如何实现绿色未来网络？关键是提升网络能源效率！
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近日，中国移动、Orange、Deutsche Telekom、华为、爱立信等10家国内外产业伙伴联合发布《绿色未来网络—网络能源效率白皮书》对绿色未来网络进行了深度探索，对全球移动网络的绿色发展起到了指导作用，移动Labs邀请到中国移动研究院无线与终端技术研究所高级研究员刘建华参与本次问答，为大家进一步解读。
您认为实现绿色5G网络的价值和意义是什么？
刘建华绿色低碳已成为人类社会可持续发展的重中之重，以5G为代表的新一代信息技术将赋能千行百业低碳发展。根据世界经济论坛发布的数据，5G与物联网、人工智能等技术相结合，可在全球范围内助力减少15%的二氧化碳排放量。因此，实现绿色5G网络，一方面，将切实降低运营商5G网络运营成本，助力全社会使用5G，另一方面，也将为全社会的绿色低碳树立典范。
您可以给我们介绍一下现在移动网络能耗的情况吗？
刘建华根据绿色和平组织报告，目前全球信息产业的二氧化碳排放占全社会比例从2007年的1.6%增加到2020年的2.69%。通信网络约占信息产业碳排放四分之一，其中，基站能耗是重要组成部分，此外还包括核心网、传输网、通信机房散热、电源损耗等。国际电信联盟(ITU)2020年发布了一套新的标准，建议信息和通信行业在2030年前将排放量减少45%。
在您看来，5G网络相比4G网络在降耗上存在哪些节能难点呢？
刘建华首先，典型密集城区场景下，5G基站相比于4G基站，5倍的带宽增加、4倍/8倍的通道数增加、6倍/8倍的发射功率增加，导致5G基站的峰值功耗大约是4G基站的3倍～4倍；其次，5G网络速率大约是4G的15倍以上，5G基站能效可达到4G的5倍以上，但由于商用初期5G承载的业务较少、网络负荷较低，5G基站的能效优势未能没有得到充分的发挥，随着5G网络规模的扩大，5G网络能耗高还是给运营商带来了较大的运营压力。
据悉，白皮书提到，通过提升网络能源效率来降低移动网络的能耗，您能分析一下中国移动采取了什么技术来解决节能难点？
刘建华在降低基站基础能耗方面，中国移动联合产业界在高能效材料、新器件、新设计方面开展了大量的卓有成效的探索研究工作，联合研发并规模应用基于氮化镓工艺的功率放大器、高集成度数字器件、天线与射频滤波器一体化方案等；在优化网络能量分配方面，中国移动已联合产业界研发并规模应用亚帧静默、通道静默、浅层休眠和深度休眠等系列节能功能，近期正重点推动BBU休眠、下行功率优化等新技术的规模试点，实现基于业务量驱动的最佳能量分配，此外，研发以AI预测技术为核心的智能节能平台，实现节能功能的最佳调用和4G/5G多网协作节能。
那么，这些节能技术又带来了怎样的节能成效？
刘建华通过产业界的共同努力，2020年底新增5G基站功耗较2019年商用初期下降接近30%，通过架构设计的进一步优化和器件集成度的进一步提升，2021年度新增5G基站功耗相对2020年度再下降约10%；通过节能功能规模应用，低业务场景下可实现节能超过15%，无业务场景下可实现节能30%以上；此外，规模部署智能节能平台，可在已有节能功能基础上，额外实现5%～10%的节电能力。
基于对绿色5G网络的理解，您认为未来有哪些技术发展方向？
刘建华虽然5G基站功耗已实现大幅度下降，但绝对值仍比较高，未来，需要通过技术创新持续降低5G网络自身能耗，并加速推进5G业务的大规模、商业化落地，进而降低基站的单位业务能耗。我们将5G网络自身节能的工作方向归结为“四新”和“两化”，其中，“四新”指的是新架构、新功能、新材料、新能源，“两化”指的是智能化和协作化。
或许能具体介绍一下“四新”吗？
刘建华“四新”就是：新架构、新功能、新材料、新能源。具体来说，
1）新架构：一个是面向单站设计的新架构，重点是“升无源降有源”，结合数模正交架构方案，继续提升5G基站的天线阵子数；另一个是面向网络部署的新架构，重点是增加C-RAN架构建网比例，降低空调制冷功耗，并在此基础上，引入BBU基带资源池化共享技术，进一步降低BBU基础能耗；
2）新功能：网络侧重点包括基于业务负荷的数字芯片模块关断、功放供电电压调整、深度休眠等技术，面向5G Advanced，进一步探索多层网下的公共信号简化等节能演进技术；终端侧重点为规模部署非连续性接收等技术，提升终端空闲态比例，降低终端功耗；
3）新材料：新型散热材料方面，联合产业界继续研发相变散热材料、基于石墨烯涂层的散热材料，提升基站散热效率；功率放大器材料方面，在规模应用氮化镓（GaN）基础上，继续探索氧化镓（Ga2O3）、石墨烯等材料，实现功率放大器体积更小、能耗更低；
4）新能源：一个是面向基站供电，提升风能、光伏等可再生能源的应用比例，打造零碳/低碳站点；另一个是面向基站储能，一方面，采用磷酸铁锂电池逐步取代传统的铅酸电池，另一方面，密切跟踪业界基于新型低成本催化剂的氢能方案进展，适时开展试点工作。
未来，绿色5G网络发展如何体现 “两化”？
刘建华“两化”指的是智能化和协作化，
1）智能化：通过部署智能节能平台，利用人工智能技术对无线网络大数据进行智能分析，精准预测网络负荷、KPI指标，实现节能技术的智能关断和开启，提升节电效果；
2）协作化：一方面，设计统一接入网络（GAS），多频段、多制式网络可按需开启，另一方面，终端、基站、以及动力环境协同节能，如根据基站的业务负荷实现空调等环境制冷设备的温度控制，实现整站能效最优。
最后一个问题，《绿色未来网络—网络能源效率白皮书》的发布有怎样的重量意义？
刘建华《白皮书》的发布，不仅对全球移动网络的绿色发展起到了指导作用，而且进一步扩大了我国通信产业的国际影响力，有力体现了全球产业伙伴的团结和共同实现生态绿色可持续发展的决心。
先后参与多项4G和5G关键技术研发、规模试验等工作，具有丰富的4G和5G现网经验，目前主要负责中国移动重点研发项目5G无线网节能技术研发工作。
✍刘建华表示，5G引领的垂直行业数智化转型，能够大幅提升生产效率，降低单位产出的能耗，是传统行业实现绿色低碳的重要手段。中国移动将力争加快5G与能源、钢铁、交通、建筑传统高能耗行业的深度融合，通过赋能行业助力全社会节能降耗。
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来源：移动Labs
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