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電池軟板之5G將會為人類帶來一個更綠色的未來

2019-08-03 12:01

5G具備高帶寬、低時延、大連接等多種能力。人們的生活方式，乃至千行百業(yè)都將因5G發(fā)生改變，同時，人們對5G也存在著不少誤解。有人認為5G部署密度小，使用毫米波技術(shù)，導(dǎo)致5G輻射變大；也有人說5G要進行更多的數(shù)據(jù)處理，比4G更加耗電——所有矛頭都指向5G不是一項“綠色”的技術(shù)。

本文從5G輻射、基站能耗、助社會節(jié)能3個維度，探究5G在綠色環(huán)保方面表現(xiàn)如何。

維度一：5G輻射很大？謠言！

電池軟板廠獲悉，去年有一則新聞，成都某小區(qū)業(yè)主擔(dān)心通信基站有輻射，便將線纜剪斷，從而導(dǎo)致小區(qū)手機信號變?nèi)??？梢姡欢茖W(xué)的一些群眾談基站輻射就“色變”，他們認為強信號會帶來更強的輻射，5G基站更加密集會導(dǎo)致更強輻射，真相究竟如何？

首先，用戶必須要明確，輻射并不可怕，因為我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娖髟诠ぷ鲿r都會產(chǎn)生輻射。比如，電吹風(fēng)的輻射可以達到100微瓦／平方厘米，日常普遍使用的路由器在1m范圍內(nèi)產(chǎn)生的輻射量高于60微瓦／平方厘米。甚至，太陽在給地球帶來陽光的同時，也會帶來輻射。

其實對于基站輻射強度，我國有明確、嚴格的規(guī)定，即基站平均功率密度為40微瓦/平方厘米。同理，5G基站輻射也必須保證在該數(shù)值以下。而美國對基站輻射的標(biāo)準(zhǔn)相對寬松，平均功率密度定為600微瓦/平方厘米，也未見給美國人民健康帶來什么影響。由此可見，無論與日常生活中常見的物體，還是與國外標(biāo)準(zhǔn)相比，我國的基站都非常安全。

其次，網(wǎng)絡(luò)提速與基站輻射增值無關(guān)。5G網(wǎng)速提升并不是通過大幅度增加基站發(fā)射功率，而是通過擴容傳輸帶寬，采用大規(guī)模天線等先進技術(shù)來提升。正如5G只通過增加車道來擴充車流量，但不論變成幾車道，國家對通信基站的輻射強度標(biāo)準(zhǔn)不變。此外，通過運營商對3G/4G/5G/Wi-Fi進行電磁輻射測試后發(fā)現(xiàn)，所有移動通信技術(shù)的電磁輻射水平基本相近。

再次，很多市民都認為離通信基站越近輻射越大，因此反對在自家小區(qū)內(nèi)或樓頂上建通信基站，其實該做法是錯誤的。央視曾報道過，通信基站的電磁波主要向水平方向發(fā)射，在垂直方向上衰弱明顯。其實基站的正下方，功率密度往往是最小的。電磁輻射強度與距離的平方成反比，如同“油燈”燈下越黑暗，越向外亮度也就越大。發(fā)射基站越高，對人體的影響就越小。

最后，可能很多消費者誤認為手機信號好的地方，就是基站輻射嚴重的地方。事實恰恰相反，當(dāng)用戶所處的地方手機信號不好時，手機便會通過增加自身的功率發(fā)射信號并接受微弱的信號，反而增加了手機的輻射強度。

所以，在5G時代，倘若大規(guī)模使用Massive MIMO和超級上行技術(shù)，5G比4G的基站增益大，在同等數(shù)量的基站覆蓋下，5G可以達到和4G同樣的覆蓋效果。這也保證了用戶所處的位置信號更好，因此減少了手機自身產(chǎn)生的輻射。通信基站信號更好，輻射也更小。而筆記本電腦、手機等產(chǎn)品往往是跟人體零距離接觸，所以輻射值反而更大。

維度二：5G耗電很高？每比特能效提升25倍

在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，基站是耗電大戶。據(jù)統(tǒng)計，大約80%的能耗來自廣泛分布的基站，至少占據(jù)運營商OPEX的15%，而一些國家基站電費甚至占據(jù)了基站總成本的50%。到2018年年底，中國的移動通信基站有640多萬個，其中4G基站有372萬個。

5G時代，5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)容量是4G的1000倍，5G、VR、云游戲等多個創(chuàng)新業(yè)務(wù)需要進行更多的數(shù)據(jù)處理，而更多的數(shù)據(jù)處理理論上會引發(fā)電耗增長。此外，從技術(shù)角度看，4G基站普遍采用的是4T4R MIMO技術(shù)，而5G基站將采用64T64R MIMO，更多的天線理論上預(yù)示著更多的電力消耗。這也是很多人認為基站電耗會增加的主要原因。

但是業(yè)界通過多個技術(shù)創(chuàng)新，5G基站提供更多數(shù)據(jù)處理，卻實現(xiàn)更優(yōu)的電力消耗。電路板廠發(fā)現(xiàn)，業(yè)界正關(guān)注能量效率這個概念。該概念核心是，用更少的能量傳遞更多的信息，以及在能量系統(tǒng)中通過信息技術(shù)來降低能耗。

5G是能量效率很高的技術(shù)，比4G更加“綠色”。據(jù)測算，5G在消耗1000瓦電量時會支持5425GB流量的傳輸，而4G大約只有200GB。從數(shù)據(jù)上可看出，雖然5G基站整體消耗電量比4G多，但是在效率上卻是4G的25倍左右。若換算成單數(shù)據(jù)耗電量時，5G反而比4G低很多。

與此同時，產(chǎn)業(yè)鏈也在積極提升5G設(shè)備性能，進一步降低5G基站硬件、軟件、配套設(shè)備的能耗。有預(yù)測表示，未來全球90%的站點升級5G時，市電將不需要進行改造。

在硬件方面，電信設(shè)備商企業(yè)通過采用更高集成度的芯片工藝，不斷提升單板集成度，大幅減少板器件數(shù)量，降低模塊的功耗，還通過先進工藝，提升能源轉(zhuǎn)換效率。在降低配套能耗方面，一些電信設(shè)備商企業(yè)引入極簡全室外5G基站解決方案，可以節(jié)省基站空調(diào)能耗，有效降低基站附屬設(shè)備電力消耗。

當(dāng)然基于AI軟件等技術(shù)，也可以降低5G運營電耗。電信設(shè)備商企業(yè)借助AI技術(shù)，實現(xiàn)多個頻段、多個制式（2G/3G/4G/5G）間網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能。據(jù)了解，對于典型的多頻多制式網(wǎng)絡(luò)，AI軟件等技術(shù)能夠幫助運營商無線網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備省電10%以上。

維度三：5G讓社會能耗降低？效果顯著

如果單從5G基站輻射、電力的消耗來衡量5G是否環(huán)保，是否能成為綠色5G并不全面。5G畢竟需要應(yīng)用到社會的方方面面，促進整個行業(yè)的信息化、數(shù)字化，必然會帶來各行業(yè)實實在在的效率提升和能耗降低。

近期，瑞士Sunrise CEO Olaf在評價Green 5G時表示，一是5G系統(tǒng)在設(shè)計之初即瞄準(zhǔn)比前代技術(shù)能效更高；二是5G網(wǎng)絡(luò)下的智慧交通可以有效減少人們擁堵和出行時間，有效減少二氧化碳排放；三是5G可以輔助提高生產(chǎn)效率，5G的網(wǎng)絡(luò)能力可以幫助瑞士全國一年減少1%的生產(chǎn)浪費。

在生產(chǎn)效率提升方面，5G將讓智慧醫(yī)療、智慧工業(yè)等行業(yè)的生產(chǎn)效率提升10倍。而效率的提升必然會降低能耗。據(jù)悉，5G可以大量獲取工廠生產(chǎn)實時運行數(shù)據(jù)，并通過人工智能分析，有效提升產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。5G還將實現(xiàn)更加靈活、互聯(lián)、協(xié)同的生產(chǎn)，讓人與機器的配合更為協(xié)調(diào)，有效提高生產(chǎn)效率。