基于多站融合的 5G低碳應(yīng)用模式研究

（CWW）在當(dāng)前實(shí)際落地的5G虛擬專(zhuān)網(wǎng)商用案例中，運(yùn)營(yíng)商大部 分是面向局域場(chǎng)景做整體定制網(wǎng)模式，面向廣域且需 要用到專(zhuān)用切片的案例相對(duì)空白，因此當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商廣域覆蓋 的5G基站在to B領(lǐng)域資源利用率不高；而行業(yè)的5G應(yīng)用在 安全、可靠性上有較高要求，可承載的業(yè)務(wù)類(lèi)型較少，導(dǎo)致目 前連接密度相對(duì)較低。上述兩方面原因?qū)е庐?dāng)前5G應(yīng)用成 本較高，如何結(jié)合垂直行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，增加5G應(yīng)用收入并降 低5G建設(shè)成本，是目前5G在行業(yè)應(yīng)用推廣階段必須考慮的 問(wèn)題。

5G垂直行業(yè)應(yīng)用模式研究

5G在垂直行業(yè)應(yīng)用已有數(shù)年，但目前仍面臨能耗較高、 管道“黑盒子”、覆蓋區(qū)域待優(yōu)化等問(wèn)題。多站融合的低碳運(yùn)行模式、自服務(wù)增值模式、共享服務(wù)增值模式等可解決上述 問(wèn)題，促進(jìn)5G在垂直行業(yè)的規(guī)?；瘧?yīng)用，為我國(guó)前沿技術(shù)的 普及性實(shí)踐提供模式參考。

【資料圖】

基于多站融合的低碳運(yùn)行模式

該模式主要是解決垂直行業(yè)中5G應(yīng)用能耗較高的問(wèn)題， 通過(guò)多站融合及使用綠色能源的方式，降低5G建設(shè)成本。

發(fā)揮重點(diǎn)行業(yè)（如能源、交通、工業(yè)制造）基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu) 勢(shì)，如通信管廊、機(jī)房、電源等，為運(yùn)營(yíng)商5G基站、邊緣數(shù)據(jù) 中心提供資源復(fù)用途徑以及行業(yè)內(nèi)富余的綠色能源，降低能 耗和碳排放量，既解決了運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)域節(jié)能減碳的問(wèn)題，也 間接降低了5G電力虛擬專(zhuān)網(wǎng)的資源租賃成本，以此換取5G 使用成本的下降空間。

當(dāng)前，電信運(yùn)營(yíng)商與電網(wǎng)、石油、石化等行業(yè)開(kāi)展了相關(guān) 的試點(diǎn)探索工作，但整體處于起步階段。

基于增值服務(wù)的應(yīng)用模式

該模式主要通過(guò)運(yùn)營(yíng)商提供5G網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放，解決在 垂直行業(yè)中的5G應(yīng)用管道“黑盒子”的問(wèn)題，基于該模式向基于多站融合的 5G低碳應(yīng)用模式研究行業(yè)用戶(hù)收取增速服務(wù)收入，補(bǔ)貼5G建設(shè)成本。

利用電信運(yùn)營(yíng)商5G能力開(kāi)放平臺(tái)與行業(yè)自建的通信網(wǎng) 管系統(tǒng)的互動(dòng)，一方面根據(jù)行業(yè)企業(yè)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，向運(yùn)營(yíng)商 提出更精細(xì)化的資源使用需求，通過(guò)運(yùn)營(yíng)商敏捷的資源編排 迅速響應(yīng)，從而降低行業(yè)企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源粗放占用而導(dǎo)致的 成本浪費(fèi)；另一方面，運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)挖掘運(yùn)維數(shù)據(jù)并向行 業(yè)企業(yè)提供各種網(wǎng)絡(luò)增值管理運(yùn)維服務(wù)，使得網(wǎng)絡(luò)一次性投 入成本能通過(guò)“長(zhǎng)尾”的方式逐步回收，而不至于初始投入 太大導(dǎo)致行業(yè)企業(yè)望而卻步。

當(dāng)前5G行業(yè)應(yīng)用主要是這種模式，但雙方交互的能力 及資源編排的響應(yīng)仍有待提高。

基于靈活配置的多行業(yè)共享切片服務(wù)模式

該模式是通過(guò)共用切片技術(shù)，保障多行業(yè)在共用切片上有 效運(yùn)行，減少為不同行業(yè)配置過(guò)多不必要的專(zhuān)用通道數(shù)量，提高 資源利用率和管道收入比。

基于5G虛擬專(zhuān)網(wǎng)的資源，共同拓展更豐富to C、to B或 to G應(yīng)用，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源增值、數(shù)據(jù)融合應(yīng)用增值等方式，一 方面提高虛擬專(zhuān)網(wǎng)資源的利用率，另一方面通過(guò)共同的增值 收入降低行業(yè)使用5G的成本。

當(dāng)前電力、交通等行業(yè)的共用業(yè)務(wù)，也越來(lái)越傾向探索 這種應(yīng)用模式，以降低行業(yè)的應(yīng)用成本。

5G垂直行業(yè)應(yīng)用模式實(shí)踐效果

在上述三種模式中，以基于多站融合的低碳運(yùn)行模式效 用最明顯，其他兩個(gè)模式依賴(lài)于行業(yè)與運(yùn)營(yíng)商的交互，目前尚 處于起步摸索階段。因此，下文重點(diǎn)探討基于多站融合的5G 低碳運(yùn)行模式。

基礎(chǔ)設(shè)施共建共享模式

利用大型行業(yè)企業(yè)的機(jī)房資源，如機(jī)房的空間、天面、 管道、光纜等，與電信運(yùn)營(yíng)商5G基站、邊緣數(shù)據(jù)中心融合共

享。尤 其 是 5 G 無(wú) 線(xiàn)基站C-RAN的 部署模式，可以充 分利用行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)現(xiàn) 有的地市中心機(jī) 房到各接入機(jī)房的 光纜、管道資源， 作為前傳的通道， 在行業(yè)地市級(jí)的中 心機(jī)房部署5G邊 緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，包括 BBU、MEC或行 業(yè)專(zhuān)用UPF等。電 力企業(yè)與運(yùn)營(yíng)商共建共享的邏輯架構(gòu)與實(shí)際案例情況，分別 如圖1和圖2所示。

圖1 面向5G及邊緣計(jì)算的多站融合

圖2 5G創(chuàng)新低碳應(yīng)用——多站融合應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)

利用新能源資源向運(yùn)營(yíng)商綜合能源服務(wù)

行業(yè)公司的接入機(jī)房可以作為多站融合的綜合節(jié)點(diǎn)（如 電網(wǎng)行業(yè)的變電站、交通行業(yè)的指揮中心、制造園區(qū)的光伏 發(fā)電區(qū)等），對(duì)于5G基站或邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，可以充分利用儲(chǔ) 能站資源對(duì)其進(jìn)行供電。

一 般 5 G 邊 緣 計(jì) 算 節(jié)點(diǎn)（含 基 站）總 功 耗 大 概 在 5~15kW不等，而行業(yè)多站融合的站點(diǎn)（以光伏方式）的供 能能力，可以到達(dá)30~80kW，儲(chǔ)能為500kW·h。因此在負(fù) 荷相對(duì)不高的情況下，只要做好光伏、儲(chǔ)能、負(fù)荷的協(xié)同， 光伏、儲(chǔ)能的供能能力理論上可以實(shí)現(xiàn)5G邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的 “零碳運(yùn)行”。

運(yùn)營(yíng)商參與峰谷價(jià)差或電力需求側(cè)響應(yīng)

運(yùn)營(yíng)商針對(duì)基站引入鋰電，具備每天優(yōu)先保證最低備電 時(shí)長(zhǎng)≥1h，并將電池的富余容量 用于電價(jià)錯(cuò)峰，或響應(yīng)行業(yè)通信 調(diào)度要求，進(jìn)行需求側(cè)響應(yīng)。以 下是某地市運(yùn)營(yíng)商的基站測(cè)試 案例。

該基站為室外一體化機(jī)柜+ 樓頂抱桿，為射頻拉遠(yuǎn)站。電源 采用珠江200A插框電源，配置 3×50A整流模塊，實(shí)時(shí)直流功 耗53.29V×43.1A=2297W。原 來(lái)沒(méi)有電池備電，為了提高站點(diǎn) 的備電能力，同時(shí)引入峰谷價(jià)差 的充放電調(diào)整能力和電力調(diào)度需求側(cè)響應(yīng)能力。改造后，增 加2組100Ah鋰電，最大備電時(shí)長(zhǎng)約4.2h，峰段放電3h后最 低備電時(shí)長(zhǎng)約1.2h，全天平均備電時(shí)長(zhǎng)3.2h。每天針對(duì)2個(gè)峰 段進(jìn)行電價(jià)削峰，第一個(gè)循環(huán)峰放電平充電，第二個(gè)循環(huán)峰放 電谷充電。

改造后，系統(tǒng)錯(cuò)峰收益為年電費(fèi)節(jié)省21.4%約3136元， 生命周期電費(fèi)總節(jié)省約1.74萬(wàn)元。與當(dāng)前增加備電電池進(jìn)而增 加投資的方式相比，本方案僅需考慮采用智能鋰電相對(duì)增加 的投資，考慮到鋰電池是否轉(zhuǎn)梯級(jí)利用、是否含稅等情況，最 高年化收益率達(dá)7.8%，最低為0%?？紤]到未來(lái)鋰電技術(shù)將更 加成熟，成本也將大幅降低，該模式未來(lái)具有較大發(fā)展空間。

同時(shí)基站鋰電改造有助于電網(wǎng)公司的需求側(cè)響應(yīng)，運(yùn)營(yíng) 商可以與電網(wǎng)公司洽談合作，通過(guò)獲取電費(fèi)補(bǔ)貼（如整體用 電折扣）的方式進(jìn)一步降低能源成本。

總結(jié)

針對(duì)重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用，本文提出了基于多站融合的低碳運(yùn) 行模式，首先通過(guò)共建共享基礎(chǔ)設(shè)施降低建站成本，然后利 用運(yùn)營(yíng)商5G能力開(kāi)放平臺(tái)與行業(yè)通信支撐平臺(tái)之間的互動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)新能源峰谷充放電的動(dòng)態(tài)調(diào)配，從而解決運(yùn)營(yíng)商獨(dú)立規(guī) 劃建站帶來(lái)的能耗較高、“管道黑盒子”、覆蓋區(qū)域需優(yōu)化等 問(wèn)題。文中所提出的多站融合運(yùn)行模式還可在未來(lái)兼容充電 樁、智能制造等海量終端的接入，大大提高5G使用性?xún)r(jià)比， 降低5G的使用門(mén)檻。 面向未來(lái)更為開(kāi)放的生態(tài)圈，重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)可借助5G與 運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展更多的基礎(chǔ)設(shè)施共建共享、5G及邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)低 碳運(yùn)行、數(shù)據(jù)融合服務(wù)等商業(yè)模式創(chuàng)新，進(jìn)一步支撐國(guó)家“雙 碳”“5G應(yīng)用‘揚(yáng)帆’行動(dòng)計(jì)劃”等戰(zhàn)略，也為重點(diǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù) 字化轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)能。

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