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基站也会“摸鱼”?揭秘5G网络深夜智能休眠术

7小时前
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深夜,当城市沉入梦乡,街头的5G基站却像不知疲倦的哨兵,依旧亮着指示灯。即便路上空无一人,它们的大部分硬件也仍在运转,默默地消耗着电力。

通信网络中,大量能耗都集中在无线接入网。而在凌晨,当网络流量降到只有高峰时的一成不到时,这种“守候”而非“服务”的能耗就显得尤为浪费。随着5G基站越来越多,一场由核心网主导的节能革命,正让基站在不影响用户使用体验的前提下,学会像人一样“按需作息”。

1 基站节能:为何需要大脑统一指挥

为什么基站不能自己想办法省电呢?要理解这项技术的必要性,首先要了解5G基站的能耗特点:5G技术因其大规模天线阵列等复杂设计,单站功耗显著增加,而基站的能耗与业务量的关联并非线性。即便在几乎没有数据流量的深夜,其核心部件仍需保持上电和基础运行状态,以维持小区基本信号并随时准备响应突发请求。

传统的“各自为政”式基站节能,由单个基站根据本地流量决定关闭部分资源,缺乏全局协同,可能导致用户在移动过程中遭遇服务中断或体验下降。

因此,实现高效且不影响用户体验的节能,需要一个掌握全网态势、能够协同调度的“指挥中枢”——这正是5G核心网被赋予的新角色。

5G网络架构中,核心网的策略控制功能(PCF)能够基于运营商配置的全局策略、实时的全网业务分布图以及用户签约的 QoS(服务质量)等级,生成精细化的节能指令。

2 智慧大脑:核心网如何精准指挥?

核心网的PCF就像一位坐在指挥中心的总调度师,手里有全城基站的实时状态地图、历史业务流量数据,以及不同用户和业务的“服务等级协议”。 基于这些信息,PCF能发出非常精细的调度指令:

    浅度休眠:在业务略有减少时,关闭部分非核心射频通道,唤醒时间极短(通常在数十毫秒内),适用于业务存在小范围波动的场景。深度休眠:在深夜居民区等场景,关闭大部分射频和基带处理单元,节能效果显著,唤醒所需时间较长(可能达数百毫秒至秒级)。极致节能模式:在工业园区后半夜等绝对空闲区域,关闭几乎全部射频,功耗可降至极低的待机水平。唤醒需要数秒或更长时间,用于极端节能场景。

让基站“睡着”不难,难的是在用户需要时,能瞬间“醒来”提供服务,且用户毫无察觉。为确保服务连续性,双重保障机制被广泛应用:

基于大数据和AI的预测性唤醒:系统通过分析历史大数据和AI算法,能精准预测业务潮汐。例如,每天早上7点起,从某小区到地铁站的人流会增多,系统便会提前10分钟唤醒沿途基站,准备好迎接信息高峰的到来。

基于业务触发的即时唤醒:当用户终端移动至深度休眠基站覆盖边缘并尝试接入时,该请求会被邻近的活跃基站接收,并通过基站间接口或核心网转发唤醒指令。基站接收到指令后,能够在设定的时间内快速恢复服务。

3 智协同作战:不只是基站一个人在节能

绿色节能并非基站的独角戏,而是一场需要网络各域协同的系统工程。核心网在其中扮演总协调员的角色。

核心网自身云化节能:虚拟化部署的核心网网元可根据业务负载动态弹性伸缩。在夜间,系统可将多个网元实例合并运行在更少的物理服务器上,并将空闲服务器置于低功耗状态。

与承载网协同:当基站休眠导致回传流量骤降时,核心网可将此信息传递给光传输网络。传输设备可相应调整光模块功率或进行链路聚合优化,实现端到端路径的节能。

与终端侧联动:对于海量物联网设备,网络可指示其采用更节能的通信模式,如延长非活跃期的寻呼周期、优化小数据包传输方案等,从源头减少不必要的信令交互能耗。

END

目前,这项技术已从实验室走向现网,国内已有运营商在部分区域的试点实现了单站日均节电约1.45度;在一些场景的测试中,单个无线模块日均节电达到2.2度。按此估算,规模化部署后,单站年节电量可达一个可观的数值,对于拥有百万基站规模的运营商而言,总节电量和碳减排效益将十分显著。

随着人工智能技术的深度融入,节能策略将变得更加精准和自适应。网络不仅能执行预设策略,还能实时感知、预测并动态优化,在保障极致用户体验与追求最优网络能效之间,找到持续演进的最佳平衡点。在核心网的统一调度下,通信网络正迈入一个更高效、更绿色的新阶段。

 

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