天下網商記者 黃天然
全國各地的5G基站建設正熱火朝天，北京上海均將在年底開通上萬個5G基站，武漢已經開通3000座5G基站，廣州也計劃在年內建成2萬座基站……一句話，5G離我們越來越近了。
與此同時，5G建設面臨的一些具體問題也浮出水面，近日有運營商透露的基站數據也引起了廣泛關注，特別是5G基站運行時最高功耗將是4G基站4倍之多，電費增長竟為運營商新添了一筆成本。
5G基站功耗將是4G的2.5倍-4倍
移動通信網絡中，大約80%的能耗來自廣泛分布的基站。
由于5G建網頻段較高，基站覆蓋信號范圍變小，要覆蓋相同范圍，5G基站數量將會是4G基站的2倍。
據全球網絡密集化發(fā)展電信組織Small Cell Forum發(fā)布的最新市場狀況報告預測，在2024年，5G基站數量就將超過4G基站，2025年總安裝數量達到1300萬個以上。更密集的基站意味著更高的網絡總能耗，這將是5G網絡面臨的一大成本挑戰(zhàn)。
更重要的是，就單個基站而言，耗電量也會比4G基站更高。據中國鐵塔統(tǒng)計的數據，5G基站功耗將是4G基站的2.5倍-4倍。其中，耗電增加的主要原因在于5G基站不同于傳統(tǒng)基站的AAU功耗。
AAU全稱Active Antenna Unit，即有源天線處理單元，也叫Massive MIMO天線。與4G時代RRU（射頻拉遠單元）與天線分離方案不同，5G時代的AAU是將天線與RRU融合，是5G的關鍵設備。它的作用在于將基帶數字信號轉換成模擬信號，然后調制成高頻射頻信號，再通過功放單元放大功率，再發(fā)射到使用設備。
傳統(tǒng)基站的天線基本為2天線、4天線或8天線，而Massive MIMO的天線單元數則會達到64、128甚至256個，大規(guī)模的天線陣列隨著鏈路的增加，將提升基站的計算功耗和傳輸功耗，因此基站總功耗隨之上升。
有統(tǒng)計數據顯示，以某品牌4G基站和5G基站的對比數據為例，在同等時間內，4G基站滿負荷運營時功耗為289.68W，而5G基站滿負荷運營時平均功耗為1127.28W，約為3.9倍之多，這意味著，運營商的電費支出將會大幅增加。
為保證電力正常供給，運營商還要對傳統(tǒng)機房進行電路系統(tǒng)改造和擴容，這也會新增一大筆成本支出。
國家電網才是5G時代最大贏家？
5G基站成倍上升的耗電量，已成為5G建設的"攔路虎"之一。2019年，中國5G基站建設總數將達到10-15萬個。
據《通信世界》報道，按照典型電費單價估算，一個5G標準基站的單站年電費將達到2-3萬元。由此按2019年新增基站全部啟用計算，三大運營商用于5G運營的年電費將達到20億至45億元左右。隨著5G基站不斷增多，電費支出上升的壓力還將繼續(xù)增加。
網絡上甚至已經出現(xiàn)了這樣的段子："國家電網將是5G時代的最大贏家！""5G產業(yè)是通信行業(yè)在為電力行業(yè)打工"……
有消息稱，目前中國鐵塔正在牽頭，和國家發(fā)改委、三大運營商一起，申請能夠在5G的基站上給予電價優(yōu)惠。包括在一般工商用電低價的基礎上，再申請30%的優(yōu)惠，并支持通信行業(yè)能參與電力市場交易。
目前，這樣的電力市場交易手段在一些省份已經取得了效果，但尚未實現(xiàn)全國統(tǒng)一推行。
同時，多地政府和運營商已經相繼出臺了5G基站供電由轉供電改為直供電的方案。一般來說，直供電的成本在0.9元/度～1元/度，轉供電成本則高達1.3元/度，如果實現(xiàn)轉改直的供電方案，按年計算，可以給通信行業(yè)節(jié)省電費7到8個億。
5G基站每bit耗電量大幅下降
另外，通信基礎設施建設方還提出了采用更高工藝制程的芯片、更節(jié)能的器件材料，引進更科學的散熱方法，以及通過AI技術對設備功率進行動態(tài)控制，運用太陽能電池板或風電等新能源節(jié)能降耗的方案。
需要注意的是，雖然5G基站的功耗絕對值在增加，但它的能效比肯定低于4G。也就是說，在功耗相同的情況下，5G的網絡容量將是4G的幾十倍，每bit的耗電量大幅下降。
有數據顯示，5G基站下，每1度電可以下載5000多部超清電影。而在4G時代，同樣的電量僅能下載200部不到。
因此，從總的社會效益來講，雖然功耗問題帶來電費成本增高，但全社會的網絡通信能效將在5G時獲得飛躍性的提升。
5G時代來臨，通過降低電價和能耗縮減運營商成本是當務之急，而更關鍵的，是讓5G要在工業(yè)互聯(lián)網、自動駕駛、遠程醫(yī)療、智慧家居和城市等領域應用起來。
如果企業(yè)購買5G服務后能創(chuàng)造利潤，就能為5G增長的能耗買單，形成產業(yè)的良性循環(huán)。否則巨額的能耗費用支撐之下，無法成為社會產出相應的價值，那么就可能將5G的建設發(fā)展帶入高投資、低產出的"死胡同"。
