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用户网络-5G基站单站功耗是4G基站的2.5~3.5倍

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工信部在2019年10月份就已明確表態,目前2G、3G退網時機已成熟,鼓勵運營企業積極引導用戶遷移轉網,將有限的頻率資源和網絡資源用到5G、4G移動通信網絡發展當中,整體降低成本。這也為運營商建設更少的5G基站開闢了新大陸。

盼望着,盼望着,5G的腳步終於越走越近了。

二是通過AI的方式智能監測、控制通道開關。知名電信專家、信息消費聯盟理事長項立剛舉例,如果一個小區基站經常達到60%負荷,就要考慮擴容;忙時就把所有通道都打開,閑時就把通道關掉。「相當於讓一部分通道處於待機狀態,工作時再把它喚醒,以此降低能耗。」

國內情形從4G發展可見一斑。

我們相信,5G一定會讓社會運行更加智慧,同時為各行各業插上騰飛的翅膀,使我國在國際競爭中掌握優勢。

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在閻貴成看來,這種算法基本可行,但因為單基站並不一定隨時都滿負荷運轉,像家裡可能有10盞燈,不代表10盞燈永遠都同時亮着,所以最終結果可能會有一定偏差。

那到底能高多少?IMT-2020(5G)推進組組長、信通院副院長王志勤在上述座談會上提到,初期階段成本和耗電都會是4G的2倍左右。

記者注意到,成都、重慶、深圳等多個城市都明確要求5G基站轉供電改直供電,不少地方政府推出供電補貼,有些城市直接提出補貼基站,這無疑是對運營商建立基站網絡的有力補充。

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2019年10月底,三大運營商公布了5G套餐資費。

談及基站功耗的優化幅度,江永華坦言,因為沒做過系統的統計,估計在10%~20%。

求證一:5G基站單站功耗到底是多少?

另一方面,據《通信世界》報道,華為已經研究出5G極簡產品和解決方案。在宏基站方面,運營商只需將原來的基站升級,無需新增站點和基站。

「自2018年12月份發放牌照,2019年4月份提供服務、開始向用戶銷售,目前韓國5G用戶超過300萬,用戶增長超預期,從每個用戶使用的數據業務量來看基本上能夠達到4G的2到3倍。」王志勤說。

5G商用帶動運營商業績增長?

程干江解釋,直供電指除自供電以外,直接由供電部門提供電力電能。轉供電指公用電網未到達區域,由該地區有供電能力的直供用戶同意,向其附近的用戶轉供電力;或因設計建設原因供電企業不能直供到戶,由產業園區、綜合體、小區物業、寫字樓等自用配電設施轉供電。

「理論上講,頻率越高,信號衰減越強,基站的覆蓋面積越小,覆蓋同等面積確實需要更多基站。」信通院一位不願署名的專家告訴《每日經濟新聞》記者,5G的特性決定了基站需要採用高頻段,以保證有連續可用、不被干擾的大帶寬,同時也才能滿足更多用戶接入的需求。

「流量肯定會更多,這毫無疑問。」項立剛設想了一種場景,同樣是打開1G的視頻,4G可能要10分鐘才能下載完,但你可能看到一小半就不看了,這樣你只下載了300M;但5G的網速快到只能看到進度條的空格和滿格,即便只點開了幾分鐘,1G流量也早就消耗完了。另外,5G時代會有更多藍光視頻、超高清視頻,消耗的流量大大高於分辨率低的視頻。

國家頻頻強調加快5G網絡發展,我們歡欣鼓舞,但也要清楚,任何事物的發展都不是一帆風順的。5G基站功耗比4G明顯增加,確實是運營商面臨的一項挑戰,但在採訪中,多位受訪專家都認為,號稱5G基站耗電驚人、電費天價的言論太過危言聳聽。

截至2019年前三季度,我國4G基站總數達519萬個,按照閻貴成預計的1.2倍計算,5G基站要建設622.8萬個。這與工信部原部長李毅中此前公開提到的用大概7年時間建設600萬個5G基站的說法相差無幾。

數據來源:公開資料對普通用戶而言,5G時代是否意味着更多的流量使用和更高的電信服務費用支出?

「大規模天線技術的運用肯定會增加功耗,像濾波器、射頻、天線振子等器件用的都會更多。」中信建投通信行業首席分析師閻貴成對《每日經濟新聞(博客,微博)》記者表示,從這個角度講,5G單基站能耗肯定要比4G高。

看完了測算結果,我們再拿權威人士的說法驗證一下。

三是運營商還可以對低頻段進行重耕,此前電信和聯通也在考慮利用2.1GHz頻段來建5G基站。

據中國信息通信研究院2018年的預測,在2020年5G將帶動我國直接產值約4840億元,其中網絡設備和終端設備為4500億元,間接產值1.2萬億元。

閻貴成認為,正常情況下,理論上5G基站數量應是4G的1.3~1.4倍,考慮到電信和聯通合建一張5G網絡,1.2倍左右更合適,甚至可能都不到。

數據來源:公開資料王志勤表示:「我們測算,採用直供電方式,價格會比轉供電減少一半。」

大規模天線技術是5G的核心技術,是指天線收發的通道數大量增加。閻貴成解釋,越多通道意味着容量越大,就像車道一樣,理論上車道越寬,同時可跑的車輛就越多,所以可以類比為,通道越多,可容納的連接終端數越多,功耗也就越大。

高層的頻頻表態也讓資本市場迎來大爆發。5G概念股持續飆升,宜通世紀(300310,股吧)、世嘉科技(002796,股吧)、中興通訊(000063,股吧)等接連漲停。

這裡有必要解釋一下,2.6GHz/3.5GHz都是指載波頻段的核心頻率。何為載波頻率?就是指將信號負載到一個固定頻率的波上去傳輸,這個過程稱為加載,這個頻率即載波頻率。

運營商層面,可以從三方面着手。中國移動副總裁李正茂表示,中國移動已經推出了支持靈活配置的基站,把基站收發的配比數往下減,最大限度的節省能耗。

求證二:覆蓋同等面積5G基站數量是多少?

結論:5G基站數量應是4G的1.2倍左右。

作為工信部直屬科研院所,中國信息通信研究院(以下簡稱「信通院」)是IMT-2020(5G)推進組(推動國內5G技術研究及國際交流合作的主要平台)的牽頭方。2019年10月9日,信通院召開了一次包括三大運營商和中國鐵塔在內的5G網絡建設座談會,多位專家都談到5G基站的功耗問題。

況且,在基站數量方面,閻貴成表示,理論上4G網絡要求通訊穩定,覆蓋相對更好,而5G最大需求是不同行業的應用,並不要求覆蓋那麼完善,所以最終的情況也有可能5G基站建設數量跟4G差不多。

信通院前述專家打了個比方,如果把5G比喻成集裝箱,載波頻率就是裝載集裝箱的卡車,低頻段和高頻段就可以理解為小卡車和大卡車。越低的頻率,成本越低,信號衰減的越少,需要建設的基站數量越少,但同時也意味着只有更少的用戶能接入。

運營商整體業務在2014-2018年從12544億元增長至14048億元,複合年均增長率2.9%。

「5G改變社會」的理念早已深入人心。在物聯網、無人駕駛、虛擬現實等主要情境以及智能製造、智慧出行、智慧醫療、智慧城市等領域,5G都擁有巨大的應用空間。

如果按照中國通信標準化協會的數據,目前運營商5G基站主設備樣品空載功耗約2.2~2.3kW,滿載功耗約3.7~3.9kW,我們分別取空載功耗和滿載功耗的中間值,則5G基站的功耗範圍為2.25~3.8kW。按0.65元/kWh的費用計算,一個5G基站無線設備全年運行的電費接近1.3~2.2萬元。

有了5G,中小學生可以通過線上數字化空間學習,做到停課不停學;企業員工可以通過雲平台在線辦公、召開視頻電話會議……毋庸置疑,在這一次抗疫防疫戰中,5G的表現可圈可點。

記者手記 |5G電費天價言過其實、杞人憂天

5G商用能否帶動運營商業績增長?在王志勤看來,韓國的情況有一定代表意義。

建議5G基站採用直供電在前述座談會上,多位專家呼籲政府出台通信用電優惠政策,包括轉供電改直供電,用電申請、直供電改造上提供更多便利和優惠等。

項立剛強調,5G的流量單價其實是大大降低了,「但是總量肯定沒便宜,你用的流量多了,費用自然就上去了。」

從火神山醫院的5G視頻「雲監工」,到5G+遠程會診、5G+熱成像測溫,再到現在的5G遠程辦公、在線教育,此次疫情防控和恢復生產中,5G功不可沒。

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況且,小基站的功耗比宏基站小得多。「大概五六百瓦足夠了。」中睿通信規劃設計有限公司無線網絡院工程師江永華告訴《每日經濟新聞》記者。

而信通院早在2017年發佈的《5G經濟社會影響白皮書》就曾指出,5G商用中期,來自用戶和其他行業的終端設備支出和電信服務支出持續增長,預計到2025年,上述兩項支出分別為1.4萬億和0.7萬億元,佔到直接經濟總產出的 64%。

中國鐵塔研究院院長竇笠也在該座談會上明確表示,現在5G功耗是3到5kW,是4G功耗的2到3倍。

申港證券研報指出,縱觀4G時代,4G用戶數與4G基站數保持了同步增長。我國4G用戶數從2014年起迅速增長,2017年突破10億。

事物的發展是螺旋上升的,我們的技術也一直在進步。事實上,就傳輸單位比特信息量的功耗而言,5G更省電。目前5G網絡容量比4G大很多,單位時間能處理20倍以上的數據,但每比特功耗只有4G的1/10,甚至更低,這是技術進步的絕佳證明。

運營商可靈活配置基站儘管不會巨虧,但我們還是要承認,5G基站的推廣的確會為運營商帶來一定的成本壓力。

5G實實在在地來了!不過,一段時間以來,5G基站耗電巨大、電費天價的消息卻滿天飛。

此外,由於基站有恆溫要求,推動新的散熱和製冷技術也可以有效降低能耗。

數據來源:公司公告虧這麼多?!不如讓我們直接測算一下吧。

記者 張蕊編輯:陳星視覺:李世強 張維薇排版:陳星 盧祥勇

求證三:運營商會巨虧嗎?根據流傳的數據,5G網絡每年電費將達到2400億元,比4G高2160億元。2018年三大運營商利潤總和為1492.48億元,如此算來還將巨額虧損907.52億元。

在設備商層面,基站的配套元器件可以做得越來越先進,芯片可以像智能手機一樣高度集成化,進而降低功耗。

怎麼辦?多位受訪專家表示,未來有多種方法可以降低基站功耗。

數據來源:公開報道2019年,全國已經建成約13萬個5G 基站,以7年建設623萬個為目標,則能測算出每年5G基站數量。

「我們說的這些倍數都是就宏基站而言。5G網絡其實更多是面向智能製造、車聯網等特定場景,對基站數量要求比較高,可能會採用比較多小基站。」閻貴成說,「但是小基站的覆蓋也是隨着應用發展逐步推開,不可能兩年左右就要搞這麼多。」

本文首發於微信公眾號:每日經濟新聞。文章內容屬作者個人觀點,不代表和訊網立場。投資者據此操作,風險請自擔。

數據來源:工信部在「流量紅利」和「提速降費」雙重加持下,4G用戶DOU(平均每個用戶每月使用的上網流量)提高了7倍以上。

考慮到多地都針對5G推出了供電補貼,如山西直接設定0.35元/kWh的目標電價,對參与電力市場交易后的5G基站進行電價補貼。這比0.7元的平均價便宜了一半,電費開支將大大降低。

算了成本賬,接下來我們再看看收入賬,以此了解運營商的利潤情況。

如果按照到第7年時基站功耗降低了20%來算,則當年5G基站的電費開支為647.9億~1096.5億,取中間值約為872.2億。

我們通過求證5G基站的單站功耗、覆蓋同等面積的5G基站數量,對傳言一一進行駁斥。並在此基礎上對5G基站的電費開支進行了詳細的靜態測算,最終電費開支遠低於傳言中的每年2400億元。傳言所稱的確過於杞人憂天了。

歲末年初,多省市明確2020年的5G基站建設規劃。

有觀點認為,覆蓋同樣範圍,5G基站數量竟要4G的3~4倍,實際情況如何?

「轉供電是轉供電單位和最終用戶協議定價,價格一般高於直供價。」他說,直供電對於企業來說價格低、能直接享受到政府的降價福利、供電穩定性好、電能質量好。不過,基站因為要考慮覆蓋率需平均分佈,孤立偏遠地區不太可能都拉專線,有風能、太陽能(000591,股吧)、轉供電、小馬達等多種方式補充。「5G基站的耗電量要多於4G,周圍有其他需供電用戶的基站由轉改直是可行的。」

這7年每年的5G基站電費開支也可被測算出。

結論:5G單站功耗確實比4G高,但權威觀點多集中在2~3倍,低於質疑聲音中測算所採用的最高倍數。

中通服諮詢設計研究院有限公司無線通信領域的專家李新指出,整體上一個5G基站無線設備的功耗為3~4kW,以目前的0.7元/kWh計算,一個5G基站無線設備全年電費1.8萬~2.5萬元。

此外,中國電信北京研究院副院長江志峰還在座談會上提到,2B基站是面向企業、園區、景區等的專網服務,有些企業也願意投資部分資金和運營商進行共享共建,這種方式可以不斷探索。

中國電力科學院農電所副所長、北京水木源華電氣公司副總程干江告訴《每日經濟新聞》記者,「0.7元的價格應該是按國內平均價去估算的,而且這個是做預算,要考慮一點余量,實際會低一點。」

但會達到3~4倍嗎?在閻貴成看來,這個說法有點誇張了。從頻譜端來看,中國移動是2.6GHz,跟4G同頻段,能夠實現同等覆蓋面積與4G基站數量一樣;中國電信和中國聯通(600050,股吧)是3.5GHz,比4G頻段高一些,理論上講基站數量會比4G多,但是到不了3倍。

中國電信技術創新中心副主任楊峰義公開表示,2018年三家運營商的移動基站總電費約240億元。而中國聯通研究院技術委員會主任嚴斌峰在前述座談會上提到,預計5G電費將是4G的3倍多。按照3.5倍計算,則5G的電費約為840億元。這與上述測算出的872.2億元相差不大。

這個數字與相傳「5G網絡每年電費將達到2400億元」有天壤之別。

當然,這裏只是進行了一個靜態測算,實際上基站的功耗也會隨着技術的進步和產品的迭代逐步降低。

5G傳輸速率是4G的10倍以上,各種性能都大大提升,這必然帶來器件數量的增加。

且不說質疑聲是拿5G電費開支與4G時代(2018年)三大運營商的凈利潤做靜態對比並不科學,即便按照這個邏輯,872.2億元距離三大運營商利潤總和1492.48億元也還有一段距離。

5G基站單站功耗是4G基站的2.5~3.5倍,果真如此嗎?

結論:根據耗電量、電價、基站數量等測算,5G基站最高年電費開支約為872.2億元,遠低於每年2400億元的傳言。

2月21日,中共中央政治局召開會議,特彆強調要推動5G網絡、工業互聯網等加快發展。2月26日,工信部透露,2020年1月國內手機市場總體出貨量2081.3萬部,其中5G手機546.5萬部。工信部表示,將穩步推進5G網絡建設,並且重點加快獨立組網的5G網絡建設。

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數據來源:公司公告截至2019年7月,全國總計12.4億戶,4G滲透率達78.8%。

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