2013绿色通信：以机房基站为节能主战场

    编者按：在能源日益短缺的今天，通信业的高能耗问题越来越引起关注，人们对绿色通信的呼声也越来越高。2013年是“十二五”承上启下的重要一年，通信业面临的节能减排形势更加严峻，3大运营商正进行一场大刀阔斧的改革，以机房基站为主节能战场，开始向数据中心领域蔓延，积极推进绿色通信网络的建设。随着运营商深入开展机房基站的节能减排工作，相关设备亟需升级改造，将给通信设备产业的发展带来刺激性作用。

    通信业节能减排新挑战

    随着通信业的快速发展和不断扩张，通信在渗透到每个人生活的同时，其与社会和环境的不和谐也日益突显。作为一种服务业，通信依托于大量的基站、机房、动力系统、终端设备、传输线路等工业产品，耗能巨大。数据显示，我国3大运营商每年消耗200亿度以上的电能，各种能耗费用超过100亿元人民币。在能源日益短缺的今天，通信业的高能耗问题越来越引起关注，而人们对以节能减排、降低能耗为主旋律的绿色通信的呼声也越来越高。

    近几年，作为我国绿色通信的“排头兵”，电信运营企业高度重视节能减排工作，强化绿色网络建设与应用创新，推广信息化应用，促进全社会节能减排方面成效显著。截至2012年底，我国通信业单位电信业务总量综合能耗为0.047（吨/万元），比2011年下降2.81%，比2010年下降8.62%。新兴信息通信技术与业务的广泛应用，有效地带动了全社会节能减排，已经成为实现中国经济社会绿色发展、低碳发展的有效手段之一。但2013年，通信业面临的节能减排形势将更加严峻。

    工信部早前发布的《通信业“十二五”发展规划》，提出了通信业节能减排的新目标：到2015年末，通信网全面应用节能减排技术，高耗能老旧设备基本淘汰，初步达到国际通信业能耗先进水平，实现单位电信业务总量综合能耗较2010年底下降10%；推进信息化与工业化深度融合，促进社会节能减排量达到通信业自身能耗排放量的5倍以上；新建大型云计算数据中心的能耗效率(PUE)值达到1.5以下。

    今年年初，工信部又出台了《关于进一步加强通信业节能减排工作的指导意见》，提出9项重点任务：促进全社会节能减排、加快网络结构优化升级、统筹部署绿色数据中心建设、加大绿色基站建设力度、深化基础设施共建共享、实施生产用房节能改造、推进电力能源合理使用、加强产业链各环节节能减排力度及完善合同能源管理和节能自愿协议等节能新机制。

    十八大报告明确提出了坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路，推动信息化和工业化深度融合，建设下一代信息基础设施，发展现代信息技术产业体系，推进信息网络技术广泛应用，建设生态文明与美丽中国，为信息通信业可持续发展提出了新要求。

    显然，政策导向下的新目标带来了新挑战。工信部节能与综合利用司司长周长益表示：“如何实现‘四化’同步发展和生态文明建设之间的平衡，对全社会节能减排来说是一个新的挑战，同时也是实现更好发展的机会。”他指出，目前，通信业节能减排基础管理比较薄弱，能耗统计体系、监测管理体系和市场节能机制有待完善和提升，绿色发展任务艰巨，为通信业节能减排增加更多的挑战。

    张峰强调：“全行业必须充分认识开展节能减排的重要性和紧迫性，提升忧患意识、危机意识。尤其是各级企业，作为节能降耗的责任主体、实施主体和受益主体，更应该进一步增强责任感和使命感。要加强顶层设计、目标分解和科学管理，通过更扎实的工作，落实好通信业节能减排目标，带动产业链积极跟进。”

    运营商发力节能机房基站

    从政策倾向性和发展形势来看，2013年是“十二五”承上启下的重要一年，也无疑是通信业进入节能减排非常关键的一年。3大运营商正进行一场大刀阔斧的改革，积极推进绿色通信网络的建设。而机房基站是绿色通信最重要的环节，其电力能耗占据了整个通信网络能耗的90%以上。目前，运营商的动向和部署以机房基站为主节能战场，开始向数据中心领域蔓延。

    经过多年的不懈坚持，中国移动在机房基站的节能减排行动已初显成效。最新数据显示：中国移动新增无机房基站2.1万个；累计21.6万座通信基站实现能耗自动采集，776万个载频开启智能节电功能；累计8.75万个基站应用自然冷源，已建基站围护结构改造6.7万个；开关电源冗余模块休眠功能开启27万套，高效开关电源模块应用3.9万套；新能源基站建设8870座；报废蓄电池专业渠道回收率达97.8%。经过这些改造，中国移动去年就实现了单位业务量耗电降低20%，累计节约118亿度用电。

    2013年，中国移动将在前一年创新成功的基础上，继续推广设备节能分级管理、绿色包装、SIM卡节能等多项节能减排技术，打造绿色产业链。据最新消息称，中国移动将于近期启动新一轮大规模通信设备招标，涉及20万个4G基站建设和11万个3G基站升级改造。这些新建或改造的基站将大多数采用节能减排技术，比如在地势有利和太阳能丰富的区域，建设风光互补新能源基站，以加快实现其“十二五”绿色行动的目标与承诺。

    今年是中国电信“三年滚动规划”的最后一年，其节能减排工作将全面落实，不遗余力推动绿色通信机房基站的配套设备。针对重点能耗领域和设备，中国电信编制了《中国电信IDC机房设计规范》、《中国电信节能减排技术指导意见》、《绿色数据设备技术规范》、《中国电信能耗监测系统标准规范》等，对各种通信网络设备及建筑、电源、空调等配套设备可采用的节能技术及其节能效果、适用场景、相关注意事项进行了系统性阐述和指导，为中国电信开展能效通信提供了重要支撑。同时，中国电信还积极参与制定和推动《通信用240V直流供电系统》的行业标准，细化节能减排工作，将低碳理念扎实地推进到日常工作中。

    此外，中国电信还自主创新研发了“瑞智能耗监测管理支撑系统”，充分利用物联网、云计算技术，实时采集各分散机房基站的能耗数据，查找能耗漏洞，实行节能减排工作的精确管理。“网络设备分布在数以万计的各类机房中，点多面广，给能耗的精确化管理带来了较大挑战，需创新性的建设能耗监测信息化支撑手段。”中国电信节能减排处高级工程师沈火林介绍说。

    中国联通近几年在节能减排方面的工作也取得了显著效果。数据显示，2012年，通过在各个环节使用新技术、新应用，中国联通成功实现了年初制定的目标：基站单载频能耗下降7.5%，GSM网软件节能覆盖率100%，基站节能技术覆盖率达到50%；降低IDC通信机房PUE值；接入机房能耗下降5%，覆盖率达到25%。

    与中国移动和中国电信一样，中国联通在2013年也全面实践低碳发展理念。中国联通计划管理部节能减排主管张晨表示，今年联通将投资10亿元作为节能减排专项资金，用于在基站、机房和数据中心推广高效的节能技术。网络主设备节能方面，建设一体化基站、分布式基站，实施网络IP化改造，利用现有资源进行低成本建网；空调、动力等配套设备节能方面，推广智能通风换热、开关电源智能休眠、风光互补、照明灯节能改造等节能技术，挖潜存量资产节能潜力；在绿色通信局房建设方面，从通信局房建设源头进行管理，规范通信局房建设，减少局房能耗和污染排放，实现建筑与自然和谐共存；在设备采购方面，将设备的能耗、节能产品认证等作为重要采购指标，在技术、服务等指标满足采购需求的前提下，优先采购节能产品，积极推进绿色采购。

    值得一提的是，合同能源管理作为一种基于市场运作的全新节能机制，越来越受到运营商的关注。这种节能投资方式，允许用户使用未来的节能收益来进行能耗设备改造，以降低建设和运维成本，是非常符合节约型通信机房基站建设需要的。龚建中表示，工信部一直鼓励通信企业积极探索合同能源管理机制，不仅能够解决节能减排所需资金的问题，还能调动各方的积极性，利用各方的优势来共同推进通信网络的绿色运营工作。目前，中国电信正在准备规模实施合同能源管理。

    此外，数据中心建设也是3大运营商2013年的重点。中国电信天翼云计算战略提出，“十二五”期间，中国电信依托遍布全国的数据中心基础设施资源，统一建设部署覆盖全国、业内一流的云计算数据中心，具备提供数百万台高性能虚拟主机的能力。按照中国移动IDC发展规划，到2015年末，IDC总建筑面积达到54.7万m2，2013年就要达到能够容纳45067机架的IDC规模。同样，中国联通也不例外，加速数据中心建设，抢占云计算市场先机，同样是他们的目标。

    可见，随着数据中心的大规模建设，3大运营商将广泛利用云计算、虚拟化等新技术改造现有网络，以达到数据中心PUE目标。绿色数据中心正成为运营商另一大“博弈”战场。

    绿色通信激发设备升级改造

    绿色通信强调的是对通信设备的改进升级，其不断发展必将带来通信设备业的一次重大变革。尤其是2013年，3大运营商继续深入开展机房基站的节能减排工作，对相关设备进行不同程度的升级换代。这对于通信设备产业将是一个非常重要的刺激作用。

    目前，通信领域作为创新最活跃的领域，新技术与新应用不断涌现。低碳、绿色的通信产品应用，已经是产业链各厂商技术研发和产品创新的重要方向。华为、中兴通讯、爱立信、诺西等这些主流的电信设备提供商，针对基站、核心网、骨干网、城域网、接入网以及数据中心等场景，均推出了相应的绿色产品和解决方案。例如，华为通过绿色产品帮助鸡西市实现了不占用新的机房空间，也不用增加能耗，就轻松完成了城区大容量基站的扩容，并实现机房空间瘦身5/6，能耗节省70%；4月中旬，中兴通讯针对农村和偏远地区基站，提出了FDS太阳能方案，相比传统站点，其基站设备降低到53%，功能成本降低了17%，基建降低总计达到了38%。

    这些主流设备商已经成为运营商构建绿色通信网络的中坚力量，但一些配套厂商也可以从这个节能市场获得一席之地。目前，以南都电源、捷联、中恒电气、突破电气、中达电通为代表的配套企业，逐渐成为通信产业链不可缺少的力量。这些配套厂商积极注重技术创新，提供电源、PDU或空调等产品，从更细分的领域帮助运营商推进节能减排工作。

    南都电源专为运营商机房和数据中心提供高温电池，该公司总工程师吴贤章表示：“对于通信业来说，80%以上的能耗是电力消耗。南都电源对基站设备工作温度进行分析后发现，提高蓄电池温度是理想方案。”根据实际应用和测算的结果显示，采用高温电池，通信基站一次投资节省约3000元，空调能耗降低80%以上，每个基站每年节省用电约4000度以上。

    2012年，由于模块化UPS的高稳定性、并联互不干扰、易维修等特点，占据了运营商UPS招标的半壁江山，成为全行业的热捧对象。而在2013年，模块化UPS“魅力”依然不减。例如，针对运营商机房存在交流和高压直流(HVDC)两种供电方式，捷联推出了双模块化UPS产品，使得机房电池的数量比传统配电减少了1/3的配置，受到运营商的青睐。

    而对于机房基站供电系统的另一种方式，高压直流供电系统也成为焦点。高压直流供电系统所具备的高安全性、高可扩容性以及维修安装方便等“绿色”特点，吸引了运营商的目光。有数据显示，高压直流供电系统在UPS整个生命周期内可平均节能20%～30%，平均节省投资大约40%。所以，高压直流机房的建设，既具备节能和节省投资的功能，更是提升机房电源供应稳定可靠的保证。目前，中恒电气是国内领先的高压直流电源厂商，随着中国移动在今年完成高压直流基站试点后将大面积集采，中恒电气将因此受益，预计高压直流电源产品成为公司第三大支柱业务。

    2013年，作为机房基站主设备的UPS，其模块化UPS、高压直流供电系统将继续引领UPS的发展方向。但一向被人忽视的“小器材”PDU也得到了运营商的进一步认可。因为智能PDU凭借具备的端口级电流、电压、功率因数等监测功能，实现IT设备输入端的能耗监测，在机房基站节能减排的过程中起到了不可代替的作用。突破电气是这方面的突出代表企业，其推出的高压直流PDU已成功应用在中国电信等运营商机房中。

    最后，作为机房基站“用电老大难”的空调设备，在2013年延续了2012年的主流温控技术：智能新风系统、自然冷却技术、蓄电池恒温柜技术以及冷冻水型机房专用空调，从各种层面帮助“电老虎”空调减轻负担。目前，在国内机房空调市场上，中达电通依靠母公司台达集团的强大实力和优势资源，推出的一系列高效、节能、环保型空调产品，在多个领域的数据中心机房中得到了广泛应用，赢得了较为可观的市场份额。

    综上分析认为，随着通信网络规模的不断扩张，大量不间断的通信设备带来迅速增长的用电量，一些使用低功耗设计的基站，整体的电能节省可达到30%～40%，节能空间非常大。节能减排、降低能耗已成为通信业共同的心声。业内专家举例指出，中国移动如果近期启动4G设备招标，预计招标金额超过200亿元，那些具备先进技术和更低能耗产品的通信设备商将有机会赢得市场；同时，预计今年到2015年，中国移动通过节能减排实现节能的效益可达到108亿元到115亿元。

    绿色通信网络建设带来的基站及无线设备节能降耗、运维节能与机房降耗已成为运营商和设备商发展的重中之重，未来低能耗的设备必将受到运营商的青睐。这种变革将是通信产业一个全新的发展模式。<