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  • 华为董事长梁华:5G与4G能耗相当,能效提高10-20倍


    发布时间:2019-08-09   浏览次数: 56 次

  • 随着我国5G商用牌照的发放,公众热议许久的5G时代终于正式到来。拥有大带宽、低时延、广联接三大特性的5G将全面赋能智能制造、自动驾驶、AR/VR应用、4K/8K视频等行业,掀起万物互联的数字化、智能化浪潮。

    与此同时,关于5G基站功耗的担忧和噪声也开始弥散开来。海量联接的5G,能耗究竟如何?运营商建设5G,又要如何度过“节能降耗”大关?

    华为董事长梁华:5G基站比4G能效更高,更符合环保理念

    移动网络的能耗直接关系到运营商的运维成本。在4G时代,网络总体能耗已经占据了运营商运维成本的16%,而拥有更大容量、更快速度和更多联接的5G,不免引发了人们对其能耗的担忧。

    在华为于19年7月12日举办的《2018可持续发展报告》发布会上,华为董事长梁华发表公开演讲:“未来通信网络的重要关注点之一就是能量效率,核心是用更少的能量传递更多的信息,以及在能量系统中通过信息技术来降低能耗。”


    梁华表示,不必对5G的能耗感到担忧,其实在同样覆盖能力下,与4G的典型能耗基本上在同一个量级上。更重要的是,5G设备1度电的能耗可支持超过5000GB流量的传输,相当于下载5000部高清电影;而在4G时代,同样电量仅能下载200部左右。也就是说,5G的能效相比4G提高了10-20倍。


    华为5G:端到端全面创新,助力运营商节能降耗

    据统计,三大运营商每年网络运营电费支出共计过千亿元人民币,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。在基站中,负责处理信号编解码的基带单元(BBU)的功耗相对较小,而射频单元(RRU/AAU)是功耗的主要来源。华为通过一系列独有的“黑科技”,使整体基站功耗低于业界10%-20%。

    首先,华为5G AAU采用了完全自研的基站ASIC芯片——天罡。相对于传统FPGA芯片,天罡拥有极高集成度、极强算力和极宽频谱,提升单板集成度的同时实现了运算能力的2.5倍提升。


    其二,基站功耗的最主要来源是射频单元(RF)的功放器件(PA)。华为针对5G的应用频段和应用带宽,采用黑科技材料——氮化镓(GaN)来制作功放器件。氮化镓在高频信号的放大效率远远高于以LDMOS为代表的传统半导体材料,这一特质使得功放器件拥有更高的能量转换效率和功率输出密度,从而最大限度提高功放效率、降低功耗。

    讲到功放,不得不提到一个“线性放大区间”的概念,即功放在一定的输入范围之内能够对输入信号进行线性放大,超过这个区间功放的非线性放大会导致信号的失真,从而降低功放效率。为了提升功放效率,华为采用专门优化的数字预纠偏算法(DPD),对功放的非线性放大区进行预纠偏,使得功放的线性放大区间得到极限延伸。华为通过氮化镓材料和数字预纠偏算法两者的结合,使功放效率提升10%。


    此外,正如家用电器过热会导致效率的降低和能耗的升高,基站也需要强散热以保证高能效。华为采用了独创的仿生散热技术——辊压接合散热齿,这是一个AAU内部的循环散热系统,通过“工质”液体在AAU内部汽化-液化-汽化的循环,使基站的整体散热能力提升20%,从而达到降耗的目的。

    比特驱动瓦特:由单制式节能走向系统级调度

    除了产品级降低功耗的能力之外,华为的网络运营关键节能技术——PowerStar,秉承“比特驱动瓦特”的理念,实现多个频段、多个制式间的网络级节能。


    在通常情况下,运营商的无线网络以优先满足业务的覆盖和容量的要求而设计,无线网络中存在业务量分布不均的现象。因此,运营商需要从无线网络协同的角度定制客户化的节能策略;同时需要考虑实际场景信息及运营商节能策略,以实现节能效果和网络性能的平衡。简言之,节能不仅仅是单个设备、站点层面的方案,更需要按照网络业务量的实际需求和现网的实际配置,从网络层面设计和调整。华为融合AI技术和专家经验的PowerStar节能解决方案,使基站根据实际手机或终端用户的使用情况,始终保持在效率最优的状态下运行:在夜间或者用户少的时候,根据实际的网络使用情况调整基站的工作模式,在保证用户体验的情况下,动态关闭或开启一定的天线通道、载频、时隙,以达到功耗最优的目的。对于典型的多频多制式网络,PowerStar能够帮助运营商无线网络主设备省电10%以上。


    华为助力运营商:节能可预测、降耗可管理、发展可持续

    5G时代,华为践行节能减排、助力全球运营商建设新一代移动网络,不断创新进取、厚积薄发。通过“软硬结合”的解决方案,华为取得了单站能耗低于业界平均水平20%的成绩。

    揭开5G功耗的面纱,我们更有理由期待,5G将以更高能效使能千行百业、助力万物互联的智能世界加速到来!