根据美国研究公司 J. Gold Associates 的一项新研究，升级到更高效的蜂窝无线电塔可以节省足够的电力来为凤凰城、新奥尔良或西雅图等城市供电。
每年，美国的蜂窝基站总共使用近 2100 万兆瓦时 (MWh) 的电力。 这相当于近 200 万户家庭的平均用电量。
“蜂窝服务已成为现代生活的重要基础设施组成部分。 很难想象无法在旅途中使用我们的移动设备进行通信，或者越来越多地通过无线家庭网关为住宅和企业客户提供互联网服务，”报告称。 “但很少有人讨论的是，众多基站给保持供电所需的电力供应带来的负担以及与供电相关的成本。”
基站总功率每减少 10%，所节省的电量足以为 195,000 户家庭供电。 根据这项名为“美国蜂窝基站 – 可持续性分析”的研究，减少 40% 可提供相当于近 782,000 户家庭的电力。
报告称，通过升级无线电硬件和管理软件，每个蜂窝基站可以节省多达 40% 的电力需求。
报告称：“电力的可持续再利用可用于为大量等效家庭供电，而无需新电源。” “运营我们现代蜂窝基础设施的电力数量和成本是巨大的，并且会影响用户的订阅成本以及电网负载和发电产生的温室气体。
该研究总结道：“行业尽快朝这个方向发展将是有益的。”
据该报告的首席分析师兼作者 Jack Gold 称，一个典型的现代高性能蜂窝基站的成本可能约为 200,000 美元。 每个运营商都将对自己的设备负责，即使他们与其他运营商共享一个物理塔。 通常，塔由塔公司所有，然后将场地出租给各种运营商（类似于公寓或公寓楼等多单元租赁）。
“因此，每家运营商都负责自己的设备升级，”戈尔德在接受采访时说。
根据蜂窝电信互联网协会 (CTIA) 的数据，到 2020 年底，美国共有 417,215 个蜂窝站点。虽然随着新区域和/或服务的部署，越来越多的蜂窝站点被添加，但这个数字是一个移动的目标，J. Gold Associates 使用该数字进行报告计算。 （CTIA 是代表美国无线通信行业的贸易协会。）
蜂窝电信网络的无线电元素称为 RAN（无线电接入网络的缩写）。 Gold 说，典型的 RAN 在需要升级或更换之前会持续大约八年。
（根据瑞典网络和电信公司爱立信的一位发言人的说法，由于全球蜂窝站点的年龄差异很大，因此很难估计目前需要更换多少站点。）
Gold 说，不是简单地更换旧硬件，而是转向更加虚拟化的环境而不是专用硬件，这将有助于降低总体电力需求。
人工智能提供机会
此外，通过在蜂窝站点管理软件中使用人工智能 (AI)，服务提供商可以使用工具更主动地操作基础设施，以控制无源设备并实现预测性维护和非接触式问题解决，以降低成本、站点能源使用和站点访问 .
Gold 说：“人工智能工具通过更好地了解每个连接需要多少功率，而不是仅仅以全功率打开和关闭无线电，这在管理蜂窝站点的硬件方面很有用，这基本上是在旧设备上发生的事情。” . “如果你离塔很近，你就不需要全功率向我发射信号。”
人工智能还可以识别以前的模式并在此基础上管理设备（该软件可以“学习”一个站点从凌晨 2 点到凌晨 3 点很少有流量并将其置于最低功率）。 这种细粒度管理可以显着降低功耗。 更好的天线，例如更高效的 5G 大规模多输入多输出 (MIMO) 设备，也有助于限制所需的广播功率。
爱立信最近宣布了一款更节能的 RAN，该 RAN 由该公司最新一代的硅提供动力，据称其功耗降低了 25%。 产品组合更新包括从双频无线电到超轻量级 Massive MIMO 无线电、低占用空间天线和节能软件功能的所有内容。
“此外，较新的设备可以安装可以更好地与管理交互的软件，以考虑一系列节能功能，就像较新的 PC 也比旧 PC 做得更好，”Gold 说。
据爱立信称，另一个提高能源效率的关键组件是无线电中用于生成要传输的信号的功率放大器 (PA)。 通常，PA 消耗无线电功率的 60% 以上。 因此，无线电硬件的效率可以针对特定输出功率或配置进行优化，方法是将更多分立步骤不断集成到单个封装中，采用新技术，如高效氮化镓 (GaN) 和宽带 PA 技术多 波段收音机，爱立信的发言人说。
转向 5G 也起到了一定的作用
目前，世界上约有四分之一的人口可以获得 5G 覆盖。 据爱立信称，仅在 2022 年第一季度，就增加了约 7000 万个 5G 用户。 根据爱立信 2020 年 6 月的移动报告，到 2027 年，全球约四分之三的人口将能够接入 5G。
自 2015 年创建 5G RAN 以来，爱立信表示已向其客户运送了 800 万台设备——“这是业内安装最多的 5G 无线电设备，”一位发言人通过电子邮件表示。
如今，大约有 210 个 5G 网络投入商用，爱立信声称在中国以外的全球移动 5G 流量中占据约 50%（120 个网络）的市场领先地位。
在早些时候的一份报告中，爱立信声称，人们认为蜂窝站点上的旧设备可以处理更多移动设备和升级到 5G 带来的流量需求增加，该公司对此表示异议。
爱立信发言人表示：“从 4G 到 5G 的过渡带来了计算需求的大幅增加——它们增加了 150 多倍。” “虽然通用计算解决方案可用于 5G，但要真正提供具有最高能效的 5G 性能，您需要专用芯片。 爱立信的片上系统 (SoC) 设计是实现这一目标的最佳解决方案。”
爱立信声称其最新的 5G 无线电系统在用于对当前基础设施进行现代化改造时可以将能耗降低约 30%。 系统支持独立和非独立的5G、4G、3G和2G接入技术。 该公司表示：“它提供高水平的编排和自动化以提高运营效率，并通过云原生运营节省高达 20% 的基础设施。”
“在某些情况下，它甚至会在三年内支付升级费用，”该公司在其报告中表示。 “客户案例表明，服务提供商通过智能站点控制解决方案将站点能耗降低了高达 15%。”
然而，一些研究声称 5G 消耗的功率是 4G 系统的两倍。 “典型的 5G 基站消耗的功率是 4G 基站的两倍或更多，”MTN Consulting 首席分析师 Matt Walker 在一份题为“运营商面临电力成本紧缩”的报告中写道。
