降低能源成本，減少碳排放，是運營商長期關(guān)注的主題。最近幾年，國內(nèi)通信業(yè)務高速發(fā)展，全網(wǎng)基站數(shù)量從100萬迅速增加到160萬，通信網(wǎng)絡(luò)總耗電量高達450億度，平均每個基站年耗電量接近兩萬度，成為基站主要運維成本。降低能源成本是電信運營商當前重要和緊迫的需求，也是中國鐵塔運營共享基站的社會責任。
提高站點能效是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段
站點能效越高，主設(shè)備能耗所占比例越高，站點基礎(chǔ)設(shè)施能源損耗越少。提高能效，相應總能耗按比例降低，站點能效可以作為基站節(jié)能的管理指標。
國內(nèi)存量基站中，室內(nèi)型站點與室外型站點比例約為7:3。以室內(nèi)基站為例，主設(shè)備能耗約占50%左右，即站點能效為50%左右。實際上，由于夏熱冬暖、夏熱冬冷和嚴寒地區(qū)基站空調(diào)能耗達到站點總能耗的50%，加上在網(wǎng)電源效率不高，站點能效低于50%的室內(nèi)基站比比皆是。室外型站點采用分艙溫控方式，溫控能耗得到節(jié)省，依據(jù)機柜溫控方式和設(shè)計的不同，站點能源效率一般在60～80%。
以三大運營商現(xiàn)網(wǎng)站點能效平均50%計，如果提高到60%，就可節(jié)電75億度。提高站點能效，是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段。
高效設(shè)備應用推高站點能效基線
從通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)電、配電、變換、負載、溫控和維護管理六環(huán)節(jié)來看，溫控環(huán)節(jié)（以空調(diào)為主）和變換環(huán)節(jié)（以通信電源為主）能耗占比高，是影響站點能效的關(guān)鍵。
空調(diào)能效分級早已成為行業(yè)標準，在相同工況條件下，相同制冷量的高效空調(diào)比低效空調(diào)節(jié)能30%以上，合理地使用高能效空調(diào)，能幫助降低溫控環(huán)節(jié)能耗，提升站點能源效率。
通信電源還沒有象空調(diào)那樣在設(shè)備上標注能效等級，但系統(tǒng)效率高于95%的高效電源已納入通信電源標準。由于系統(tǒng)效率普遍比整流模塊效率低一個百分點，業(yè)界將整流模塊效率能達到96%以上的電源稱為高效電源。得益于模塊休眠技術(shù)普遍應用，在不同負載率下，電源系統(tǒng)實際運行效率與最高效率很接近。按照全網(wǎng)絡(luò)能效為50%測算，通信電源效率每提升2%，全網(wǎng)能耗降低1%，帶來每年4億的電費節(jié)省。三大運營商在網(wǎng)電源平均效率低于90%，如果全部用96%超高效電源替代，一年節(jié)省用電10億度以上，高效電源價值顯而易見。
為了直觀地了解設(shè)備效率提升對節(jié)能和站點能效提升的影響，以平均空調(diào)能耗占40%的典型3kW南方室內(nèi)站點模型為例，現(xiàn)網(wǎng)空調(diào)能效比為3.0，電源系統(tǒng)實際效率為90%，采用能效比為3.4的空調(diào)和系統(tǒng)效率96%的高效電源替代后，結(jié)果如下表所示。
從上表可以看出，隨著高效設(shè)備規(guī)模應用，站點能效基線被抬升。由于電源和空調(diào)價格已下滑至極限，低效設(shè)備進行高效改造的投資回報周期僅三年左右，而且隨著設(shè)備采購量的提升，高效模塊價格仍有下降空間。存量站點老舊設(shè)備改造宜早不宜遲，能耗增長速度有望被高效設(shè)備的規(guī)模應用而有所扼制。
傳統(tǒng)建站模式，站點能效不受控
傳統(tǒng)站點采用現(xiàn)場集成模式，基站BBU、RRU、傳輸設(shè)備、電源、電池、空調(diào)和監(jiān)控等由多個供應商分別提供，盡管運營商對設(shè)備效率有約束條件，設(shè)備供應商也會對各自提供的設(shè)備效率負責，但設(shè)備之間未進行匹配設(shè)計，系統(tǒng)協(xié)同工作未得到充分測試與優(yōu)化。
比如設(shè)備的風道設(shè)計和熱管理，如果不進行統(tǒng)一設(shè)計和優(yōu)化，則氣流組織不會是最佳路徑，從而影響到制冷效果，需要在大環(huán)境內(nèi)提供更低的空調(diào)溫度才能保證最不利位置的設(shè)備不過溫。一方面消耗更多電能，另一方面整體能效并沒有確定性的保證，取決于現(xiàn)場施工水平。
在傳統(tǒng)建站方式下，現(xiàn)場集成通用設(shè)備，不可避免地出現(xiàn)配置過度冗余情況，工況或負載率難以達到最佳工作點，大馬拉小車也是導致站點能效低的原因之一。此外，通信電源、空調(diào)、監(jiān)控FSU、監(jiān)控傳輸設(shè)備等都有CPU并消耗電能，多控制器浪費電能。
現(xiàn)場集成模式，雖然可以通過采用各種高效設(shè)備的組合以提高站點能效，但站點能效并并不受控，設(shè)備供應商不會為提高整站能效投入更多的成本，不能最大化實現(xiàn)站點節(jié)能。
基站節(jié)能改造，節(jié)能效果受限
站點節(jié)能改造措施主要有兩種途徑：溫控改造和電源高效改造。電源效率基本不受環(huán)境、人為因素和使用年限影響，提高電源設(shè)備能效水平可有效節(jié)能。由于電源能耗占比低于10%，采用高效電源設(shè)備仍無法大幅提升基站的整體能效。溫控節(jié)能除更新高能效空調(diào)外，主要有兩種操作方式：提高基站運行溫度和采用智能通風系統(tǒng)，節(jié)能效果會因人員、環(huán)境等各種影響而有折扣。
機房升溫主要通過改變空調(diào)啟動溫度設(shè)置，并采用高溫電池方案實現(xiàn)。當有人員下站維護或操作時，經(jīng)常會調(diào)低空調(diào)溫度設(shè)置，很難保證人員離開前恢復空調(diào)溫度設(shè)置，嚴重影響機房升溫節(jié)能較果。
智能通風系統(tǒng)一般采用百葉窗與外界隔離，簡單的通風方案在使用一段時間后性能發(fā)生變化，節(jié)能改造效果達不到預期甚至增加能耗。如因大氣粉塵含量高，智能通風系統(tǒng)過早失效；百葉窗變形、風扇轉(zhuǎn)軸阻力增大導致通風口無法自然關(guān)閉，室內(nèi)與外部相通，夏季空調(diào)工作時外部濕熱空氣進入而能耗大幅增長。
基站動環(huán)整體解決方案，高能效、可管理
基站動環(huán)系統(tǒng)整體解決方案由設(shè)備供應商一體化設(shè)計、制造、測試、交付，廠家對基站動環(huán)系統(tǒng)整體可靠性和能源效率負責，因此整體解決方案是具備站點級可靠性和站點級效率的產(chǎn)品。整體解決方案以室外一體化機柜方案為典型代表，包含機柜系統(tǒng)、分艙溫控系統(tǒng)、開關(guān)電源、集成動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)等。
一體化機柜與冰箱有很多類似之處。如冰箱有多種型號，針對家庭食物存儲需求設(shè)計，壓縮機等部件與機體匹配，廠家保證冰箱整體可靠性和生命周期內(nèi)能源效率。冰箱有五級能效標準，在食物量與環(huán)境溫度確定時，能效是確定性的，家庭用電量可控。當冰箱出現(xiàn)故障時，因只有一個設(shè)備供應商，廠家會提供維修或更換服務，即使內(nèi)部故障器件不是冰箱廠家生產(chǎn)的，也不可推脫質(zhì)量保證責任。同樣地，如果能效指標不符合要求，只要被發(fā)現(xiàn)，也屬于故障的一種，廠家有責任處理。
與空調(diào)針對家庭食物存儲需求設(shè)計類似，基站動環(huán)系統(tǒng)整體解決方案針對通信基站站型設(shè)計，涉及的部件互相匹配，包括電源容量、溫控容量與溫度控制點、主設(shè)備和電池空間、動環(huán)監(jiān)控接入設(shè)備與測點等。整體集成方式可以對設(shè)備進行分區(qū)溫控，有針對性的滿足不同設(shè)備的溫度控制要求，而且可以盡量減少制冷區(qū)域空間，從而最大限度的減少制冷能耗。站點能效是整體解決方案的一個技術(shù)指標，即站點總效率。整體解決方案故障責任清晰，采用整體解決方案的站點，其站點能源效率是可視和可控的，一旦檢測到能效低于設(shè)計的情況，系統(tǒng)可以自動報警，使低能效站點的改進納入到統(tǒng)一的故障維護派單管理中來，能有效地保證節(jié)能。
基站動環(huán)整體解決方案成為建站趨勢
傳統(tǒng)現(xiàn)場集成的站點除能效不可控外，由于設(shè)備分別采購，存在設(shè)備之間匹配不合理問題，不但浪費成本，而且也是產(chǎn)生故障多、能耗高的關(guān)鍵原因。當站點出現(xiàn)故障時，故障責任界面不清晰，維護過程中扯皮、推諉難以避免。同時，只要設(shè)備本身效率沒有不達標，設(shè)備供應商并不會也沒有責任關(guān)注站點整體是否節(jié)能，用戶難以實現(xiàn)站點級高可靠和站點級高效。
動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)一般在站點投入運行后才安裝，由于涉及多廠家不同設(shè)備互聯(lián)，設(shè)備間通信和協(xié)議調(diào)測工作成為工程難點，動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)維護也會遭遇故障難以界定的問題。整體解決方案集成動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，整個站點動環(huán)系統(tǒng)只有一個網(wǎng)元，動環(huán)監(jiān)控可以實現(xiàn)與站點同步部署，不但節(jié)省安裝成本，在站點側(cè)也不再需要專門的動環(huán)監(jiān)控維護工作量，節(jié)省維護成本。
海外主要運營商基站以室外型為主，多采用一體化整體解決方案，具有站點級高可靠性和站點級高效特性。在國內(nèi)，整體解決方案在運營商、中國鐵塔已經(jīng)試點，正在建設(shè)室外一體化機柜方案。
可以展望，基站動環(huán)系統(tǒng)整體解決方案將成為未來建站的主流方式，在提高站點可靠性的同時，推動基站高能效。 
