天下網(wǎng)商記者 黃天然

全國(guó)各地的5G基站建設(shè)正熱火朝天，北京上海均將在年底開通上萬(wàn)個(gè)5G基站，武漢已經(jīng)開通3000座5G基站，廣州也計(jì)劃在年內(nèi)建成2萬(wàn)座基站……一句話，5G離我們?cè)絹?lái)越近了。

與此同時(shí)，5G建設(shè)面臨的一些具體問題也浮出水面，近日有運(yùn)營(yíng)商透露的基站數(shù)據(jù)也引起了廣泛關(guān)注，特別是5G基站運(yùn)行時(shí)最高功耗將是4G基站4倍之多，電費(fèi)增長(zhǎng)竟為運(yùn)營(yíng)商新添了一筆成本。

5G基站功耗將是4G的2.5倍-4倍

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，大約80%的能耗來(lái)自廣泛分布的基站。

由于5G建網(wǎng)頻段較高，基站覆蓋信號(hào)范圍變小，要覆蓋相同范圍，5G基站數(shù)量將會(huì)是4G基站的2倍。

據(jù)全球網(wǎng)絡(luò)密集化發(fā)展電信組織Small Cell Forum發(fā)布的最新市場(chǎng)狀況報(bào)告預(yù)測(cè)，在2024年，5G基站數(shù)量就將超過(guò)4G基站，2025年總安裝數(shù)量達(dá)到1300萬(wàn)個(gè)以上。更密集的基站意味著更高的網(wǎng)絡(luò)總能耗，這將是5G網(wǎng)絡(luò)面臨的一大成本挑戰(zhàn)。

更重要的是，就單個(gè)基站而言，耗電量也會(huì)比4G基站更高。據(jù)中國(guó)鐵塔統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，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(shí)代RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元）與天線分離方案不同，5G時(shí)代的AAU是將天線與RRU融合，是5G的關(guān)鍵設(shè)備。它的作用在于將基帶數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，然后調(diào)制成高頻射頻信號(hào)，再通過(guò)功放單元放大功率，再發(fā)射到使用設(shè)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(shù)則會(huì)達(dá)到64、128甚至256個(gè)，大規(guī)模的天線陣列隨著鏈路的增加，將提升基站的計(jì)算功耗和傳輸功耗，因此基站總功耗隨之上升。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，以某品牌4G基站和5G基站的對(duì)比數(shù)據(jù)為例，在同等時(shí)間內(nèi)，4G基站滿負(fù)荷運(yùn)營(yíng)時(shí)功耗為289.68W，而5G基站滿負(fù)荷運(yùn)營(yíng)時(shí)平均功耗為1127.28W，約為3.9倍之多，這意味著，運(yùn)營(yíng)商的電費(fèi)支出將會(huì)大幅增加。

為保證電力正常供給，運(yùn)營(yíng)商還要對(duì)傳統(tǒng)機(jī)房進(jìn)行電路系統(tǒng)改造和擴(kuò)容，這也會(huì)新增一大筆成本支出。

國(guó)家電網(wǎng)才是5G時(shí)代最大贏家？

5G基站成倍上升的耗電量，已成為5G建設(shè)的"攔路虎"之一。2019年，中國(guó)5G基站建設(shè)總數(shù)將達(dá)到10-15萬(wàn)個(gè)。

據(jù)《通信世界》報(bào)道，按照典型電費(fèi)單價(jià)估算，一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)基站的單站年電費(fèi)將達(dá)到2-3萬(wàn)元。由此按2019年新增基站全部啟用計(jì)算，三大運(yùn)營(yíng)商用于5G運(yùn)營(yíng)的年電費(fèi)將達(dá)到20億至45億元左右。隨著5G基站不斷增多，電費(fèi)支出上升的壓力還將繼續(xù)增加。

網(wǎng)絡(luò)上甚至已經(jīng)出現(xiàn)了這樣的段子："國(guó)家電網(wǎng)將是5G時(shí)代的最大贏家！""5G產(chǎn)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(guó)鐵塔正在牽頭，和國(guó)家發(fā)改委、三大運(yùn)營(yíng)商一起，申請(qǐng)能夠在5G的基站上給予電價(jià)優(yōu)惠。包括在一般工商用電低價(jià)的基礎(chǔ)上，再申請(qǐng)30%的優(yōu)惠，并支持通信行業(yè)能參與電力市場(chǎng)交易。

目前，這樣的電力市場(chǎng)交易手段在一些省份已經(jīng)取得了效果，但尚未實(shí)現(xiàn)全國(guó)統(tǒng)一推行。

同時(shí)，多地政府和運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)相繼出臺(tái)了5G基站供電由轉(zhuǎn)供電改為直供電的方案。一般來(lái)說(shuō)，直供電的成本在0.9元/度～1元/度，轉(zhuǎn)供電成本則高達(dá)1.3元/度，如果實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)改直的供電方案，按年計(jì)算，可以給通信行業(yè)節(jié)省電費(fèi)7到8個(gè)億。

5G基站每bit耗電量大幅下降

另外，通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(jìn)更科學(xué)的散熱方法，以及通過(guò)AI技術(shù)對(duì)設(shè)備功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，運(yùn)用太陽(yáng)能電池板或風(fēng)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(duì)值在增加，但它的能效比肯定低于4G。也就是說(shuō)，在功耗相同的情況下，5G的網(wǎng)絡(luò)容量將是4G的幾十倍，每bit的耗電量大幅下降。

有數(shù)據(jù)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(shí)代，同樣的電量?jī)H能下載200部不到。

因此，從總的社會(huì)效益來(lái)講，雖然功耗問題帶來(lái)電費(fèi)成本增高，但全社會(huì)的網(wǎng)絡(luò)通信能效將在5G時(shí)獲得飛躍性的提升。

5G時(shí)代來(lái)臨，通過(guò)降低電價(jià)和能耗縮減運(yùn)營(yíng)商成本是當(dāng)務(wù)之急，而更關(guān)鍵的，是讓5G要在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧家居和城市等領(lǐng)域應(yīng)用起來(lái)。

如果企業(yè)購(gòu)買5G服務(wù)后能創(chuàng)造利潤(rùn)，就能為5G增長(zhǎng)的能耗買單，形成產(chǎn)業(yè)的良性循環(huán)。否則巨額的能耗費(fèi)用支撐之下，無(wú)法成為社會(huì)產(chǎn)出相應(yīng)的價(jià)值，那么就可能將5G的建設(shè)發(fā)展帶入高投資、低產(chǎn)出的"死胡同"。