网络能效第 2 阶段

网络能效PHASE 2NGMN 联盟版本:1.0Date:10.10.2023文档类型:Con fi 机密性类:项目:最终交付物 (批准)P - 公共绿色未来网络Saima Ansari ， 德国电信克里斯 · 霍格 ， 代表 NGMNNGMN 联盟董事会 ， 2023 年 8 月 15 日提交者:NGMN 计划执行 ：批准人 / 日期:对于公共文件 （ P ） ：© 2023 下一代移动网络联盟 e. V. 保留所有权利。本文档的任何部分不得在未经 NGMN 联盟 e. V. 事先书面许可 ， 以任何形式或任何方式本文档中包含的信息代表 NGMN 联盟 e. V. 对截至日期讨论的问题持有的当前观点本文档按 “原样 ” 提供 ， 没有任何保证 ， 包括任何适销性、不侵权、or fi tness for any particular purpose. All liability (including liability for infrence of any property rights) related to the use of informationin this document is disclaimed. No license, express or implied, to any intellectual property rights are granted herein. This document is distribute -发布仅供参考 ， 如有更改 ， 恕不另行通知。2 执行摘要电力 - 即使是由可再生能源产生的 - 也是 fi nite 资源 ， 并且是重要的 fi 不能移动网络的运营投入成本。因此 ， 减少电力非常重要consumption by making networks more energy e š cient. The recent energy crise has进一步强调了这个问题。移动行业通过 NGMN 联盟 (NGMN) 的绿色未来网络支持 -gramme 已经汇集到 fi nd 解决方案中 ， 以提高网络能源的效率和使运营商能够减少电力消耗。在本出版物中 ， 我们概述了and prioritize the various options available to increase network energy e of ciency. In特定的节能方法分为三大类 (和时间范围) ： (短期) 过程优化 ； (中期) 工程优化 -sations ； 和 (长期) 新技术。我们的结果强调 ， 这是可能的 - 在短期 - 通过优化 fi GURE 将能耗降低高达 10%网络使用现有的省电功能。为此 ， 机器学习 (ML) 可以用于估计现有技术可以带来的能耗降低省电方案 ， 从而支持确定最合适的过程要部署的节能政策。在中期内可以进一步节省能源通过投资于蜂窝基站升级和重新设计 ， 减少关键的能源消耗组件并最大限度地将电能转换为射频 (RF)能源。鉴于无线电接入网 (RAN) 约占四分之三所有移动网络用电量[1]有了基站设备 ， com -由无线电单元 (RU) 、基带单元 (BBS) 和主控制组成 ， 占典型小区站点的用电量 (fi GURE 1) ， 每个小区节能 30 - 40%RU 可以导致整个 RAN 大约 12% 的节能。从中长期来看 ， 移动运营商将需要投资于新技术以获得进一步的能源节约。特别感兴趣的是 - 考虑到冷却因素到 40% 的 RAN 能耗 - 既是直接接触式液体冷却 (DCLC) 又是液浸冷却。先进技术 ， 如再 fi 可持续智能表面 (RIS) 和分布式 (无细胞) 大规模 MIMO 可以在更长期内进一步增加与网络能源的效率。节能解决方案的完整优先级列表可在第 5 章 “重新 -表扬 '。3 NGMN 建议运营商审查每个选项的节能潜力在本出版物中 ， 并对节能潜力进行了进一步的研究网络解聚和云 fi 阳离子等关键技术。此外 ， 研究应着手审查能源管理和可再生能源的最新技术能源解决方案。RAN 总能耗10%基站设备能源消耗量7%13%50%40%80%无线电单元 (RU)基带单元 (BU)主控制基站设备冷却其他图 1 ： RAN 能耗细分[1]4 CONTENTS010304INTRODUCTION......................................................63.2. 3 通过以下方式实现节能降低 DC 功率损耗..........................................173.2. 4 直流配电优化 - 建议........................1802数据驱动能量控制 -建议优化.............73.3 可再生能源的潜力RAN 站点..............................................................................182.1 网络节能功能3GPP 标准支持..................................7新技术网络节能......192.1. 1 数据驱动的无线电建模单位 (RU) 功耗..............................72.1. 2 数据驱动的网站更新和网络节能功能激活优化...................................................................84.1 冷却..........................................................................194.1. 1 新的冷却技术...............................194.1. 1.1 液浸冷却..................194.1. 1.2 直接接触式液体冷却.................202.1. 3 数据驱动的优化网络节能特点 ：............................102.1. 3.1 数据的示例应用 -驱动网络优化............................104.1. 2 液体冷却节能和二氧化碳的减少.......................................................202.1. 3.2 潜在的能源节约来自数据驱动的网络优化.........................114.2 网络分解.....................................204.2. 1 节能潜力..........................204.3 先进的无线电技术.......................214.3. 1 再 fi 可读智能表面........214.3. 1.1 RIS 节能潜力.......214.3. 2 分布式 MIMO..............................................234.3. 2.1 DMIMO 节能潜力.......2303ENGINEERING优化方案..........................................123.1 无线电、基带和天线......................123.1. 1 无线电单元能耗.........123.1. 1.1 改进 RRU / AAU 能源E š ciency..............................................................................133.1. 2 基带单元 (BBU).........................................133.1. 2.1 提高 BBU 能源效率...........143.1. 3 无源天线................................................1405060708建议.......................243.1. 3.1 改进无源天线e - ciency........................................................................14缩写.................................................26ACKNOWLEDGEMENTS..............................27参考文献.................................................283.2 降低直流功率损耗................................153.2. 1 电流直流配电网络...............................................................................163.2. 2 An energy e - cient bulk feed DC总线体系结构........................................................165 01 介绍移动行业通过 NGMN 联盟 （ NGMN ） 的绿色未来网络计划已经汇集到 fi 和解决方案 ， 以提高网络能源的效率。并使运营商能够减少电力消耗。在本出版物中 ， 我们概述并优先考虑可用于提高网络能源效率的各种选项。特别是节能方法分为三大类 (和时间范围):• （ 短期 ） 流程优化 （ 第 2 章 ）• (中期) 工程优化 (第 3 章)•（ 长期 ） 新技术 （ 第 4 章 ）对于每种节能方法 ， 都提供了基于实时数据的信息网络和 / 或模拟 - 关于潜在节能的大小和范围。该出版物建立在 NGMN 的 fi rst 网络能源效率报告的基础上 ， 该报告审查了在典型的移动网络中消耗能量 ， 并突出了机会和行业提高网络能源效率的挑战。[1]. As identity fi ed in thatfi 第一次 NGMN 报告 ， 绝大多数电力消耗 (近四分之三of all energy consumed) is in the mobile sites. For this reason, many of the solutions提议寻求 - 作为优先事项 - 最小化 RAN 中的能源消耗。然而 ，运营商数据中心的能源消耗也与以下方面有关 -诸如冷却技术以及向虚拟化和云原生的转变网络元素。6 02 数据驱动能源消耗优化方案由于能源危机 ， 运营商面临着 imme -由于运营费用飙升而面临的挑战能源成本较高的结果。优化流程和最优地配置 fi 网络以满足 tra _ c 需求可以使运营商立即节省能源在新基础设施、软件、和服务。在本节中 ， 我们描述了这样的优化 -sation can lead to energy savings. To maximize impact, our重点是广泛可用的工具和技术由于正在进行的标准化举措。这些发展正在进行中。除了 RAN 之外 ， 3GPP还在寻找架构增强和新的使用系统能量 e - case 的效率[7]. 使用这些功能与更多的能源和有经验的网络设备一起can lead to large energy saving gains. However simply在网络中打开这些功能是不够的 -这些功能对能源消耗的影响必须理解 ， 并且必须正确地理解特征Con fi 是为了确保网络性能不会对最终用户造成损害。2.1 网络节能3GPP 支持的功能标准2.1. 1 数据驱动无线