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为什么运营商要在夜晚智能休眠5G基站,能耗真的很高么?

在谈论5G基站能耗这个问题之前,我们要先了解一下基站是怎么工作的。

就以5G 来说吧,比如你想将一段视频,发送给在城市另一端的朋友,你这边只要点击发送,你朋友只要手机有信号,能连上网,那么就能收到视频并观看,看起来是很简单,但实际上,在我们看不到的地方却经历了很多道程序。

我们可以这样去理解,一段视频你要发送出去,手机首先通过内置的5G芯片,将我们的视频通过无线电磁波信号,发送给予我们手机建立连接状态的基站,基站收到我们手机传来的电磁波信号后,然后经过数个功能器件单元,将无线信号,调制成供光纤能够传输的光频信号,再通过光纤骨干网,发送给在城市另一端你朋友所在范围的,另外一座基站,然后基站再将光信号调制成无线电磁波信号发送到你朋友的手机上。(实际上这个过程是比我现在所讲的要复杂的)

这个原理,其实和我们家中的路由器差不多,不然光有光纤,没有无线路由器的加持,你的手机还是上不了网,这样应该好理解吧,不过基站是肯定是比路由器要复杂的。

5G基站主设备,主要由BBU( Building Base band Unite)室内基带处理单元?和AAU(Active Antenna Unit)有源天线处理单元组成。AAU其实就是4G时代的RRU(Remote Radio Unit)射频拉远模块天线。

其中BBU,是负责基带数字信号处理的。而AAU则是将基带数字信号转换成模拟信号,然后调制成高频射频信号,再通过功放单元放大功率,通过天线发射出去。

无线通信是用电磁波来传输信息的,电波和光波,都属于电磁波。电磁波的功能特性,是由它的频率决定的。而这个频率它是有限的,为了避免干扰和冲突,

目前我们对电波进行了划分,分配给不同对象和用途。

关于频率我这里就不做过多的解释了,大家只要知道,频率越高,能使用的频率资源越丰富。频率资源越丰富,能实现的传输速率就越高。

简单来说就是,频率资源就像一节节的车厢,越高的频率,车厢越多,相同时间内能装载的信息就越多。

5G使用的频率范围,分为两种:一种是 6GHz 以下,这种和目前的 2/3/4G 差别不算太大。

而还有一种,在 24GHz 以上:

说白了就是高频率下的5G网速很快,比频段在6GHz以下的5G更快。

既然,频率高这么好,你一定会问:为什么以前我们不用高频率呢?

原因很简单,用不起!

电磁波的显著特点是频率越高,波长越短,就越趋近于直线传播。

例如我们熟悉的光线就是以直线传播的,当有障碍物时,光线就无法穿透障碍物传向更远的地方。

高频的电磁波就基本遵循这一规律,频率越高,传输距离大幅缩短,绕射能力差,单个基站信号覆盖的范围就越小,4G使用的是低频,因此覆盖范围远大于5G覆盖范围,所以为确保信号覆盖,就会导致覆盖同一个区域,需要的 5G 基站数量,将大大超过4G。

说了那么多,还是看一下运营商专门做的4G基站与5G基站的能耗对比测试。

而根据实验结果得知,

1、5G单站功耗是4G单站的2.5~3.5倍,AAU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。

2、目前单站满载功率近3700W,需对现网电源、配套进行提前扩容。

显然,这个结论还是非常惊人的。虽然我们对5G的功耗增加有一定的心理准备,但这个增加幅度,还是让人有些惊愕。

目前,我国4G基站有560万个。如果想要达到和4G网络相同的覆盖水平,那么5G基站数量至少是当前4G基站规模的2倍以上,(这里我说的是至少,实际上可远要多余2倍)也就是说,将来5G基站最终规模至少要达到1100万个,才能让用户享受与4G相同的网络覆盖服务。而他们的用电量是多少呢?一年2600多亿元!

2600亿元是个什么概念?2019年,三大运营商的净利润加到一起,是1300亿左右!也就是说,运营商用两年的净利润才能支付一年的电费!

按此估算,单从耗电量角度来看,5G网络要达到4G的覆盖程度,运营商在电费上就要付出4G时代9倍的成本。而且,大部分5G基站采用的是转供电方式,用电成本远比电网企业直接供电高出60-120%左右。

一方面是5G建设成本、使用成本高昂,另一方面则是用户规模尚小,出现“空转”。根据工信部数据,截至今年6月底,三大运营商的5G套餐用户已经破亿,但使用5G手机并且用5G网络的只有6600万人。这意味着将近一半的用户拿着5G手机却用着4G网络,还有的在使用4G手机却开通了5G套餐。

按照上述数字计算,目前每个5G基站连接的5G手机,平均只有165个,使用率非常低。这也是运营商让AAU深度休眠的主要原因之一。

所以,基于以上原因,在高频率的前提下,为了减轻网络建设方面的成本压力,5G 必须寻找新的出路。

不然高资费,低体验的5G,还是4G更香一些吧

随着技术的发展,现在似乎微基站和d2d技术正在逐步改善这一现象。

至于微基站和d2d技术具体是什么,以后再和大家分享吧!

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20201110A0HVQH00?refer=cp_1026
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