主 ， 随着店里成本的增加 ， 移动网络的扩大 ， 基站机方电费支出也水涨船高 ， 因此才会出现中国联通需要定时开关机5G基站的情况 。
目前5G基站能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调四部分 ， 而其中基站的电费支出占整体网络能耗的80%以上 。 而在基站能耗中 ， 负责处理信号编码的基带单元（BBU）的功耗相对较小 ， 射频单元（RRU/AAU）的功耗相对较大 。
根据去年华为发布的《5G电源白皮书》显示 ， 从4G演进到5G ， 虽然单位流量的功耗大幅降低了 ， 但是5G总功耗相比4G还是大幅增加的 。 预计在5G时代 ， 64T64R AAU最大功耗将会达到1000~1400W ， BBU最大功耗将达到2000W左右 。
在5G时代 ， 一站多频将会是典型配置 ， 预测5频以上站点占比将从2016年3%增加到2023年45% 。 一站多频将导致整站最大功耗超过10kW ， 10频及10频以上站点功耗超过20kW ， 多运营商共享场景下 ， 功耗还将翻倍 。
就目前来说 ， 5G基站相比4G基站功耗提升了3倍以上 ， 加上由于覆盖范围的衰减 ， 5G基站的需求量成倍增加 ， 因此 ， 对于运营商而言 ， 5G基站的高功耗成为了制约5G建网的首要原因 。
随着5G网络走向低/高频混合组网 ， 为满足网络容量增长的业务需求 ， 大量的末梢站点将会被部署 ， 网络站点数量将会出现大幅增加 ， 整个网络的功耗将会呈倍数增长 。
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图1：5G基站能耗变化
在英飞凌的程文涛看来 ， 5G时代除了宏基站 ， 还需要大量的小基站 ， 另外边缘计算的服务器也会大幅增加 ， 这些对电源都会有新的要求 。
MPS的卢平解释说 ， 5G基站能耗的大幅提升原因主要有两个 ， 一是天线数量的增加 ， 现在一般需要使用64T64R的矩阵天线 ， 矩阵天线的使用可以实现波束赋形 ， 支持更多的用户 ， 覆盖更大的范围 ， 实现更长距离的通信 ， 同样也大幅提升了能耗；二是强大算法的支持需要用到高性能的FPGA ， 及处理器 ， 这些都需要消耗大量的电能 。 因此现在最重要的任务就是降功耗 。
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图2：5G带来的好处
5G对电源设计的影响
由于5G基站能耗的增加 ， 电费成为了运营商不可忽视的一个因素 ， 运营5G基站的运营商会越来越关注基站的耗电量 。 因此 ， 如何帮助运营商节省电费变成了一个重要的话题 。 那么要节省电费 ， 电源的设计就是一个绕不开的话题 。
程文涛认为 ， 5G时代的到来 ， 对电源设计的影响是非常明显的 。 他主要谈到了三个方面的影响：


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