移动行业经常吹捧 5G 是一种比其前身 3G 或 4G 更节能的技术,因为它融合了许多新的环保创新,例如允许蜂窝基站在网络流量较低时“休眠”。
但与此同时,移动网络上的数据流量也在不断增加,这需要更多的蜂窝基站和能源来为这些基站供电。此外,每一代新一代无线技术通常都会增加更多的频段,而这些频段的分配方式有助于提高网络效率和功耗。
虽然 5G 网络的许多方面比前几代无线“更环保”,但仍有更多工作要做。事实上,Next G 联盟刚刚发布了“6G 路线图”报告,并将可持续性和能源效率作为重中之重。该组织是 ATIS 的一个分支,旨在将北美打造成 6G 的领导者和减少 6G 对环境影响的领导者。
Next G 联盟表示,它打算让 6G “成为使用这些网络的应用程序的能源效率和环境管理的典范,使其他垂直行业能够实现自己的减少温室气体 (GHG) 排放的目标。”
Next G Alliance 的目标绝非易事。在该集团的 6G 虚拟发布路线图活动中,FCC 专员 Geoffrey Starks 表示,IT 和通信部门目前消耗了全球 9% 的能源供应。到 2030 年,这个数字可能会增加到 20%。许多人预计 6G 网络将在 2030 年首次亮相。
5G的绿色举措
5G网络比前几代人“更环保”,5G标准确实包含了一些环保创新。根据CTIA 委托的2022 年 1 月埃森哲报告,许多网络运营商已经采取措施,通过改用更高效的网络设备和尽可能采购可再生能源来减少能源消耗。
例如,当网络流量需求较低时,5G 基站可以处于“睡眠状态”,因此它们消耗的能量更少。运营商还可以使用 Massive MIMO 天线技术,在同一频段同时支持多个数据流,从而提高频谱和能源效率。
埃森哲 Cloud First 无线服务业务董事总经理 Tejas Rao 表示,与 4G 基站相比,这些 5G 创新可以将基站能耗降低 8% 至 15%。
然而,Rao 承认,运营商必须在支持不断增长的流量的需求与增加更多基站对环境的影响之间取得平衡。
在美国,许多运营商正在为其 5G 网络使用毫米波 (mmWave) 频谱。然而,该类型频谱中的信号不会传播很远,因此需要运营商部署更多站点。Rao 表示,mmWave 5G 可以支持更多的数据流量,从而最大限度地减少额外蜂窝站点的整体影响。
但一些研究表明,随着网络上移动流量的增长,移动网络并不一定会消耗更多能量。2021 年 11 月的爱立信移动报告称,“交通增长与能源消耗增加之间只有微弱的相关性”。根据该报告,移动流量在过去十年呈指数级增长,但服务提供商全球网络能耗仅增长了 64%。
相反,该报告发现能源消耗与运营商在增加频段时部署更多设备的需求之间存在更紧密的联系,以及他们扩大覆盖范围和支持传统网络技术的工作(尽管大多数都在停用 3G)。
碎片化光谱
在转向 5G 时,运营商通常会在其网络中部署更多频谱。根据英国频谱政策论坛委托的一份新的 Plum Consulting 报告,这可能会影响他们的能源消耗。
该报告称,监管机构可以通过为 5G 授予足够的频谱来最大限度地减少这种影响。Plum Consulting 的首席顾问 Aude Schoentgen 表示:“应该提供足够的频谱以保持移动站点的数量较少,”他补充说,运营商必须在建设更少站点和使用更高功率以获得适当覆盖之间取得平衡。
该报告还强调,监管机构应分配连续的频谱块,而不是不连续的频谱块。该报告认为,运营商必须聚合非连续频谱,这会消耗更多能源并需要更多设备。然而,报告补充说,如果运营商可以使用软件而不是硬件进行载波聚合,非连续频谱可能会更有效。
在设备方面,Plum Consulting 的报告认为,非连续频谱可能会耗尽手机电池,从而消耗更多能量。
但总的来说,美国运营商已经在 5G 网络的频谱许可上花费了数十亿美元,而 Plum Consulting 的这些见解不太可能对 5G 有所帮助。然而,随着 Next G Alliance 和其他组织开始着手他们的 6G 路线图,也许这样的见解可以使 6G 成为比 5G 更好的能效模型。