孟倩
中国移动通信集团山东有限公司
山东移动打造“一体两侧三节能”的智简站点。山东移动自2022年起,启动基站能耗智能管理平台建设、极简站点改造、站点叠加光伏发电、典型基站和机房节能改造等与智简网络相关的项目,形成了绿色化、低碳化、智能化、极简化的站点和机房。
一、背景及需求
1.背景
节能减排是中国移动未来几年的重要方向,中国移动提出未来“三能六绿”的发展新模式升级绿色行动计划,以及“十四五”目标路径,为通信基站及通信机房绿色发展探索宝贵经验。以绿色低碳循环发展为目标,从基站、机房和数据中心三个维度出发,以网络精简优化和清洁能源应用为翼,以智能能源管理为轴,全面、系统、深入推进节能降碳工作,全力打造绿色智能极简网络,推动社会绿色低碳高质量发展。
2.需求及必要性
随着移动通信发展以及5G网络建设,电费、铁塔租金在运营成本中占比提高,且每年都在上升。结合落实国家“碳达峰、碳中和”政策,政府加大对节能减排监督和考核力度,山东移动对无线站点、机房的能耗效率提升和集成化能力提升的要求越来越高,节电、简化、高效站点成为必然选择。
2.1节电管理:在推进符号、通道、载波、深度休眠以及AAU智能关断等不同层级节能功能推广部署的基础上,进一步精研节电管理。
2.2改造电源设备:配套节电中使用了新型高效的全室外化刀片电源,该类型电源设备的市场正在快速发展,其必要性主要如下:
2.2.1政策支持:政府对节能减排、可持续发展等方面的政策支持,也为刀片电源市场的发展提供了良好的环境和机遇。
2.2.2机房需求:随着云计算、物联网、人工智能等新兴技术的发展,站点对高密度、高效率的电源设备的需求不断增加,促进了刀片电源市场的发展。
二、技术方案
1.功能和架构
打造“一体两侧三节能”的智简站点。主要内容如下:
1、“一体”
打造用电、发电的一体化监控管理平台和体系,统筹站点耗能、绿色用能;
2、“两侧”-用电侧三节能:
设备节电: 4G“软”关断、5G“软”关断、AAU“硬”关断,达到不同层级节能功能部署;
配套节电:极简站点改造主要增设新型全室外化刀片电源,基站融合改造、BBU集中搬迁改造在采购及建设过程中均遵循绿色低碳要求。
机房节电:新建机房以柜替房、扩容的机房实现“免增机房、免改线缆、免增空调”三免改造。
3、“两侧”-发电侧:
应用清洁能源:主要采用地温空调能源技术替代机房空调减少能耗,应用光伏发电技术为通信基站提供清洁能源保障,通过更多样化的清洁能源形式助力节能降碳,实现经济效益、环保效益与社会效益的统一结合。
2.技术性能
(一)一体化监控管理平台和体系
通过建设基站能耗智能管理平台,将能耗管理、节能策略、设备管理等纳入平台管控,打造“一个平台、三大模块、九项能力”的智能化动态能耗管理新模式,助力降本增效。
(二)用电侧重点-配套节能
(1)CRAN改造
将符合条件的 BBU集中搬迁至CRAN机房,同时对具备BBU合并条件的站点进行BBU合并,节省部分BBU。通过改造,无需站点机房部署,可关闭空调,腾空机房,从而实现节省电费及机房、配套租金。
(2)配套设备
配套设备小型化、便于室外化安装,减少安装配套成本。刀片电源集成整流、监控、配电、防雷于一体,支持工作在室外环境温度-40℃ ~ +50℃范围,满足IP55防护等级及以上。
3.创新性
(一)智简新网络
在推进符号、通道、载波、深度休眠以及AAU智能关断等不同层级节能功能推广部署的基础上,进一步精研节电管理,实现“4G节电应开尽开,5G节电一站一策”,积极引领基站能效提升,推动移动基站低碳运营,有序提高清洁能源占比。
(二)轻资产运营
由于项目初期需投入大量的专有硬件,改造金额大、资金压力大。为解决上述问题,山东移动首次开创三方租赁模式,引入第三方公司垫资。在此模式中,三方均能获得相应的收益。三方租赁模式主要优势:
1、初期投入少:运营商为轻资产模式,前期投入少,资金占用少,以省养改。
2、运营商省心:由供应商和第三方公司共同提供本次改造所需设备和服务,确保改造顺利推进和网络质量平稳。
3、持续收益:合作期满后,运营商可以继续免费使用,只承担正常的维护费。
三、实用性
(一)站点改造过程中的资源整合
通过BBU合并进行板件资源整合、高规格基带板与低规格基带板互换,实现基带板、主控板资源最大化使用,提高资源利用率,减少资源闲置,腾挪的板卡资源可直接用于扩容,同时降低冗余板卡的耗电问题。
(二)商用部署的典型应用案例
目前全国已有20+省份进行了极简站点改造,帮助诸多省份推动降本增效。目前内蒙移动、安徽移动、江西电信、湖南电信、浙江电信、甘肃电信等多家运营商已借鉴山东经验实现了采购签约。
临沂移动:第一批完成10个站点,收益显著-平均ROI 2.4年。
济南典型站点:“王舍人卫生院”,通过全室外化改造,实现移动自有租赁机房退租,累计收益2.3万元/年。
四、经济效益
(一)新型高效设备应用
采用高效电源模块、新型全室外化刀片电源提升站点效能、同时去空调省电、去机房省租。
(二)智简站点提升效果
以提升网络资源利用率和能效水平为抓手,全力打造精品绿色智简网络,实现降本增效,取得了良好的经济效益和社会效益。预计可节电约1.83亿度/年,节省电费1.39亿元/年,折合减少二氧化碳排放约18.2万吨/年。
(三)基站以租代建降低投资成本
以租代建的三方租赁模式,出租方须按照运营商要求进行无线网主设备及电源配套设备的网络结构改造优化服务。
五、社会效益
积极践行社会责任,以绿色架构、节能技术为驱动全力打造绿色网络,通过提高智慧能源管理水平推进绿色用能,以弘扬绿色低碳理念为抓手创建绿色文化,践行绿色发展理念,助力社会节能和环保。
(1)节能减排:可以降低数据中心的能源消耗,减少二氧化碳等有害气体的排放,从而有助于缓解全球气候变化问题。
(2)提高资源利用率:可以提高数据中心的功率密度,节省机房空间,从而提高资源的利用率,减少资源浪费。
(3)降低维护成本:采用模块化设计,可以实现单个模块的替换和维护,降低了设备的维护成本和故障率,从而提高了设备的可靠性和稳定性。
(4)促进信息化建设:灵活性高,可以根据实际业务需求进行配置和扩展,方便信息化建设,提高了运营效率和竞争力。
综上所述,山东移动进行的节能降碳低碳节能体系,可以带来多方面的社会效益,有助于推动可持续发展,提高资源利用效率和促进信息化建设,促进社会和谐发展。