现场实探：华为如何让5G网络极致节能？

要节约用电，一是要多用节能灯，二是要避免“长明灯”，做到人来灯亮，人走灯灭。

网络节能的方法也大致如此：要提升网络能效，一是要引入更节能、更高效的硬件设备，二是要让网络能耗随业务量线性变化，做到“能随业动”。

但网络比灯泡要复杂得多，要将这看似简单的两点做到极致，对软硬件技术的创新和积累要求极高。几天前，小编有幸现场观摩了华为超级节能站点，访谈了华为专家，零距离感受到极致的节能效果以及背后的技术魅力。

耗电实测：“超级节能站点”有多超级？

走上天台，熟悉的5G基站映入眼帘，左边是华为新产品MetaAAU，右边是传统AAU，它们的供电线路上各自挂了一个电表和一盏感应灯泡。

当两个AAU的负载都为30%时，两盏灯泡均处于点亮状态，但两个电表测得的数值相差很大，分别显示53.0V、12.1A和53.0V、7.8A，这意味着MetaAAU的能耗相比传统AAU降低了30%。

当停止手机用户业务后，小区负载降低，两个AAU均进入休眠状态。此时电表上的数值显示，在电压不变的情况下，传统AAU电流降低为7.2A，MetaAAU降低至仅0.1A；同时，对应传统AAU的灯泡依然亮着，而由于MetaAAU的电路电流过低，感应相应电流的灯泡直接熄灭。该实测表明，MetaAAU在低负载时能立即进入极致的休眠状态，功耗低至几W，并能基于业务负载实现分钟级按需唤醒。

那对于自身无法实现可按需唤醒的极致休眠的传统设备怎么办？拯救它的神器在旁边的机柜里。华为iSDU（intelligent Site Digitalized Unit，智能站点数字化单元）可感知和联动电源与基站业务——当业务负载低时能深度关断射频模块，让传统设备也能进入极致的休眠状态，并能在业务到来时自动唤醒，确保节能和性能双优。

以上实测无疑充分展现了华为超级节能站点的两大“超级”实力：一是支持极致休眠和基于业务负载的按需唤醒，基本实现了“0 Bit 0 Watt”的理念，这与我们生活中的“人来灯亮，人走灯灭”的节能模式相似；二是通过硬件创新大幅降低了AAU功耗，将AAU设备从“白炽灯”变为“节能灯”，实现了“More Bits Less Watts”。

这些超级能力的背后有哪些超级技术在支撑？下面我们就来一探究竟。

0 Bit 0 Watt：三大“极致”让网络“能随业动”

导致网络能耗居高不下的一个重要原因是网络在没有业务时会产生能源浪费。众所周知，网络全天业务量随着时间变化而波动，通常少数时间处于高负荷状态，大多数时间处于中低负荷状态，而基站能耗并不随着业务负载线性变化，一直在高位浮动，这就导致网络在大部分时间内产生了大量无效功耗。比如，即使在深夜，小区业务量很低时，基站为了维持运行，仍会产生不少能耗，业界戏称这是基站交了“流量税”。

为此，业界通常的做法是，采用符号关断、通道关断、载波关断和深度休眠技术，根据基站负荷高低不同程度地关断相应的功耗组件。不难理解，关断组件越多、关断深度越深、节能时间越长，网络就越节省能耗。但要做到关断深度更深、节能时长更长，却是一项非常考验技术实力的细致活。

首先，网络节能需以不影响网络性能和用户体验为前提，设备在深度关断后，需能及时响应业务需求而自动唤醒，才能确保业务无损。而关断深度越深，往往意味着关断的器件越多，也意味着唤醒所需的时间越长，更难做到快速按需唤醒。其次，关断组件带来的温度变化会在设备内部产生凝露，引起器件腐蚀、烧毁，实施关断还需确保设备的健康度和使用寿命不受影响。

面对这些挑战，华为是如何在保证业务和设备无损的前提下实现“0 Bit 0 Watt”的呢？答案是极致做深、极致最快和极致智能三大“极致”节能能力。

极致做深，指针对长闲时段，华为基于原子级电路设计、可逆吸湿材料等创新，在业界唯一实现了可唤醒的极致休眠，休眠态设备仅维持小于10W的功耗，同时具备业界唯一的基于负载的按需唤醒能力。

极致做快，指针对短闲时段，基于细粒度的原子能力，支持毫秒级的关断和唤醒，可在保证业务无损、覆盖无损的前提下，实现全天候、全时段节能。

极致智能，指在网络层面可基于客户意图，向每个站点、每个时间段下发最优的节能策略，确保不影响用户体验的前提下，最大化提升网络能效。

More Bits Less Watts：设备从“白炽灯”变为“节能灯”

基站信号在全链路传输过程中也会产生能量损耗。无线信号要从基站发送到手机，要经历数字信号处理、射频信号处理、功放（PA）、电磁波空间传输等环节。在这些环节中，基站功率很大一部分损耗在功放和传输路径中，只有一小部分用于传输实际的无线信号。

其中，功放是最耗电的器件。据统计，在高负荷状态下，功放的能耗占AAU能耗的一半以上。而功放效率越低，意味着在同等输出功率条件下，输入功率越高，功耗就越高。另一方面，射频电缆也是能量损耗大户，频率越高，线型越小，损耗越大。此外，电磁波在空间中传播时会产生大量的能量损耗，正是出于这个原因，5G AAU天线改变了过去向各个方向辐射能量的方式，通过波束赋形技术将辐射能量集中于更窄、更细的波束上，实现了能效大幅提升。

因此，要进一步提升5G设备能效，需在这些关键领域持续深耕技术创新。华为新设备正是这样的产品。

华为新设备之所以能以更少的能量传递更多的数据，关键在于在硬件创新上实现了三大突破：一是采用独有的功放算法和自适应功放架构，能够基于业务负载选择DPD模型，根据输入功率自动选择适配功放，使功放效率得以大大提升；二是采用独有的Meta Lens技术实现了波束能量最大化聚合，减少了空间辐射耗散；三是引入独有的SDIF技术，降低了天线内部的射频电缆损耗。

随着网络流量持续增长，低碳目标不断逼近，打造绿色节能网络已成为电信业的一道必选题。如今，面向5G-A商用步伐加快，成倍提升的网络能力和数据流量必将带来更高的网络能耗，使得这项工作变得尤为迫切和重要。而通过本次现场探访，立竿见影的实测效果告诉我们，华为已基于软硬件技术全方位创新，构建起从设备到站点再到网络的端到端绿色底座，为行业迈入5G-A时代做好了充分准备。