本文从现有4G网络能耗出发，对5G建设模式进行类比预测，提出5G能耗总体参考目标，以期为5G建设及节能提供参考。
2019年，我国开始5G网络建设，初始5G设备功耗较4G增加较多。随着5G建设的逐步推进，5G的能耗问题越来越引起人们的重视。5G建设初期，有运营商提出对5G的三点忧虑，即“三个3”：5G数量可能比4G多出3倍；每一个的耗电量是4G的3倍；每一个的价格可能是4G的3倍。这样估算的结果是5G网络能耗总体是4G的9倍。由此，如何降低5G能耗成为一个被广泛讨论的重要议题。本文以某地某运营商为例，从现有4G网络能耗出发，通过5G 与4G网络建设模式的比较，推算出5G网络总体能耗，提出切实可行的节能建议。 2020年，我国提出“二氧化碳排放力争于2030年达到峰值，努力争取2060年实现碳中和”的奋斗目标。在此背景下，5G设备效率逐渐提升，相关配套节能减排技术以及运营节能的实施，可以降低未来5G网络能耗。
能耗特点
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设备和配套设备功耗发展演变
从2G时代开始，设备就存在功耗居高不下的问题，以某省运营商为例，其2G至5G单设备功耗对比见图1。无纺布挂历
防老剂264由上图可知，2G功耗的参考数据在4.5KW之间，3G功耗的参考数据在3.5KW 之间，4G功耗的参考数据在1.3KW，5G功耗的参考数据是4KW。4G 刚开始功耗也比较高，后来随着技术发展成熟，设备功耗下降很多。5G相比4G，虽然也应用了很多新技术，但由于性能提升，运算量增大，能耗总量就大。从3G、4G到5G，性能提升很多，带宽和数据传输性能提升近10倍，虽然5G设备功耗比4G设备大，但单位带宽的能耗比一直在降低。
机房配套电源空调方面的功耗主要包括开关电源和机房空调。开关电源的能效比一直较高，发展至今已达极限。机房空调的能效比也随着新技术的应用不断提升。2G/3G设备安装在机房，需要机房空调散热，因此机房空调能耗高。而分布式分为BBU+RRU（射频拉远模块+基带处理单元）模式，将设备中功耗大的RRU设备安装在室外，BBU安装在机房中，大大降低了对机房空调的需求。4G和5G设备均以分布式设备为主，现场发热设备少，空调能耗低。采用CRAN（分布式无线接入网）方式的5G站点将AAU安装在室外，基本无空调能耗。 网络能耗构成
网络能耗是网络内所有的能耗，单个的能耗主要可分为设备能耗和配套设备的
能耗，其中设备的能耗是主体。部署发展到分布式站点及微站后，设备有不同配置，如宏站、微站、室内覆盖
等，采用的设备配置不一样，用于适配不同的场景，能耗也不一样，所以网络能耗也不能用简单的线性比例，需要考虑各种设备配置的数量及比例，按加权处理。配套设备的能耗是辅助部分，主要包括直流电源能耗和机房空调能耗。直流电源设备效率很高，耗能较少，机房空调配置规格较少，难以和发热量完全匹配，效率较低，匹配较好时，机房空调节能效果好。
另外，数量普遍按不同频段网络的逻辑站点进行统计，2G、3G和4G 建设中，同一个物理站点会共建多个频段网络，但计数的逻辑数量就多了，特别是有些网络采用双网络共用设备的型式。因此，功耗核算要考虑共用设备及共站建设配套的分摊。本文的机房空调按共站考虑由3G分摊，其他网络不再重复计列。
现有网络能耗总体情况
3G网络系统功耗
3G设备兼容2G。3G建设完成后，单独的2G设备均已经拆除下电。3G设备类型较少，但由于建设时间较长，后期设备进行了技术升级，和初期设备不同。3G室外主要是宏，室内
覆盖采用同样的设备，但室分和场景相关，配置差异大，配置有高有低，宏配置则比较标准。本文的3G设备功耗按平均配置进行核算。3G设备是集中式机架设备，普遍需要配置机房及机房空调。配套设备初设能耗占比较大。目前，开关电源高效模块和整流模块休眠技术，以及机房空调智能管控、机房新风系统等节能减排技术应用已经基本普及，因此机房配套设备能耗较早期大幅下降。
3G网络能耗简单按设备平均配置的功耗来进行核算，分为宏和室内覆盖两个类型，3G网络能耗水平见表1。
4G网络系统功耗
4G网络全部采用分布式，设备类型少。4G频段多，初期建设一个基本网络，在用户多的地区增加覆盖和容量，叠加建设第二个增容网络，之后随着物联网的应用，建设物联网专用网络。4G数量比3G大幅增加，宏数量增加到3G的4倍，室分的数量也增加近1倍。另外，随着深度覆盖的需求，微站数量开始大量增加。4G站点中按频段划分的逻辑站点数量是共站建设的物理站点数量的2倍，每个配置2个逻辑站点，这个和3G不同。宏配置基本一致，4G微站覆盖范围小，配置小型设备，能耗比常规小。室分和场景相关，配置情况有大也有小，和宏差异大，因此本文采用整体平均配置功耗进行估算。4G设备采用分布式设备，基本无机房空调需
求，开关电源高效模块和整流模块休眠技术已经普遍应用，考虑共站建设中机房空调已包括在3G网络能耗中，4G网络不再计算机房空调能耗，需要考虑室外电源配套设备的机柜空调能耗。4G 网络能耗水平见表2。
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3G/4G能耗总体情况说明
根据对现有能耗的分析，以及网络未来的发展，得出对能耗的分析结果：首先，3G网络
已经进入退网阶段，并已列出退网时间表，未来几年内设备将断网下电。其次，4G网络建设处于稳定期，数量基本处于稳定状态，业务量仍在持续上升。最后，4G网络在很长一段时间内处于稳定状态，其整体能耗也基本稳定。
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5G网络能耗分析
黑导电布
5G网络结构
5G网络和4G一样，也是分布式，结构和4G基本一样，也分为宏、微站、室分等，5G室外数量比4G多，笔者按1：1和1.4：1分别核算能耗总量。5G的单站能耗大约为4G的3倍。5G室分数量和4G保持一致，有分布系统和有源分布系统两种建设模式。分布系统能耗和4G差别较小，有源分布系统能耗总量比原有的馈线分布系统大幅增加，大约为原有分布系统的5倍，小规模站点可能对比更高，笔者按平均水平5倍核算。
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