一、引述:
1、關于通信產品的節能參數與節能分級導則
目前由于我國信息通信產業的不斷發展與長足進步,信息通信已經成為國民經濟發展的支柱產業。在國家大力倡導節能減排,開展走可持續發展循環經濟道路的大背景下,為了更好地引導我國通信產品向節能降耗方向發展,指導相關節能分級更加科學、合理,以切實達到節約能源、環境保護的目的,我國在2010年特首次制定并發布了國家標準GB/T 26262《通信產品節能分級導則》。
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在GB/T 26262標準中規定的節能參數是通信產品節能分級的依據,包括功耗、能效及輔助性參數,其中功耗和能效是節能分級的主要依據。同時對節能參數分級級差和分級級數做出了原則性規定要求。節能參數即反映設備節能水平的參數。所謂功耗,是指通信產品在指定條件下正常工作的輸入功率。所謂能效,即設備的輸入功率與其輸出量之比值。輸出量可以是電功率或光功率,也可是其它能衡量設備主要貢獻的量,如帶寬、吞吐量等。
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2、關于基站子系統相關設備的節能參數與節能分級概述
我們知道,對于數字蜂窩移動通信系統,其基站子系統主要應是基站(BTS)和基站控制器(BSC)組成(注意:對于4G和5G系統的相關技術制式由于采用了分布式無線系統,已不存在BSC了)。因此,依據GB/T 26262等相關國家標準,我國有關通信標準規定了基站子系統相關設備的節能參數與節能參數分級要求。它們是:國家標準GB/T 29239規定了基站(BTS)設備的節能參數要求;通信行業標準YD/T 3047規定了基站控制器(BSC)設備的節能參數要求;通信行業標準YD/T 3018規定了基站和基站控制器的節能分級要求。下述分別予以介紹之。
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二、基站設備(BTS)的節能參數要求與節能分級要求
數字蜂窩移動通信系統基站(BTS)設備的節能參數要求是由國家標準GB/T 29239《移動通信設備節能參數和測試方法 基站》規定的。它在考慮到基站設備的自身特點下,選用了基站的功耗、基站的輸出功率、基站的輸入輸出功率比等作為數字蜂窩移動通信系統基站設備的節能參數。同時還提供了基站關鍵部件(如BBU和RRU))的節能參數,作為基站整機節能情況的參考依據。
1、關于BTS的節能參數
基站(BTS)的節能參數分為基站整機的節能參數(主節能參數)和基站重要部件的節能參數(輔助性節能參數)兩種情況。基站整機的節能參數有:基站的功耗、基站的輸出功率和基站的輸入輸出功率比(也稱整機能效),它們的含義詳見下表2-1-1。基站重要部件的節能參數有:分布式基站的射頻拉遠單元(RRU)的輸入輸出功率比(也稱能效);分布式基站的主設備(或稱基帶單元(BBU)的單位載扇功耗(每扇區載波所消耗的分布式基站主設備功率)和電源交流直流轉換損耗。基站重要部件的能效對整機能效有較大影響,這些參數可作為評估基站能效的輔助性節能參數。在GB/T 29239標準中分別給出了上述各節能參數的計算方法(包括計算公式和計算要求等),請詳見該標準原文,即下附件2-1。
表 2-1-1:基站整機的節能參數的含義
附件 2-1:GB/T 29239-2024《移動通信設備節能參數和測試方法 基站》
需要指出的是,對于基站(BTS)的節能參數要求應注意的關注點詳見下表2-1-2,以利于我們的理解。
表 2-1-2:基站(BTS)的節能參數要求的關注點
2、關于節能參數的配置模型要求
需要強調的是,上述介紹的數字蜂窩移動通信系統基站的節能參數的計算公式中所含的計算參數的取值是需要按照GB/T 29239標準規定的測量方法測量得出,然后通過計算公式及要求得出相應的節能參數。然而,節能參數的測量計算是與基站設備的參考配置模型相關的。之所以需要參考配置模型,是因為不同的配置模型得到的基站設備的功耗是不同的。基站的模型配置包括設備的參考配置模型和參考業務負荷配置模型,具體含義和配置內容詳見下表2-2介紹。在GB/T 29239標準中給出了不同技術制式的系統基站的參考配置模型,包括:2G的TDMA和CDMA;3G的TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000;4G的TD-LTE和LTE-FDD;5G的5G-TDD和5G-FDD等。具體參考配置模型情況詳見該標準即見本文的附件2-1。
表 2-2:關于基站的參考配置模型
3、關于基站的節能分級要求
關于數字蜂窩移動通信系統基站的節能分級要求是由我國通信行業標準YD/T 3018《基站及基站控制器節能分級》規定的,它依據了國家標準GB/T 26262規定的通信產品節能級差與節能級數的設定導則。對于基站設備的節能分級是按照移動系統的不同代際、不同技術制式分別給予了規定。其中:關于基站設備又分為RRU設備和BBU設備;關于衡量分級的節能參數的選用,不同代際不同技術制式不同設備會有所不同,如有選用整機功耗的、能效的、單位載頻功耗的等。下表2-3匯總了數字蜂窩移動通信系統宏基站設備的節能分級要求,其共分為5級。節能分級的目的,用以鼓勵基站設備生產制造企業和設備使用運行運營企業的節能意識的提高,積極采用各種節能技術來使設備節能達到較高分級級別的指標要求。注意,節能分級指標要求是與相應的設備站靠配置模型相關,包括容量配置、業務配置、連接配置等等,具體配置要求請詳見YD/T 3018標準,即見下附件2-3。
表 2-3:移動通信系統不同代際不同技術制式的宏基站設備的節能分級要求
附件 2-3:YD/T 3018-2016《基站及基站控制器節能分級》
三、基站控制器設備的節能參數要求與節能分級要求
數字蜂窩移動通信系統基站控制器(BSC)設備的節能參數要求是由我國通信行業標準YD/T 3047《移動通信設備節能參數和測試方法 基站控制器》規定的。它在考慮到基站控制器設備的自身特點下,在進行了典型配置模型下,選用了基站控制器的功耗作為節能參數。BSC的節能參數要求的分析方法與上述BTS相類似,因此下述概要的介紹BSC設備的節能參數(功耗)的要求,若要詳細了解該標準全部內容的請查閱下附件3。
附件 3:YD/T 3047-2016《移動通信設備節能參數和測試方法 基站控制器》
1、關于BSC的節能參數:功耗
功耗是指通信產品在指定條件下正常工作的輸入功率。基站控制器的節能參數定義為特定設備規格和業務模型下的功耗(P)典型配置,其單位為瓦(W)。下圖3-1-l 所示是典型周期內(時間長度為T,單位小時)的負荷曲線圖,從圖中可以看出設備的負荷是隨時間變化的,系統的最大處理能力為S。這樣就可以得出設備在T周期內的能耗為下圖3-1-2所示的陰影面積,YD/T 3047標準給出了BSC的實際功耗(陰影部分)的計算方法,包括計算公式及要求。
圖 3-1-1:BSC負荷波動示意圖
圖 3-1-2:BSC設備運行功耗示意圖
2、關于BSC功耗的典型配置模型要求
同理,基站控制器設備的功耗測試,與上述介紹的基站設備節能參數一樣,也需要進行典型配置模型。基站控制器需要測試典型配置時的功耗,典型配置為測試時使用參考容量規格配置,由測試方依據該制式基站控制器在國內實際商業運營比較普遍的容量配置確定,典型配置中使用的業務可以考慮單獨CS業務、單獨PS業務和混合業務三種類型。三種業務類型的具體配置參數需依據典型配置規格確定,混合業務的比例可根據具體制式移動通信系統在運營商現網實際統計的CS和PS業務發生的比例確定。每種容量配置下需要測試預定義的高負荷的能耗和低負荷的能耗。負荷等級具體設置也需要根據現網的具體某一階段的現網統計數掘進一步確定。在YD/T 3047標準中對移動通信系統中相關技術制式(包括GSM、CDMA、TD-SCDMA和WCDMA)的基站控制器設備典型參考配置模型給予了規定,具體請詳見本文的附件3。
3、關于BSC設備節能分級要求
關于數字蜂窩移動通信系統基站控制器(BSC)的節能分級要求也是由我國通信行業標準YD/T 3018《基站及基站控制器節能分級》規定的。同樣,對于BSC設備的節能分級也是按照移動系統的不同代際、不同技術制式的設備分別給予了規定(注意,不同設備又有專門的設備配置模型要求)。關于衡量分級的節能參數功耗的選用,不同代際、不同技術制式不同設備會有所不同,如:單位業務功耗、單位載頻功耗等。下表3-3匯總了數字蜂窩移動通信系統基站控制器設備(注意:只有2G和3G的不同技術制式才有基站控制器)的節能分級指標要求,同樣均分為5級。若要詳細了解YD/T 3018標準集體內容的請查閱本文的附件2-3。
表 3-3:基站控制器設備的節能分級指標要求
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