绿色网络架构之上的思考

　　中小企业倒闭、通货膨胀以及能源价格上涨让更多的业者开始思考如何以更节约的方式建设基础经济。正如在电信行业内部，越来越多的运营商开始强调绿色网络;节能减排成为产业链各环节上的主要追求目标。

　　移动用户迅速发展

　　从2006年12月31日至2007年12月31日，全球移动用户以25.9%的增长率从25亿增加到32亿。2007年，在所有的移动制式中，HSPA/HSPA+用户获得800%的增长;cdma2000和CDMAOne 增长平稳，约为5.9%。值得注意的是，占据全球移动用户83%的GSM在2007年也增长了23.9%。移动用户数的增长给移动运营商带来不断扩容的需求。

　　在未来的4年中，In-Stat预测 3G/4G用户(如WCDMA/HSPA、EV-DO、TD-SCDMA、移动WiMAX 和 LTE网络用户)将会以健康态势增长。In-Stat预测2008年3G/4G用户的增长率为63%，用户数将从2007年的2.85亿增长到24.5亿。在2012年以前，In-Stat预计全球有约9.65亿的新增3G/4G用户。

　　cdma2000/CDMAOne 和 GSM/GPRS/EDGE在2007年占据90%的全球移动用户，并且2G技术仍将在2012年以前主导市场，In-Stat认为在2012年有70%的移动用户仍然使用2G技术。

　　政府在行动

　　尽量减少开支是运营商采用移动网络系统时的主要考虑因素，由于全球各个国家的政府都感受到可持续发展的需要，节能环保越来越受到高度重视。电信运营商也需要担负起节约电能和减少二氧化碳排放的职责。

　　各国政府和国际组织已经采取了多种行动致力于节能环保：2007年3月8日，欧盟承诺到2010年以前，温室气体排放比1990年减少20%;2007年6月4日，中国政府发布了“中国应对气候变化国家方案”，将节约资源和保护环境作为国家的基本政策;2007年9月15日，联合国气候大会在反对全球变暖的谈判上达成了一致。

　　作为国家经济的一个重要组成部分，电信运营商对政府在节能社会上的要求作出了积极回应：T-Mobile已为减少能源消耗和二氧化碳排放制订了详细方案，并且为主要网络设备指定了节能环保方案;中国移动制定了绿色行动计划作为未来3年节能的行动方针。

　　何种设备最耗能

　　在探讨如何做到绿色以前，我们先来研究一下，在移动通信网络中，主要的耗能部件是如何分布的。

　　1.主设备：比如基站BTS，主要能耗取决于设备的数量、数据流量以及设备本身的能耗性能;这部分能耗是其中最大的一部分，约占30%以上的总能耗。

　　2.附属设备：为了保证基站设备的正常工作，机房需要在温度、湿度等环境参数上保持一定的范围，比如空调就是这样的设备。在无线通信系统中附属设备的能耗比主设备还要大，基本上占到一半的设备能耗。

　　3.其他设备：主设备与附属设备之外的其他系统，占据了10%～20%的耗能比例。

　　除了这些即时能耗以外，还有一些相关基础网络的投资也对能耗存在一定的贡献。

　　假设一个普通基站的使用寿命为5年，大概会有211吨二氧化碳的排放量。把一次性能耗平均下来，与运营发生的能耗合并在一起，可以得出各种元素在二氧化碳总数中的贡献率，如图2所示。

　　因此根据对能耗以及二氧化碳排放分析来看，节能减排的主要措施也有多种相关的途径：

　　1.减少基站主要设备的能耗;

　　2.减少基站对空调等环境控制设备的使用，增加设备对环境变化的容忍度;

　　3.使用可替代能源，比如风能、太阳能等可再生资源;

　　4.使设备系统更加集成化，减少对土地的占用。

　　全生命周期绿色网络

　　很显然，在迈向绿色网络的道路上，其实有更多的途径去选择。In-Stat认为，绿色移动网络不仅仅是节约能耗的问题，并且能耗也不仅仅和设备本身有关系，比如运营、回收利用都是与绿色目标紧密相关的。In-Stat也提出了与移动网络产品相关的全生命周期绿色概念，如图3所示。

　　在全生命周期绿色里，我们分成了9个不同的产品/服务流通阶段：需求、设计、研发、原材料采购、生产、供应链、部署、运营以及回收再利用。每个环节都有相应的措施来实现绿色目标：比如需求阶段，运营商就可以提出对能耗、排放的具体需求，设备商以此来生产网络设备;在设计与研发阶段、每家设备厂商都可以采用新技术或者新平台。

　　运营商节能减排案例

　　1.沃达丰

　　沃达丰专门成立全球能耗管理小组，督促全球各地分公司实现节能减排目标。

　　沃达丰本地运营公司还实行了能耗审计制度，主要是检测网络中能量使用情况，以避免那些不必要的浪费。以沃达丰匈牙利为例，他们2005～2006年期间在40个不同的站点进行监测，发现了4000个不必要转发器，他们卸载了其中的1300个，剩余的转发器则被锁死。

　　沃达丰的核心策略是安装“自由通风制冷”作为基站的缺省散热系统;这会使一个基站每年节约16000度电，沃达丰在德国、希腊、爱尔兰以及西班牙的200多个基站上安装了这样的制冷系统。

　　沃达丰也与设备商紧密合作，以将更先进的节能技术使用到系统设备中来，比如基站中的能耗大户—功率放大器。沃达丰已经实现了功率放大器优化，从2004年的9%提高到2006年的15%。如图4所示，沃达丰在西班牙基站中使用的功率放大器的功率提高。

　　尽管移动网络随着用户数量的增加以及网络流量的不断提升在二氧化碳排放量上会持续增加，但是沃达丰希望每单位传递数据所消耗的能量到2011年会减少40%。

　　2.中国移动

　　在中国，可持续发展同样是政府面临的巨大挑战，2006年政府花费了360亿美元在环境保护上，这些费用占2006年GDP的1.22%。在第11个国家五年计划中，能源节约与环境保护已经成为国家的基本国策;国家希望从2005年到2011实现能耗效率提高20%。

　　2007年中国移动开始检测手机环境数据，试图树立节能减排的目标;同年中国移动发布绿色行动计划，主要内容涵盖7个方面。

　　● 标准化：积极推进建筑标准化、设备标准化和设计标准化，在网络建设方面积极推进建筑标准化、设备标准化和设计标准化，在网络建设各个环节实现节地、节材、节能。

　　● IP化与3G化：积极推动网络IP化和2G系统的3G化，提升现网设备的能力，保护企业投资的长期可持续发展。

　　● 绿色包装：建立绿色包装运输标准与体系，推进包装新材料替代，减少木质包装和过度包装。

　　● 主设备节能：推进主设备节能措施，建立设备节能分级体系。

　　● 配套设备节能：总结部分省公司试点及实施经验，积极推广新技术、新产品，实现配套设备节能。

　　● 信息化：实现与供应商之间的B2B应用，推广行业信息化应用，提高工作效率。

　　● 环境保护：降低资源消耗，减少污染物排放，加强废弃物回收，研究新能源使用，推动社会环保事业。

　　除此之外，中国移动还设定目标，计划从2005年到2011年，单位数据所使用的能耗降低40%。2007年，中国移动与4家主要电信设备供应商签署绿色行动计划，致力于电信设备、IT、传输、网络优化以及电源等方面的技术革新与节能减排。

　　另外，中国移动也积极推动绿色能源的使用：在一些特殊的地方使用可替代能源，比如在内蒙古的有些地区使用了风光互补的能源方案，目前已经有202个基站使用了绿色能源系统;在河南，中国移动在7个基站部署了太阳能供电系统，以解决一些偏远地区的能源输送困难的问题，截止到2007年底，中国移动在全国范围内已经部署3000多个太阳能系统，增长速度非常迅速。

　　核心绿色技术的应用

　　在与设备商的访谈中，In-Stat也了解到技术供应商也在积极推进绿色技术的发展，以助运营商完成节能减排的目标，经总结共有以下8种核心绿色技术。

　　● 先进PA技术：比如DPD以及Doherty技术的采用，可以使PA的效率提高20个百分点。

　　● 智能电源管理：智能主要体现在系统可以自动监测网络流量的发生情况，可以自动关闭没有被利用的载波或者时隙。

　　● 多载波技术：可以在相同的平台上支持更多载波，增加集成度，降低功耗。

　　● 分布式基站：实现BBU与RRU的分离，可以集中放置BBU，而RRU也可以灵活安装在不同的位置，降低传输损耗，减少对制冷设备的使用。

　　● IP网：IP化的最大优势就是使网络更加扁平化，增加组网的灵活度，得益于IP化，很多网元可以聚合在一起形成Pool，比如MSC Pool，可以充分使用网络资源，减少重复建设。

　　● 智能站点：一方面降低基站设备对环境的容忍度，使其在恶劣的环境下也可以正常工作，另一方面可以使用自由通风，减少对空调的使用。

　　● 可替代能源：在一些特殊的场合使用其他能源，比如风能、太阳能等可再生能源。

　　统一平台架构：可以在同一平台架构上实现不同技术制式，比如2G和3G，可以通过网络升级来达到技术制式的升级，辅助节能减排的目的