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降低社會能耗,原來5G也能節能環保!

2019-08-05 11:02 通信世界網

導讀:5G的到來不僅不會給社會帶來環境的汙染、能源的浪費,反而通過高帶寬、低時延的特性,讓社會變得更爲智能,也能爲社會發展帶來更高的效率、更低的能耗。

5G,

圖片來自“東方IC”

5G具備高帶寬、低時延、大連接等多種能力。人們的生活方式,乃至千行百業都將因5G發生改變,同時,人們對5G也存在著不少誤解。有人認爲5G部署密度小,使用毫米波技術,導致5G輻射變大;也有人說5G要進行更多的數據處理,比4G更加耗電——所有矛頭都指向5G不是一項“綠色”的技術。

本文從5G輻射、基站能耗、助社會節能3個維度,探究5G在綠色環保方面表現如何。

維度一:5G輻射很大?謠言!

去年有一則新聞,成都某小區業主擔心通信基站有輻射,便將線纜剪斷,從而導致小區手機信號變弱。可見,不懂科學的一些群衆談基站輻射就“色變”,他們認爲強信號會帶來更強的輻射,5G基站更加密集會導致更強輻射,真相究竟如何?

首先,用戶必須要明確,輻射並不可怕,因爲我們日常使用的電器在工作時都會産生輻射。比如,電吹風的輻射可以達到100微瓦/平方厘米,日常普遍使用的路由器在1m範圍內産生的輻射量高于60微瓦/平方厘米。甚至,太陽在給地球帶來陽光的同時,也會帶來輻射。

其實對于基站輻射強度,我國有明確、嚴格的規定,即基站平均功率密度爲40微瓦/平方厘米。同理,5G基站輻射也必須保證在該數值以下。而美國對基站輻射的標准相對寬松,平均功率密度定爲600微瓦/平方厘米,也未見給美國人民健康帶來什麽影響。由此可見,無論與日常生活中常見的物體,還是與國外標准相比,我國的基站都非常安全。

其次,網絡提速與基站輻射增值無關。5G網速提升並不是通過大幅度增加基站發射功率,而是通過擴容傳輸帶寬,采用大規模天線等先進技術來提升。正如5G只通過增加車道來擴充車流量,但不論變成幾車道,國家對通信基站的輻射強度標准不變。此外,通過運營商對3G/4G/5G/Wi-Fi進行電磁輻射測試後發現,所有移動通信技術的電磁輻射水平基本相近。

再次,很多市民都認爲離通信基站越近輻射越大,因此反對在自家小區內或樓頂上建通信基站,其實該做法是錯誤的。央視曾報道過,通信基站的電磁波主要向水平方向發射,在垂直方向上衰弱明顯。其實基站的正下方,功率密度往往是最小的。電磁輻射強度與距離的平方成反比,如同“油燈”燈下越黑暗,越向外亮度也就越大。發射基站越高,對人體的影響就越小。

最後,可能很多消費者誤認爲手機信號好的地方,就是基站輻射嚴重的地方。事實恰恰相反,當用戶所處的地方手機信號不好時,手機便會通過增加自身的功率發射信號並接受微弱的信號,反而增加了手機的輻射強度。

所以,在5G時代,倘若大規模使用Massive MIMO和超級上行技術,5G比4G的基站增益大,在同等數量的基站覆蓋下,5G可以達到和4G同樣的覆蓋效果。這也保證了用戶所處的位置信號更好,因此減少了手機自身産生的輻射。通信基站信號更好,輻射也更小。而筆記本電腦、手機等産品往往是跟人體零距離接觸,所以輻射值反而更大。

維度二:5G耗電很高?每比特能效提升25倍

在移動通信網絡中,基站是耗電大戶。據統計,大約80%的能耗來自廣泛分布的基站,至少占據運營商OPEX的15%,而一些國家基站電費甚至占據了基站總成本的50%。到2018年年底,中國的移動通信基站有640多萬個,其中4G基站有372萬個。

5G時代,5G網絡數據容量是4G的1000倍,5G、VR、雲遊戲等多個創新業務需要進行更多的數據處理,而更多的數據處理理論上會引發電耗增長。此外,從技術角度看,4G基站普遍采用的是4T4R MIMO技術,而5G基站將采用64T64R MIMO,更多的天線理論上預示著更多的電力消耗。這也是很多人認爲基站電耗會增加的主要原因。

但是業界通過多個技術創新,5G基站提供更多數據處理,卻實現更優的電力消耗。業界正關注能量效率這個概念。該概念核心是,用更少的能量傳遞更多的信息,以及在能量系統中通過信息技術來降低能耗。

5G是能量效率很高的技術,比4G更加“綠色”。據測算,5G在消耗1000瓦電量時會支持5425GB流量的傳輸,而4G大約只有200GB。從數據上可看出,雖然5G基站整體消耗電量比4G多,但是在效率上卻是4G的25倍左右。若換算成單數據耗電量時,5G反而比4G低很多。

與此同時,産業鏈也在積極提升5G設備性能,進一步降低5G基站硬件、軟件、配套設備的能耗。有預測表示,未來全球90%的站點升級5G時,市電將不需要進行改造。

在硬件方面,電信設備商企業通過采用更高集成度的芯片工藝,不斷提升單板集成度,大幅減少板器件數量,降低模塊的功耗,還通過先進工藝,提升能源轉換效率。在降低配套能耗方面,一些電信設備商企業引入極簡全室外5G基站解決方案,可以節省基站空調能耗,有效降低基站附屬設備電力消耗。

當然基于AI軟件等技術,也可以降低5G運營電耗。電信設備商企業借助AI技術,實現多個頻段、多個制式(2G/3G/4G/5G)間網絡級節能。據了解,對于典型的多頻多制式網絡,AI軟件等技術能夠幫助運營商無線網絡主設備省電10%以上。

維度三:5G讓社會能耗降低?效果顯著

如果單從5G基站輻射、電力的消耗來衡量5G是否環保,是否能成爲綠色5G並不全面。5G畢竟需要應用到社會的方方面面,促進整個行業的信息化、數字化,必然會帶來各行業實實在在的效率提升和能耗降低。

近期,瑞士Sunrise CEO Olaf在評價Green 5G時表示,一是5G系統在設計之初即瞄准比前代技術能效更高;二是5G網絡下的智慧交通可以有效減少人們擁堵和出行時間,有效減少二氧化碳排放;三是5G可以輔助提高生産效率,5G的網絡能力可以幫助瑞士全國一年減少1%的生産浪費。

在生産效率提升方面,5G將讓智慧醫療、智慧工業等行業的生産效率提升10倍。而效率的提升必然會降低能耗。據悉,5G可以大量獲取工廠生産實時運行數據,並通過人工智能分析,有效提升産品質量和降低成本。5G還將實現更加靈活、互聯、協同的生産,讓人與機器的配合更爲協調,有效提高生産效率。

中國移動董事長楊傑在“MWC19上海”上表示,在工業互聯網領域,中國移動將與制造企業合作,開展5G搬運機器人、視頻質檢、遠程現場等智能工廠應用,有效提升工廠自動化水平和生産效率。

5G將會爲人類帶來一個更綠色的未來

綠色環保是社會一直以來的追求,通過以上分析可以看出,5G的到來不僅不會給社會帶來環境的汙染、能源的浪費,反而通過高帶寬、低時延的特性,讓社會變得更爲智能,也能爲社會發展帶來更高的效率、更低的能耗。