“收入≫支出”：5G显著提高能效

2020年虽然受新冠肺炎疫情影响，但我国5G速度并未放慢，工业和信息化部信息通信发展司司长闻库表示，近期，我国平均每一周新开通的5G基站超过了1.5万个，截至6月底，三家电信运营商在全国已建设开通5G基站超过40万个。

5G部署提速，商用进程加快，将进一步推动产业数字化转型，赋能千行百业智能升级，并有望给整个社会带来深刻变革。与此同时，5G也是提高能源效率的重要推动力，将在实现可持续发展目标过程中发挥关键作用——5G使能垂直行业提升能效、减少碳排放，助力构建可持续发展的数字世界。

众所周知，“绿色”“节能”“环保”“可持续”“能效”等关键词是过去以及未来，业界持续关注的焦点，也是业界持续奋进的方向。群策群力，作为全球领先的ICT基础设施和智能终端提供商，华为同业界伙伴致力于提升能效，使能可持续发展。就在近日，华为联合研究机构Analysys Mason发布了《Green 5G：BUILDING A SUSTAINABLE WORLD》白皮书，对绿色5G如何构建可持续发展世界做了更为全面的诠释，以期助力5G走得更快更好，赋能社会可持续发展。

“收入≫支出”：5G显著提高能效

众所周知，联接和数据需求的不断增长正在提升宽带网络的使用量，因此网络所承载的流量也在不断增加。随着5G网络的部署，这一趋势将变得更加明显。同时，5G时代，5G网络数据容量是4G的1000倍，加之VR/AR、云游戏等众多创新业务需要进行更多的数据处理，而更多的数据处理理论上也会引发电耗增长。这就意味着运营商在规划和优化网络时，也需考虑能源效率。单纯从功耗看，基站是功耗的“大户”，基站能耗占网络总耗电量的57%左右，但这不意味着5G是一种高能耗技术。相反，5G作为最新一代无线技术，在节能环保上已有突出表现。

追本溯源，按每比特计算，5G标准比前几代技术标准更节能。其实，5G在标准设计、参考信号设计、物理结构上都最大化地考虑了节能。3GPP的5G规范要求5G能耗比4G减少90%，ITU要求ICT企业在2030年前将温室气体排放量减少45%。降功耗、降成本也是整个5G产业链的共同诉求。

如何集约化、绿色地建设5G，探索可持续发展的5G，也开始引起关注，并且业界通过多个技术创新，使得5G可以提供更多数据处理，却实现更优的能源消耗。

白皮书显示，与前几代移动技术相比，5G网络可以采用多层部署方式，从而从本质上提高能源效率，实现能源效率最大化。这种多层部署方式包括加强设备层面的电源管理，采用新的站点解决方案，如使用液冷散热，以减少对空调系统的需求，以及对频谱等资源的灵活使用等。这为移动网络的部署和运行提供了一种全新的方式，可使每比特能源效率相比4G提高50倍。

具体来看，运营商可以在基站设备层、站点层和网络层3个层面进一步整合5G的能源效率，比如采用更加节能的5G功率放大器，通过AI预测提前唤醒基站，5G与LTE的频谱和无线技术灵活配合以最低的功耗为特定任务提供适当的网络容量等多种技术相结合，从而极大地提升网络能源效率，同时减少温室气体的排放。白皮书中强调：“如果运营商在部署5G时采用全套功率和站点优化技术，那么即使在密度更大的网络中，也可以让功耗保持稳定。同时，若以同样的方式部署4G，则更能显著降低其运营成本。”

而在网络层减少能耗主要有两大途径：一是充分利用现有频段的最高效组合，二是尽量减少无线技术的使用数量，即通过有选择性地淘汰或使用动态频谱。目前许多运营商同时运行2G、3G、4G和5G网络。淘汰传统网络意味着淘汰能效较低的传统技术，减少天线和基站的数量以及对空间和功率的要求，从而显著降低网络总能耗。

白皮书中特别指出，目前，已经出现许多能够提高能源效率和改善能源管理的新技术，比如，人工智能将进一步提高基站、站点和网络3个层面的能源效率。并且这些技术并不只适用于5G，甚至未来可以采用这些技术优化新能源管理系统，使网络更加节能、高效。

ICT促进可持续发展目标的实现

尽管5G网络本身的节能很重要，但是如果单从5G自身基站辐射、电力的消耗来衡量5G是否环保，是否能成为绿色5G并不全面。5G毕竟需要应用到社会的方方面面，促进整个行业的信息化、数字化，只有当5G使能许多其他行业以更节能的方式运行时，5G对行业转型的影响才会真正实现。

数据显示，ICT行业的温室气体排放量占全球的比重不足2%，但其附加值占经济合作与发展组织国家的6%，占中国GDP的7%以上。这也意味着，只有在对其他行业的能源效率产生显著影响的情况下，5G才会对全球能源使用产生有意义的影响。

Analysys Mason研究表明，5G与人工智能、物联网和云等ICT技术结合可以提高其他行业的能源效率，在帮助行业和民众实现可持续发展目标方面发挥着重要作用——先进的联接、云计算、人工智能和物联网提供了一个潜力空前的平台，能提升所有行业、城市和社区的能源效率。

尤其，ICT技术有望对医疗、制造、交通和能源行业的能源效率产生巨大影响。比如在能源领域，5G无人机能以更高的效率和更低的成本进行天然气管道检测；基于LCA方法分析显示，使用5G无人机使上海一次检测的温室气体排放量减少了60%。如果全球都采用这种方法，减少的温室气体排放量将足以给全球每个人的智能手机充电100天。在医疗领域，5G使能的远程CT问诊可以完全消除某些相关活动产生的温室气体排放。在智慧城市和智能交通系统，5G有望提升生活方方面面的能源效率。

ITU发布的《SMART 2020》报告更是佐证了ICT技术对各行业节能减排都有非常显著的使能效应：ITU预计2020年，各行业利用ICT技术提高能源效率的规模相当于全球总排放量的15%。甚至，业内专家认为，ICT技术在行业的应用将对联合国2030可持续发展目标形成关键的支撑，特别是应对气候变化的影响。

但也要意识到，随着网络发展以及数据使用率的飙升，网络能源消耗或将抵消其他领域能源效率的提升。因此，智能部署5G非常重要，要尽可能地减少其消耗的能源。这也需要政府和监管机构及产业链共同推进。比如，建议政府监管部门可以降低5G和其他关键技术优化部署的门槛，同时推动不同行业利益相关人之间的合作，并鼓励开发通用平台和采用统一的方法管理电力使用。

总而言之，5G的到来不仅不会给社会带来环境的污染、能源的浪费，反而通过高带宽、低时延的特性，让社会变得更为智能，也能为社会发展带来更高的效率、更低的能耗。同时，也需产业链携手共进，以期使用更少的能量，传送更多的信息，在不断丰富人们数字生活的同时，反哺更美丽的物理世界。