5G AAU自动启停助力节能减碳

周志学王勇 许洪钊 吴寿昌 宋磊 刘春龙

（中国联合网络通信有限公司临沂市分公司，山东省临沂市 276000）

摘 要：近年来，国家推动“碳达峰、碳中和”，以保护地球环境，助力人类社会可持续发展。为应对5G网络大规模建设带来的能耗挑战，临沂联通积极响应国家“双碳”战略与集团公司节能减排方针，持续探索数字化节能新技术，提升网络能效，减少碳排放，实现绿色低碳的可持续发展。临沂联通联合厂家研究AAU自动启停新技术，开展5G基站数字化节能创新，节能效果取得较大突破。

关键词 节能 减碳 5G 自动启停 

1 引言

基站节能当前主要的技术有符号关断、通道关断、载波关断、深度休眠，节能效果层层递进，节能效果最好的手段是深度休眠，其作用下基站处于功放关闭状态，无信号发送且业务处于中断，适用于夜间低负荷场景。考虑到设备的可靠性与安全性，以及对用户感知和网络性能更好的保护，我们根据实际应用需要创新地提出一种新的节能技术-AAU自动启停，可实现AAU降低耗低至5W左右，同时可以在节能状态下判断小区负荷随时重启设备做到用户感知的保障。AAU自动启停技术的是通过软件实现设备安全进入极致休眠状态，对于在网设备更友好更安全。

国内电联随着FNR 2.1G/900M的建设，5G网络逐渐从TNR 3.5G的单层网形成了FNR/TNR的多层网，从而为TNR多天线开启载波关断/深度休眠等方式提供更多适合的场景。5G多层网络覆盖下，TNR 3.5G上的用户可以根据业务特点在保证用户感知的基础上迁移到FNR 2.1G/900M网络上，提升容量层节能时长，更大程度满足节能门限。

AAU自动启停功能可最大限度地降低功耗，不仅效果优于AAU/RRU智能空开/远程下电，还更容易作为基站节能的原子能力而被AI平台调用，从而实现根据用户配置或者AI平台配置的节能时间段控制AAU设备自动启停，更好提高节能效果。

2 自动启停业务流程

用户在网管配置参与自动启停的AAU设备及自动启停时间段；

AAU建链后，BBU将节能配置参数下发给AAU；

AAU根据配置参数计算下电、上电时长；

AAU软件根据下电开始时间监控时间是否到达，在下电开始时间到点后，计算下电时长；

AAU通知BBU即将下电以及下电时长，最后通过指令通知电源关闭所有输出，并告知电源关闭输出的持续时间；

AAU电源模块在下电/上电时间点自动进行下电/上电。

在电源关闭所有输出期间，AAU系统没有供电不能工作，电源处于孤岛状态。因此电源需要自行进行关机计时，达到要求的关机时长后自行恢复电源所有输出，AAU系统重新启动恢复跟BBU连接以及恢复业务。

3 创新技术优势

①电源固件在线升级->支持灵活关断管理；
②模块化关断管理->实现极致休眠，温度阶梯式下降；
③节能策略组合->规避温差骤变的凝露与焊裂；
④软件关断->实现BBU与AAU协同休眠；
⑤关断阶段负荷判决与用户迁移->保障感知；
⑥节能原子能力天花板->支持智能节电AI平台调度。

4 节能效果评估

4.1.试点实测验证

市区南坊汤河长沙路AAU自动启停任务启动前电流为3.76A，任务启动且进入自动启停的节能状态后，电流为0.08A。从后台指标看电源平均功率(W)由432W降至4W，电源输入平均电压(V)由52V降至0V，电源输入平均电流(A)由8.3A降至0A。

4.2.规模部署验证

4月14日开始，临沂部署300个AAU的自动启停功能，生效时间统一设置为2:00~3:00，共计节能生效3个小时。

本次试点部署，通过后台指标、告警情况，评估AAU自动启停功能应用对网络的影响，同时通过后台能耗指标评估AAU自动启停功能节能效果。

4.2.1 后台指标观测

对比AAU自动启停节能前后指标情况，无线接通率、无线掉线率、切换成功率指标保持稳定。

4.2.2 后台告警观测

查询部署站点4月13日至4月30日告警情况，无异常小区退服等影响业务的告警发生，表明自动启停功能应用不会触发异常故障，符合功能预期。

4.2.3 节能效果评估

4.2.3.1 电源平均功率

以3282699-4 为例，功能未开启状态下电源平均功率为480.94W，通道关断开启为388.68W，符号关断为304.53W，深度休眠为105.52W，自动启停为4W。

4.2.3.2 供电单元能耗

对比每小时供电单元能耗(kWh)，功能未开启状态下供电单元能耗(kWh)为0.48094kWh，通道关断为0.38868kWh，符号关断为0.30453kWh，深度休眠为0.10542kWh，AAU自动启停为0.004kWh。

4.2.3.3 节能效果

4月14日部署300小区，10月5日部署500小区。节能时间设置为2点-5点。截止到11月14日累计降低能耗2.56万度，降耗收益为2.05万元，累计减排20.49吨。

部署时间	AAU数量	单AAU天夜间生效3小时降低的能耗（度）		截止到11月14日降低能耗（度）		截止到11月14日降耗收益（元）		截止到11月14日减排收益（吨）
2023/4/14	300	(0.10542-0.004）*3=0.30426		300*0.30426*214=19533.492		19533.492*0.8=15626.7936		19533.492*0.8/1000=15626.7936
2023/10/5	500	（0.10542-0.004）*3=0.30426		500*0.30426*40=6085.2		6085.2*0.8=4868.16		6085.2*0.8/1000=4.86816
合计			25618.69		20494.95		20.49

注：电费按照0.8元/度，碳排放按照0.8kg/度。

5 结束语

把握时代大势，中国联通正全面发力新型信息基础设施和新型信息服务体系，既要用最优品质的网络支撑用户发展与促进社会转型，又要利用创新技术有效降低网络能耗，引发“比特×瓦特”的融合聚变进入以信息为主导、信息和能量深度融合的信息文明时代。在5G+AI的融合创新之下，持续优化网络运营范式，促进5G网络实现经济效益和社会效益双提升。

参考文献：

[1] 李露,李福昌,曹亘,吕婷.5G基站智能节能方案研究.

[2] 孟一翔.移动通信基站节能减排技术研究[D].上海：上海交通大学，2012.

[3]王鑫.中国铁塔5G宏基站解决方案[J].信息通信,2020,214(10):239-241

[4]中国联通研究院中国联通5G智能节能技术白皮书（2022年）

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