探討移動通信基站節(jié)能減排低成本建設(shè)舉措

張成林

（浙江佳源通訊技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

隨著移動通信基站數(shù)量的增加和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能耗也在不斷的增加。在對通信網(wǎng)絡(luò)的能耗結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時，移動通信網(wǎng)絡(luò)的能耗達(dá)到了總能耗的70%以上，所以，對移動通信基站的節(jié)能減排低成本建設(shè)進(jìn)行研究非常重要。

1 移動通信基站主要能耗分析

如今大多數(shù)移動通信基站目前處于自動操作模式。也就是說無人操作的電子設(shè)備會長時間的進(jìn)行自動化的運(yùn)行，但是這種自動化的運(yùn)行模式必須滿足一定的條件。例如，電子設(shè)備在正常的運(yùn)行過程中，環(huán)境溫度必須符合相應(yīng)的要求。為了確保溫度條件符合電子設(shè)備正常運(yùn)行的要求，需要配備專用的空調(diào)，確保溫度的穩(wěn)定，并且空調(diào)需要一直處于開啟狀態(tài)，可以想象由于空調(diào)造成的能耗。基站的正常運(yùn)行不僅給人們的生活帶來極大的便利，同時能耗也在不斷的增加。此外，通信行業(yè)每年都為空調(diào)提供極大的支持以維持環(huán)境溫度，并且可以看出，電信行業(yè)的大部分能耗來自空調(diào)的能耗。因此，節(jié)能減排的核心就是降低對電能的消耗。基站中占比非常大的空調(diào)成本中，空調(diào)設(shè)備的購買以及維護(hù)只是占據(jù)了較小的一部分，基站空調(diào)的電力成本是基站空調(diào)成本中的重點[1]。

2 移動通信基站節(jié)能減排低成本建設(shè)建設(shè)方案的組成部分

2.1 冷卻系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

在移動通信基站建設(shè)的過程中，需要結(jié)合基站機(jī)房內(nèi)部設(shè)備的要求，根據(jù)使用過程中的環(huán)境溫度，設(shè)備可以分為對對工作環(huán)境溫度要求較高以及溫度要求較低兩種類型。當(dāng)工作環(huán)境溫度升高8℃至10℃時，基站內(nèi)部電池的浮動充電壽命將減少到原始標(biāo)準(zhǔn)的一半，因此在節(jié)省建筑能耗時有必要縮短電池壽命。減少排放和低成本的移動通信基站。最佳工作溫度控制在15-25℃之間，溫度越高，電池壽命越短，電池的整體性能會下降。因此，有必要將溫度維持在適合電池運(yùn)行的溫度環(huán)境中。在冷卻系統(tǒng)中，電池對溫度的要求比較高，其他設(shè)備對環(huán)境溫度沒有比較嚴(yán)格的要求。結(jié)合相應(yīng)的規(guī)定，這些設(shè)備在運(yùn)行期間的溫度控制在0-45℃的環(huán)境中即可進(jìn)行正常的運(yùn)行，在這樣的要求下，把設(shè)備室的溫度控制在35攝氏度或者更低，是非常安全的，基站在對冷卻系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行設(shè)置的過程中，基站的設(shè)備室的環(huán)境主要分為兩個區(qū)域：蓄電池工作區(qū)以及非蓄電池工作區(qū)。在蓄電池的工作區(qū)的環(huán)境溫度控制中，一般會在25℃以下，在實際的控制過程中，一般會使用單獨的控制方式。對于基站的非蓄電池區(qū)域，溫度控制主要運(yùn)用基站內(nèi)部的智能通風(fēng)系統(tǒng)。在運(yùn)行的過程中，會與室外的溫度進(jìn)行有效的配合。當(dāng)室外的溫度低于35℃時，會使用低功率的風(fēng)扇對機(jī)房內(nèi)部進(jìn)行冷卻。這樣，大大限制了計算機(jī)房中空調(diào)的運(yùn)行時間，大大降低了空調(diào)的啟動頻率，從而大大降低了設(shè)備室中空調(diào)的能耗[2]。同時，如果功能通風(fēng)系統(tǒng)在基站正常運(yùn)行期間發(fā)生故障，節(jié)能系統(tǒng)會通過自動化的系統(tǒng)直接啟動設(shè)備室內(nèi)的空調(diào)，為基站設(shè)備安全運(yùn)行提供保障。

2.2 智能通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)用

智能通風(fēng)系統(tǒng)主要是由進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)以及智能控制器等組成的。智能通風(fēng)系統(tǒng)的主要功能是對基站內(nèi)的西寧有效的調(diào)節(jié)，從而為基站內(nèi)部的設(shè)備安全運(yùn)行保駕護(hù)航。尤其是在基站的外部環(huán)境溫度低于內(nèi)部的溫度時，旨在通過將室內(nèi)和室外氣體交換為不同的溫度以自然冷卻來節(jié)省能量。同時，智能通風(fēng)系統(tǒng)通過智能控制器與基站的原始空調(diào)單元連接[3]。

2.3 電池保溫系統(tǒng)的設(shè)計

在移動通信基站的冷卻系統(tǒng)中，電池保溫系統(tǒng)的正常工作，直接關(guān)系著電池的性能以及系統(tǒng)的運(yùn)行。電池保溫系統(tǒng)主要由電池保溫室以及電池保溫空調(diào)構(gòu)成的，在運(yùn)行的過程中，電池保溫室的溫度需要設(shè)置到到25℃以下。在電池保溫室的空調(diào)器的運(yùn)行中，一般會使用可靠性非常高的壓縮機(jī)，在運(yùn)行的過程中時，通過計算機(jī)控制器來調(diào)節(jié)空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。同時，在電池保溫系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，系統(tǒng)自身也具備冷凝技術(shù)。使用時無需排水管，因此不用擔(dān)心排水和積水。

2.4 軟件和硬件節(jié)能功能

除了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)載頻硬件模塊中使用的功能控制模式外，還包括整個移動基站的節(jié)能減排，對軟件和硬件進(jìn)行節(jié)能設(shè)計，構(gòu)建低成本的結(jié)構(gòu)。使用過程主要包含以下幾點：第一，可以與載波頻率結(jié)合以進(jìn)行呼叫管理，并在通信流量較低的夜間進(jìn)行關(guān)閉，從而節(jié)約了電能。第二，開啟BCCH載波頻率的節(jié)能模式以及TRP流量的優(yōu)先級分配，可以極大的降低BCCH載波頻率的能耗。第三，當(dāng)主電源中斷時，可調(diào)的智能載波頻率截止可以延長基站的服務(wù)時間[4]。

3 移動通信基站節(jié)能減排低成本建設(shè)舉措

3.1 生產(chǎn)過程中

選擇零件時，需要優(yōu)先考慮獲得世界環(huán)境保護(hù)局和我國環(huán)境保護(hù)局認(rèn)證的產(chǎn)品。主要目的是減少有害成分的含量，一體化程度也是衡量環(huán)保程度的指標(biāo)。選擇合理的補(bǔ)充材料結(jié)構(gòu)用于產(chǎn)品放置，減少冗余的地面空間，使用各種新的軟件技術(shù)并提供流量優(yōu)先的配置技術(shù)。產(chǎn)品運(yùn)輸時，選擇綠色包裝，通過透明包裝和周轉(zhuǎn)架來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)架由木制結(jié)構(gòu)制成，一次使用后便無法運(yùn)輸。新的周轉(zhuǎn)架在運(yùn)輸活動之后，可以將其返回到原始生產(chǎn)工廠進(jìn)行轉(zhuǎn)換和重復(fù)使用。通常，可以再次使用5次以上。或者選擇聯(lián)合運(yùn)輸?shù)沫h(huán)保運(yùn)輸方式。

3.2 規(guī)劃建設(shè)過程中

在操作無線網(wǎng)絡(luò)時，有必要充分利用無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)保潛力，減少經(jīng)常性的投資活動，并且，如果對環(huán)境而言，則要確保通信基站主要設(shè)備的覆蓋范圍。關(guān)于內(nèi)部容量，有必要盡可能合理地分配網(wǎng)絡(luò)資源，減少站點數(shù)量，并能夠通過一定范圍內(nèi)的較少基站來實現(xiàn)廣泛的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)提高計算機(jī)室的密封性能，同時防止太陽輻射消耗能量。通信基站機(jī)房的布局設(shè)計應(yīng)充分利用冬季的日照和夏季的自然通風(fēng)，避免冬季出現(xiàn)主導(dǎo)風(fēng)向。主要方向應(yīng)該是該區(qū)域中的最佳方向或接近最佳方向。夏季，避免陽光直射。節(jié)能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)覆蓋了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的所有部分，應(yīng)采取墻、門、窗、屋頂和地面的整體節(jié)能措施，以確保建筑物的節(jié)能效果。

3.3 運(yùn)行過程中

（1）降低主功率的消耗

在移動通信網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)的初始階段，建設(shè)的技術(shù)、設(shè)備以及工藝比較落后，在通信基站中設(shè)備的能耗非常的大，電源容量也在不斷的增加。當(dāng)在基站附近的電力變壓器容量難以滿足基站的需求時，需要單獨安裝新的電力變壓器，這極大的增加了運(yùn)營商在城市電力中的成本。并且在基站能耗不斷增加的過程中，運(yùn)營成本也隨之在不斷的提升。為了降低能耗，必須采取科學(xué)合理的降耗方法。當(dāng)前對節(jié)能減排的要求主要體現(xiàn)在節(jié)能和減排兩個方面，減少主要污染物的總排放量，沿著高效率、低能耗的方向不斷進(jìn)步。新基站設(shè)備在節(jié)省電能方面獲得了很大的進(jìn)展，不僅降低了能耗的消耗，而且有利于容量的減少[5]。

（2）對開關(guān)電源進(jìn)行合理的設(shè)計

直流的開關(guān)電源是提高工作效率的重要方式，同時對整流模塊也會產(chǎn)生極大的影響。輸出電流的不斷增加直接提升了模塊的效率，但是當(dāng)模塊的當(dāng)前輸出電流比額定的工作電流要低時，那么電源正常工作時的基站模塊效率，也會處于非常低的水平。為了進(jìn)行節(jié)能減排，可以沖開關(guān)電源方面著手，改善開關(guān)的工作效率。首先，對模塊數(shù)量進(jìn)行合理的配置，然后對模塊進(jìn)行相應(yīng)的升級管理，合理控制單個整流器的輸出電流。從而極大的提升開關(guān)電源的工作效率。另外，在開關(guān)電源的能耗中，比較關(guān)鍵的指標(biāo)是熱量，提升效率的重要方式是減低熱量，從而達(dá)到降低空調(diào)能耗的要求。

（3）對低能耗電池組進(jìn)行研究

現(xiàn)代技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，大量的室外基站和室外通信設(shè)備越來越齊全。這些設(shè)備可以更好的適應(yīng)惡劣的外部環(huán)境，想要實現(xiàn)節(jié)能減排，主要的突破點在電池組。電池組對溫度的要求是非常的高的，在溫度不斷變化的環(huán)境中，電池組容易出現(xiàn)不同的問題。只有在環(huán)境溫度合理的范圍內(nèi)，電池組才能發(fā)揮的良好工作性能，因此主要特別重視解決環(huán)境溫度對電池的影響，延長電池的使用壽命，同時電池保持穩(wěn)定性[6]。

3.4 廢料回收階段

運(yùn)營商必須嚴(yán)格遵守我國有關(guān)廢棄電信基站處置的相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)。目前，國內(nèi)電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的回收和處理主要由兩個階段組成：第一，回收。通常，公司的物流部門負(fù)責(zé)回收到倉庫，將識別和無用性用于廢料處理并提交；第二，廢料處理操作目前由中國政府領(lǐng)導(dǎo)，設(shè)備通過拍賣和其他形式移交給具有處理能力的第三方處理機(jī)構(gòu)。

4 結(jié)論

在通信行業(yè)中，降低成本有利于通信行業(yè)的發(fā)展，因此節(jié)能減排在建立電信網(wǎng)絡(luò)中的重要性日益明顯。為了增強(qiáng)所有運(yùn)營商積極節(jié)能減排的精神，并找到適當(dāng)?shù)墓?jié)能減排措施，使網(wǎng)絡(luò)通信能夠呈現(xiàn)現(xiàn)狀，有必要根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況采取行動，結(jié)合實際項目，建設(shè)有低消耗、高環(huán)保的特點移動通信基站。