5G休眠，应战“电老虎”还有啥办法

安樾科技日报采访人员乔地近日，中国联通洛阳分公司在其微信公众号“通信菜园儿”发布消息称，洛阳联通近期分别对已经入网的3种不同基站射频单元设备（AAU），分不同时段定时开启空载状态下的深度休眠功能，从而实现智能化基站设备能耗管控的目的。
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中国联通洛阳分公司公众号截图该消息引爆舆论。有人指责让5G休眠使运营商“花巨资建成的5G基站沦为摆设”，“半夜偷偷摸摸关闭5G基站坑用户”……甚至有人称，这是因为运营商“大干快上”的5G建网策略失误所致。那么，5G到底为什么要休眠？到底影不影响通信功能？它的电耗到底有多少？今后应该怎么办？5G用电量惊人！如果1100万个5G基站全部建成，一年的电费支出将达2610亿元，比三大运营商一年的净利润加在一起还多出1倍如果告诉你，现在建成的5G基站，平均每个每天用电65度，按1元/度左右电价计算，单个5G基站每天用电成本65元。也许你感到不过是点零碎钱。一年365天，不过23725元！对运营商来说，仍然是毛毛雨。但要告诉你，截至6月底，中国移动、中国电信、中国联通三大电信企业在全国已开通5G基站40多万个，一年的耗电量将近100亿元呢？有点小震惊吧？目前，我国4G基站560万个。要达到和4G网络相同的覆盖水平，5G基站数量至少是4G基站规模的2倍以上，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！震惊了吧？震惊了吧！震惊了吧？！
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上述数据，决不是科技日报采访人员在这里胡咧咧！它全部来自在前不久国务院新闻办公室举行的“上半年工业通信业发展情况新闻发布会”上工信部相关人士的介绍。那么，5G基站的用电量为什么这么惊人？早在2019年底，原中国移动副总裁、现中国电信总经理李正茂曾在公开场合称，5G发展面临“三个三”难题：5G相比4G频率更高、波长更短，要达到4G的信号覆盖程度，5G基站数量要达到4G的3倍；因为频率更高，5G基站的耗电量将是4G基站的3倍；5G基站的建设成本也是4G的3倍。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?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。这也是包括洛阳联通在内的多地通信公司让AAU深度休眠的主要原因之一。
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5G休眠，不仅仅是被逼出的无奈之举什么是AAU深度休眠？中国联通网络技术研究院无线研究部副主任李福昌介绍，AAU空载状态的深度休眠功能是指当基站业务处于长时间闲时状态下，由于没有5G用户接入，AAU设备可以关断大部分有源设备的供电，进入休眠状态，从而实现降低AAU空载功耗的目的。中国电子信息产业发展研究院工程师乔路解释，由于5G基站的AAU设备支持的是64通道或32通道，比传统的4G设备增加了大量的有源器件、基带处理单元等器件，因此会大幅提高该类型设备的空载功耗。“在基站正常开启状态下，与高峰期相比，后半夜基站耗能减少不多，但实际使用的能耗很低，大部分能量消耗是‘无效能耗’。让空载状态下的AAU设备进入深度休眠是网络管理精细化的一个趋势。”独立电信分析师付亮说，通过人工智能的调度算法，在低速率、低业务量的情况下进行一些设备的供电关断，达到节能的效果，这种做法对用户几乎没有影响，却可以大幅降低运营商的电费及其他维护费用。中兴通讯的一位技术专家表示，“深度休眠的节电效果比较好。进入深度休眠状态后，基站还处于上电的状态，定期与核心网进行信令交互，维持在最低的功耗值，但是不提供业务。”付亮说，“后半夜，用户使用率低，即使基站休眠，没有5G，仅连接到4G+网络，也可以达到100Mbps以上的速度，这对目前的大多数应用来说，几乎没有明显差别。”中国移动河南有限公司总经理杨剑宇告诉科技日报采访人员，5G基站进入深度休眠与平时人们理解的路灯关闭，根本不是一码事。它没有严格的时间表，休眠的前提是当前设备处于无人使用状态或业务量低于某个值。如果某处基站有大量的用户正在使用，则运营商不会让5G基站休眠。符合条件的话，可以随时唤醒基站，并恢复正常使用。全过程靠人工智能监控。中国联通河南分公司总经理韦海波说，通过让AI学习和判断，根据某个区域的网络和业务状况，智能分析在某个时间段关闭一些频率，在不影响网络体验的情况下让整个区域的网络功耗降到最低。虽然关掉了某些频率，但韦海波强调这是在不影响用户使用的前提下。“要基于AI技术判断环境，比如有自然灾害的时候，哪怕是用户不多，我们的5G基站也不能关。再比如节假日，即便是凌晨一点钟，也不敢关断基站。”在5G智慧医疗、5G智慧交通、5G智慧工厂、5G+4K超高清视频直播等行业应用方面，付亮说，与面向普通消费者的5G服务不同，基站休眠对5G行业应用影响更小，因为行业应用需求有时间规律。运营商可根据需求调整基站使用情况，做到在不影响使用的情况下，尽可能降低电力消耗。李福昌说，5G基站AAU深度休眠功能是在业务闲时时段开启，运营商会根据实时数据进行判断，从而实现5G网络功耗智能化管理。同时，运营商会保留至少一张网络，保证用户的正常业务。降低用电成本，除了5G休眠，政府和企业在政策支持、人工智能、符号关断、研发低功耗芯片等方面正在做尝试为了解决5G用电成本高的难题，相关部委、各地政府相继出台政策。简单而言，降低5G用电成本的政策支持主要体现在三方面：一是推动转供电电改为直供电，这是降低用电成本的关键环节；二是调降电费定向支持；三是地方资金支持。就地方资金支持而言，2019年以来，我国已有多个省市政府出台相应措施，多数都提到要推动降低5G基站用电成本。比如，山西省提出，2020-2022年期间对参与市场交易后的5G基站，其实缴电费超出目标电价0.35元/千瓦时的部分，由省、市、县三级按照5：2：3的比例给予相应支持，每年用于5G基站电价补贴的省级财政资金总额不超过5000万元。据山西省铁塔公司初步预测，上述补贴可使5G基站用电单价下降约三成。广东则提出，加快转供电改造，改造投资的分摊以用户红线边低压计量装置为分界点，分界点电源侧由供电部门投资，分界点负荷侧由用户投资。华为、中兴等通信设备商一直以来就在5G基站设备层面努力降低功耗，为三大运营商提供解决方案。运营商自然更加积极地考虑和推动降低5G用电能耗和成本，正从人工节能方式向智能节能方式演进，包括深度休眠和符号关断等方式。华为推出了PowerStat节能解决方案，通过AI等技术，实现2G、3G、4G、5G多频网络协同调度，以达到节能目的。江苏电信联合中兴通讯联合试点符号关断、深度休眠以及符号关断叠加深度休眠的5G节能技术。所谓“符号关断”，就像原本是单向四车道的高速公路，每个车道都有人维持秩序，但到夜间空闲时间关闭了其中三个车道，只留一个。相对深度休眠，“符号关断”节电效果要弱，但是能确保用户随时连上5G网络。实测结果显示，符号关断可实现降耗20?上，深度休眠使能期间可实现平均降耗60?上，其中，5G二期主力AAU的深度休眠降耗高达80?上，符号关断叠加深度休眠后全天可实现降耗30?上，且在节能期间网络KPI保持稳定。中国电信相关负责人还表示，“目前，我们正在推动产业链从技术上进一步降低5G基站功耗，如采用更低功耗的处理芯片、通过人工智能算法进行节能控制等。同时在现网部署的同时，根据当地环境、用户数量密度决定基站发射功率配置以及收发天线数，通过基站配置的灵活选择来降低功耗。”“但是，要从根本上降低5G建设和运营成本，运营商还是要依赖5G用户的大规模普及，”中国信通院党委书记宋灵恩说，“这个5G用户既包括C端，也包括B端。”而目前B端的5G行业应用正在落地，但距离大规模商用、并为运营商真正带来收入，还有一段时间；在C端方面，最大的障碍在于杀手级应用还未诞生。编辑：张琦琪审核：朱丽