5G时代的网络需要怎样的节能方案?

作者:幸运3D 发布时间:2020-10-21 04:16

  、云、边缘等技术走进工业、医疗、媒体、交通等千行百业,5G应用逐渐繁荣,为数字化经济不断注入动力。

  如果说数字经济是一辆高速行驶汽车,那么5G就好比发动机。发送机的排量、功率等指标决定了汽车的动力,这通常是人们买车时非常关注的数据。动力充沛固然是好事,但发动机的综合效率也非常关键,你一定不会一味追求大排量而无视高油耗。

  5G这台发动机动力强劲,网速比4G快5-10倍,但随着数据传输和处理量倍增,网络能耗也越来越高,给运营商带来了越来越大的运营成本压力。5G这台发动机要驱动数字经济这辆汽车可持续地快速行驶,当然需要大幅提升网络能效。

  为此,寻找综合效率最高的网络节能方案,是我们本次PT展之行的重要任务之一。

  我们经常把通信网络比喻为道路,车辆比喻为用户。城市道路不同路段的车流量会随着时间段变化而变化,比如一些路段在早晚上下班高峰车流量极大。移动通信网络与城市道路一样,网络和各个小区的业务量在时间上存在不均衡性,比如白天和夜间的数据流量相差很大,某些时段流量可能极大,而某些时段可能较小。

  这导致了如下问题:分析发现,一方面,小区业务量随着时间有明显的变化;另一方面,站点能耗几乎没有多大的浮动。

  即使在闲时低流量时间段,站点能耗并不随着流量下降而同步下降,仍然居高不下,这意味着站点在闲时会产生无效功耗。

  因此,网络节能的中心思想就是,在基站业务量降低时,尽可能减少不必要的能耗,让能耗随业务量变化而变化,也就是让比特驱动瓦特。

  怎么解决这个问题呢?那就在基站小区空载或负载较低时,关闭部分与功率发射相关的功能,从而减少无效功耗。

  通常,无线基站有三种节能技术:载频关断、通道关断和符号关断技术。载频关断,指小区可在设定的时间段内关断载波,以达到节省能耗的目的,通常适用于地铁、大型场馆等流量变化随时间相对固定的场景;通道关断,指在网络业务比较低时,通过关闭冗余通道来降低能耗,通常适用于学校、医院等放学或下班后业务量大幅降低的场景;符号关断,指基站在部分符号没有发送数据时,在这些“没有发送数据”的符号周期实时关闭如功放等硬件,以降低系统功耗。

  过去,运营商正是基于以上三种技术,首先分析小区是否处于空载或低负载状态,再确定实施功能“关断”,来降低站点功耗。

  这看起来是非常简单的流程,但实际操作起来非常复杂,稍有不慎还会影响用户上网、打电话,一直让运营商畏手畏脚,无法实现网络最大化节能。

  移动通信网络的组网场景非常复杂,商业区、居民区、学校、车站、码头、郊区等各种场景的业务量随时间变化的差异性很大,比如,商业区在白天的流量很高,到了夜间流量会骤降;居民区全天流量比较均衡;而地铁、体育场馆等场景在夜间停运或闭馆后基本没有业务量。同时,移动通信网络由在地理位置上广泛分布的基站和小区组成,一个普通地市网络就有上万个小区,不同小区都有不同的话务模型。

  同时,网络内2/3/4/5G不同制式、不同频段共存,室内、室外不同站型立体组网,不同制式、不同频段、不同站型容量不一,并存在重叠交叉覆盖,如何在不影响网络覆盖和用户感知的前提下精准判断哪些小区、频段可以实施关断策略?以载频关断为例,当本小区的业务量较少时,其允许将业务迁移到负荷允许的目标基础小区上,然后关掉本小区,以节省能耗。但前提是:本小区的覆盖范围一定是处于目标基础小区的覆盖范围之内,否则,关闭本小区后会造成覆盖盲区,这要求能精准的识别相邻小区之间的共覆盖关系。

  显然,网络节能不像街边的路灯那样到了一定时间就统一开关那么简单,这里没有一种通用方式,需要根据不同场景、不同小区精准制定不同的节能技术和策略。

  其次,试想一下,一个普通地市网络就上万个小区,而节能相关特性有30+涉及参数100+,有100万级的参数组合,若通过传统人工取表格分析的方式来为每个小区制定节能策略,工作量极大,实施风险高而且节能效果难以保障,据调查手动方式节能在网络性能无损的情况下节能效果很难突破。

  带着以上这些问题,在本次PT展上,华为展示的PowerStar方案让人眼前一亮。

  华为PowerStar最大的特点是,在载频关断、通道关断和符号关断基础技术之上,通过引入AI等创新技术,实现了多制式、多站点、多频段间协同联动的网络级节能。

  具体的讲,PowerStar可通过综合分析网络配置和话务等相关数据,定制基站间、频段间和制式间的协同节能调度策略,为每个站点自动找出合适的节能小区、合适的节能时间点以及合适的节能策略,实现“一站一策”的节能方案输出。同时,PowerStar还使用AI来学习历史话务和KPI,构建节能和性能的关联模型。依据模型,AI会动态调整节能参数,可在保障网络性能的同时,充分挖掘网络节能潜力。另外,PowerStar提供节能可视化,运营商可以看到基站能耗、网络能效和节能增益的动态信息,从而进行更精细化的网络能耗管理。

  网络节能最大挑战莫过于在不影响网络KPI的前提下保证网络节能效益最大化,那华为PowerStar采用了哪些核心技术呢?

  1)通过站间的共覆盖的识别技术,自动分析异构网络中的共覆盖关系,从而可以识别出更多的可休眠的小区。

  2)通过AI使能的节能参数调优算法,在线监控KPI指标变化情况,并依据KPI实时调整,迭代寻优最佳节能参数,可增加10%节能生效时间。

  3)可以在多个频段,多个制式间高效协同,联合确定节能策略,来提升节能效率和提高节能的收益,多频多制式协同,破解多模耦合的限制,低负载时实现RRU的休眠,最大可能提升节能效果。

  移动通信网络要传输和处理更多的数据,必然会消耗更多电力。面对5G流量海啸时代,运营商肩上的运营成本压力越来越大。面向未来,降低网络能耗,实现5G可持续发展,势在必行。尽管PowerStar在众多光鲜的5G创新应用中显得并不起眼,但我们认为,他才是那个最靓的仔。

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  列采用安森美半导体专有的,经济高效,高度可靠的Surmetic封装,非常适合用于通信系统,汽车,数控系统,过程控制,医疗设备,商用机器,电源和许多其他工业/消费类应用。这一新的1.5瓦齐纳二极管系列具有以下优势: 特性 标准齐纳击穿电压 - 15 V至150 V 峰值功率600瓦@ 100 ms 每个人体模型3级(

  1DR2瞬态电压抑制器用于保护连接到高速通信线路的设备免受ESD,EFT和闪电的影响。 特性 SO-8套餐 峰值功率 - 500瓦8 x20μS UL可燃性等级94V-0 ESD额定值: IEC 61000-4-2(ESD)15 kV(空气)8 kV(触点) IEC 61000-4-4(EFT)40 A(5/50 ns) IEC 61000- 4-5(闪电)23(8/20?s) 无铅封装可用 应用 高速通信线路保护 USB电源和数据线路保护 视频线路保护 基站 HDSL,IDSL辅助IC侧保护 微控制器输入P.保护 电路图、引脚图和封装图...

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  NCP176 LDO稳压器 500 mA 超低压降 高PSRR 带使能

  是一款超低压差稳压器,可提供高达0.5 A的负载电流,并在25°C时保持0.8%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.4 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用。该产品提供3.3 V固定输出电压选项,其他电压选项可根据要求提供,范围为0.7 V至3.6 V.NCP176具有完全的过热保护和输出短路保护。小型6引脚XDFN6 1.2 mm x 1.2 mm封装使该设备特别适用于空间受限的应用程序。 特性 优势 1.4 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后调节应用 几种固定输出电压可根据要求提供的选项和其他选项范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压降:130 mV典型值。在Iout = 0.5 A(2.5V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通信设备 相机,...

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  PEX 9733 33通道,9端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

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  PEX 9797 97通道,25端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

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  XLP800 SERIES XLP832和XLP816多核,多线程处理器系列

  Broadcom业界领先的多核,多线程XLR ® 处理器系列的第三代架构增强。 Broadcom XLP ® 800系列处理器是高度可扩展的设备,包含高端通信系统的关键功能,包括有线和无线安全,网络,存储,数据中心加速,负载平衡和其他加速引擎。 XLP 800系列处理器采用40 nm技术制造,处理器内核频率从500 MHz到1.5 GHz以上,与之前的XLR ® 相比,每瓦性能提高3倍。 XLP800系列软件向后兼容XLR和XLS ® 处理器系列。 XLP800系列包括:带有32个虚拟CPU的XLP832 带有16个虚拟CPU的XLP816 功能 带有多达8个EC4400处理器核心供电XLP800系列处理器为数据平面和控制平面应用提供最佳性能。 EC4400核心架构保持了经过现场验证的多线程功能,可为面向吞吐量的数据平面处理提供最高性能。 XLP800系列处理器包含MOESI +连贯的三级缓存架构。每个EC4400内核都包含一个专用的64 KB指令缓存,一个32 KB L1数据缓存和一个512 KB 8路组关联二级缓存 XLP800系列处理器包含一个高性能内存子系统带有四个片上72位DDR3内存控制器,带宽为51.2 GBps(每秒千兆字节) 低延迟,高速快速消息网络(FMN)允许...

  XLP400 SERIES XLP432和XLP416多核,多线 nm技术制造,处理器内核频率从500 MHz到1.5 GHz以上,与XLR ®相比,每瓦性能提升3倍。 前身。 Broadcom XLP400系列处理器是高度可扩展的设备,集成了高端通信系统的关键功能,包括有线和无线安全,网络,存储,数据中心加速,负载平衡和其他加速引擎。 XLP400系列软件向后兼容XLR ® 和XLS ® 处理器系列。 XLP400系列包括:带有32个虚拟CPU的XLP432 带有16个虚拟CPU的XLP416 功能 最多有8个EC4400处理器内核该处理器为XLP® 400系列供电,可为数据平面和控制平面应用提供最佳性能。 EC4400核心架构保持了经过现场验证的多线程功能,可为面向吞吐量的数据平面处理提供最高性能。 XLP400系列处理器包含MOESI +连贯的三级缓存架构。每个EC4400内核都包含一个专用的64 KB指令高速缓存,一个32 KB L1数据高速缓存和一个512 KB 8路组关联二级高速缓存 XLP400系列处理器包含一个高性能内存子系统带有四个片上72位DDR3内存控制器,带宽为51.2 GBps(每秒千兆字节) 低延迟,高速快速消息网络(FMN)允许非侵入式通信和控制VirtuCores,加速引擎和I / O之间的消息传递 ...

  PEX 8750 48通道,12端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

  ExpressLane PEX8750是采用40nm技术开发的48通道,12端口,PCIe Gen3交换机设备。 PEX8750提供多主机PCI Express交换功能,使用户能够通过可扩展,高带宽,无阻塞的互连将多个主机连接到各自的端​​点,以实现各种应用,包括服务器,存储,通信和图形平台。除了高通道数/通道数,该器件还提供两个NT端口和时钟隔离功能。由于它们具有向后兼容性,在混合(Gen1,Gen2和Gen3)系统中使用PCIe Gen3交换机进行设计,使设计人员能够在迁移到下一代端点时为其完整的Gen3启用设计提供面向未来的设计。 PEX8750非常适合扇出,聚合和点对点流量模式。其中包括PLX专有的visionPAK调试软件,该软件允许在均衡后进行内部接收眼观察,并可访问器件的内部调试寄存器,从而加快产品上市速度。...

  PEX 8749 48通道,18端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

  ExpressLane PEX 8749是一款采用40纳米技术开发的48通道18端口PCIe Gen 3交换设备。 PEX 8749提供多主机PCI Express交换功能,使用户能够通过可扩展,高带宽,无阻塞的互连将多个主机连接到各自的端​​点,以连接各种应用,包括服务器,存储,通信和图形平台。除了高端口数,该器件还提供片上DMA引擎,两个NT端口和时钟隔离功能。由于它们具有向后兼容性,在混合(Gen1,Gen2和Gen3)系统中使用PCIe Gen3交换机进行设计,使设计人员能够在迁移到下一代端点时为其完整的Gen3启用设计提供面向未来的设计。 PEX 8749非常适合扇出,聚合和点对点流量模式。其中包括PLX专有的visionPAK调试软件,该软件允许在均衡后进行内部接收眼观察,并可访问器件的内部调试寄存器,从而加快产品上市速度。...


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