中國鐵塔與華為5G Power方案聯合創新項目，為5G站點的供電模式提供了新思路，是雙方聯合推進5G電源產業成熟進程中取得的關鍵性進展。5G Power解決方案基于智能削峰、智能升壓、智能儲能等創新技術，可實現站點在向5G演進的過程中“不改市電、不動線纜、不增機柜”。

5G Power解決方案最初為了應對5G部署對能源的挑戰，提升運營商的投資效率，未來5G能源解決方案需滿足極簡部署、快速建設、高效節能和平滑演進的需求。中國鐵塔公司及浙江省鐵塔公司與華為于2018年11月成立創新項目組，經過聯合驗證，5G Power解決方案試點降低單個站點改造成本超過12500元，預計每年節電4130度，減少1125千克碳排放。同時，該創新項目將有助于建設5G時代的可持續的基礎設施，加強應對氣候變化的能力，對聯合國可持續發展目標做出貢獻，2019年榮獲國際電信聯盟（ITU）可持續發展大獎。

5G網絡建設加快，節能減排面臨重大挑戰

中國鐵塔是全球領先的鐵塔運營商，主要從事通信鐵塔等基站配套設施、高鐵地鐵公網覆蓋、大型室內分布系統的建設、維護和運營。截至2019年6月，中國鐵塔站址總數達195.4萬個，資產規模為3153.6億元。中國鐵塔秉承“凡有人煙處，皆有通信塔”理念，建立起靈活高效的體制機制、全面加強和推進商業模式創新、技術業務創新和管理創新。

5G時代已來。2019年6月6日，工信部正式發放5G牌照，運營商加快5G規模建設，預計年底，全國開通5G基站超過13萬個。浙江省杭州市力爭打造中國5G第一城，已實現5G網絡連片覆蓋。

5G建設在組網模式、產品形態、性能參數方面均較以前4G網絡有明顯不同，比如5G設備功耗對比4G設備功耗增加2~4倍，對站點基礎設施建設帶來空前挑戰，需要進行系統性的研究，并開創創新的5G能源解決方案，來應對5G帶來的能源挑戰。

5G時代是全移動和全連接的智慧時代，人與人、人與物、物與物都需要進行聯接和通信，2025年全球連接數量將會超過1000億。5G的場景及業務需求更加多樣化。

3GPP定義的5G三大場景：eMBB（Enhanced Mobile Broadband，10Gbps），uRRLC（Ultra Reliable andlow latency communications， 1ms）以及mMTC（Massive Machine Type Communications，1 million/km2）。

從4G演進到5G，單位流量的功耗（Watt/Bit）大幅降低，但5G功耗相比4G大幅增長。預計在5G時代，64T64R AAU最大功耗將會達到1000~1400W，BBU最大功耗將達到2000W。

5G時代，一站多頻將是典型配置。預測5個頻段以上站點占比將從2016年3%增加到2023年45%。

一站多頻將導致整個站點最大功耗超過10kW，10個或10個以上頻段的站點功耗超過20kW，多運營商共享場景下，功耗還將翻倍【圖2】。

這一變化對現有網絡的站點基礎設施帶來大量改造要求：市電容量不足、電源電池容量不足、機柜散熱不足、配電不足等，需要浪費大量的社會資源和站點資源。其次，在5G大功率AAU拉遠供電場景中，線纜損耗過大會導致壓降過大，甚至部分遠端電壓低于設備工作電壓，導致AAU無法工作。

根據中國站點調研及站點工勘，涉及市電改造站點比例超過30%，單站市電擴容費用平均2萬元，中國目前物理站點數量約250萬個，故中國僅市電擴容改造費用就高達150億元。現階段，全球發電主要依靠于火力發電，全年火力發電量在全國發電量中的占比，日本與印度為80%，中國73%，美國為62%。5G網絡功耗增長激發能耗的增長，以中國網絡耗電年總量超過500億度電為例，5G網絡到來后，預計中國網絡耗電將超過1000億度，造成年272億千克碳排放，節能減排面臨重大挑戰。

中國鐵塔與華為在杭州部署的5G Power解決方案，可實現一站一柜，并結合智能削峰、智能升壓、智能儲能等多個維度的智能特性。

一站一柜

5G Power解決方案采用全模塊化設計，并通過先進的高密技術，相比傳統電源可實現電源能量密度提升4倍，鋰電能量密度提升1.7倍，實現單柜24kW整流、600Ah鋰電及3.5kW制冷。這樣可實現一站一柜支持2G\3G\4G\5G設備共部署供備電需求。且整流、配電和溫控部件模塊化按需配置，相同初始投資下具備5G演進能力，5G部署時CAPEX節省50%。而傳統的方案則需要更多的機柜。

智能削峰

以杭州市合豐村站點為例，它的平均負載為1.4kW，峰值負載為2.7kW，交流限功率為1.6kW，當模擬加載5G業務時，負載峰值超過限功率點。5G Power提供的“智能削峰”創新技術，基于軟件定義電源及智能儲能的智能能源調度算法，在負載峰值時，智能鋰電參與負載供電，實現站點削峰，降低市電按照典型功率配置容量。進而達成“不改市電”，單站降低改造成本超過12500元，減少5G演進的初始投資成本。

智能升壓

以杭州蕭山站點為例，5G AAU與供電電源拉遠距離大于50米場景，當模擬加載5G業務時，5GAAU上塔后因壓降導致供電電壓不足，站點供電安全不能保障，必須更換AAU供電線纜。且設備功耗增加后帶來線損增加，浪費能源。

智能升壓基于5G電源模塊與智能鋰電協同，可實現系統恒壓供電功能，將原來只能提供48V升壓在48V~57V，而不用更換AAU線纜。實際站點運行結果顯示，直流輸出電壓達到56.9V，相比傳統48V電源直流輸出電壓提升了8.9V。

智能升壓不必進行線纜改造，且可避免不更換線纜下疊加5G站點掉站的罰款費用、線纜損耗增加的問題。智能升壓可降低整站1%的能耗。

智能儲能

5G Power支持智能鋰電混合搭配的特性，實現新舊電池、不同容量電池、不同廠家電池、不同材質電池混搭，真正實現電池的按需配置，實現新舊電池均衡充放電，滿足電池按需配置，降低電池建設成本。

5G Power解決方案構建持續發展的綠色能源網

經過中國鐵塔和華為的聯合試點驗證，5G Power解決方案可實現以“ 不改市電、不動線纜、不增機柜”的方式，高能效地部署5G站點，幫助單個站點降低改造成本超過12500元，且單站每年節電4130度，減少1125千克碳排放。中國計劃在2019年~2022年間新建或改造約200萬個5G站點，預計中國鐵塔約80萬個站點將借助華為5G Power解決方案，每年將節省電力33億度，降低900，000，000千克碳排放，實現5G時代綠色能源目標網。

5G Power解決方案主要體現在硬件與軟件創新突破，整站協同，實現極簡、智能與綠色方案，構建可持續發展的5G時代綠色能源目標網。

極簡

5G電源容量最高可達24KW，高度只有4U（3U電源，1U塔商共享配電），能夠充分利用存量站點和機柜空間進行收容。而傳統嵌入式電源要達到同等容量高度一般在7到9U，很難利用原有機柜，需要新增機柜，增加站點資源壓力。同時，5G電源為全模塊化架構，以實現電源、儲能、溫控及配電模塊化，按需演進，滿足網絡跨代。而傳統電源不具備全鏈路的可演進性，如遇站點溫控制冷能力不足的情況必須更換整個機柜，無法模塊化擴容。

智能

5G Power具備眾多智能特性，比如智能削峰、智能升壓、智能儲能等，通過智能特性實現市電免改造、電池按需配置、減小供電壓降等降低站點改造成本和運維成本。傳統電源只為站點提供電力供應，不具備上述智能特性，需要對站點進行大量改造以滿足5G建設。

綠色

5G Power聚焦能效提升，可實現全鏈路高效，包括部件級、站點級、網絡級、業務級，最終建成零比特、零瓦特的綠色高效節能目標網。傳統電源，只能單一實現站點級高效，但是無法與業務功耗變化協同，當業務低谷時，無法實現電源休眠或者關斷，能耗無法隨著業務變化而變化，無法做到節能能力最大化。

5G Power的技術創新不僅有效降低了5G網絡演進工程成本，提升能效約9%，而且當前5G Power的儲能模塊化擴容可以支撐中國鐵塔的能源經營業務，針對電網的調頻調峰服務可實現額外8%的收益。

中國鐵塔和華為此次聯合創新行動，對未來全球網絡5G部署及網絡演進具有極大的標桿性借鑒意義，可助力全球運營商節省站點改造投資和能源費用，站點節能減排，構建可持續發展的5G時代綠色能源目標網。

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