2月21日，中共中央政治局召開(kāi)會(huì)議，特別強(qiáng)調(diào)要推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等加快發(fā)展。2月26日，工信部透露，2020年1月國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng)總體出貨量2081.3萬(wàn)部，其中5G手機(jī)546.5萬(wàn)部。工信部表示，將穩(wěn)步推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并且重點(diǎn)加快獨(dú)立組網(wǎng)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
高層的頻頻表態(tài)也讓資本市場(chǎng)迎來(lái)大爆發(fā)。5G概念股持續(xù)飆升，宜通世紀(jì)、世嘉科技、中興通訊等接連漲停。
5G實(shí)實(shí)在在地來(lái)了!不過(guò)，一段時(shí)間以來(lái)，5G基站耗電巨大、電費(fèi)天價(jià)的消息卻滿天飛。
求證一：5G基站單站功耗到底是多少？
5G基站單站功耗是4G基站的2.5~3.5倍，果真如此嗎?
5G傳輸速率是4G的10倍以上，各種性能都大大提升，這必然帶來(lái)器件數(shù)量的增加。
“大規(guī)模天線技術(shù)的運(yùn)用肯定會(huì)增加功耗，像濾波器、射頻、天線振子等器件用的都會(huì)更多。”中信建投通信行業(yè)首席分析師閻貴成對(duì)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者表示，從這個(gè)角度講，5G單基站能耗肯定要比4G高。
大規(guī)模天線技術(shù)是5G的核心技術(shù)，是指天線收發(fā)的通道數(shù)大量增加。閻貴成解釋，越多通道意味著容量越大，就像車道一樣，理論上車道越寬，同時(shí)可跑的車輛就越多，所以可以類比為，通道越多，可容納的連接終端數(shù)越多，功耗也就越大。
作為工信部直屬科研院所，中國(guó)信息通信研究院(以下簡(jiǎn)稱“信通院”)是IMT-2020(5G)推進(jìn)組(推動(dòng)國(guó)內(nèi)5G技術(shù)研究及國(guó)際交流合作的主要平臺(tái))的牽頭方。2019年10月9日，信通院召開(kāi)了一次包括三大運(yùn)營(yíng)商和中國(guó)鐵塔在內(nèi)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)座談會(huì)，多位專家都談到5G基站的功耗問(wèn)題。
那到底能高多少？
IMT-2020(5G)推進(jìn)組組長(zhǎng)、信通院副院長(zhǎng)王志勤在上述座談會(huì)上提到，初期階段成本和耗電都會(huì)是4G的2倍左右。
中國(guó)鐵塔研究院院長(zhǎng)竇笠也在該座談會(huì)上明確表示，現(xiàn)在5G功耗是3到5kW，是4G功耗的2到3倍。
結(jié)論：5G單站功耗確實(shí)比4G高，但權(quán)威觀點(diǎn)多集中在2~3倍，低于質(zhì)疑聲音中測(cè)算所采用的最高倍數(shù)。
求證二：
有觀點(diǎn)認(rèn)為，覆蓋同樣范圍，5G基站數(shù)量竟要4G的3~4倍，實(shí)際情況如何?
“理論上講，頻率越高，信號(hào)衰減越強(qiáng)，基站的覆蓋面積越小，覆蓋同等面積確實(shí)需要更多基站。”信通院一位不愿署名的專家告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者，5G的特性決定了基站需要采用高頻段，以保證有連續(xù)可用、不被干擾的大帶寬，同時(shí)也才能滿足更多用戶接入的需求。
但會(huì)達(dá)到3~4倍嗎？
在閻貴成看來(lái)，這個(gè)說(shuō)法有點(diǎn)夸張了。從頻譜端來(lái)看，中國(guó)移動(dòng)是2.6GHz，跟4G同頻段，能夠?qū)崿F(xiàn)同等覆蓋面積與4G基站數(shù)量一樣;中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通是3.5GHz，比4G頻段高一些，理論上講基站數(shù)量會(huì)比4G多，但是到不了3倍。
這里有必要解釋一下，2.6GHz/3.5GHz都是指載波頻段的核心頻率。何為載波頻率?就是指將信號(hào)負(fù)載到一個(gè)固定頻率的波上去傳輸，這個(gè)過(guò)程稱為加載，這個(gè)頻率即載波頻率。
信通院前述專家打了個(gè)比方，如果把5G比喻成集裝箱，載波頻率就是裝載集裝箱的卡車，低頻段和高頻段就可以理解為小卡車和大卡車。越低的頻率，成本越低，信號(hào)衰減的越少，需要建設(shè)的基站數(shù)量越少，但同時(shí)也意味著只有更少的用戶能接入。
閻貴成認(rèn)為，正常情況下，理論上5G基站數(shù)量應(yīng)是4G的1.3~1.4倍，考慮到電信和聯(lián)通合建一張5G網(wǎng)絡(luò)，1.2倍左右更合適，甚至可能都不到。
“我們說(shuō)的這些倍數(shù)都是就宏基站而言。5G網(wǎng)絡(luò)其實(shí)更多是面向智能制造、車聯(lián)網(wǎng)等特定場(chǎng)景，對(duì)基站數(shù)量要求比較高，可能會(huì)采用比較多小基站。”閻貴成說(shuō)，“但是小基站的覆蓋也是隨著應(yīng)用發(fā)展逐步推開(kāi)，不可能兩年左右就要搞這么多。”
況且，小基站的功耗比宏基站小得多。“大概五六百瓦足夠了。”中睿通信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司無(wú)線網(wǎng)絡(luò)院工程師江永華告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者。
結(jié)論：
求證三：
根據(jù)流傳的數(shù)據(jù)，5G網(wǎng)絡(luò)每年電費(fèi)將達(dá)到2400億元，比4G高2160億元。2018年三大運(yùn)營(yíng)商利潤(rùn)總和為1492.48億元，如此算來(lái)還將巨額虧損907.52億元。
數(shù)據(jù)來(lái)源：公司公告
虧這么多?!不如讓我們直接測(cè)算一下吧。
中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司無(wú)線通信領(lǐng)域的專家李新指出，整體上一個(gè)5G基站無(wú)線設(shè)備的功耗為3~4kW，以目前的0.7元/kWh計(jì)算，一個(gè)5G基站無(wú)線設(shè)備全年電費(fèi)1.8萬(wàn)~2.5萬(wàn)元。
在閻貴成看來(lái)，這種算法基本可行，但因?yàn)閱位静⒉灰欢S時(shí)都滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，像家里可能有10盞燈，不代表10盞燈永遠(yuǎn)都同時(shí)亮著，所以最終結(jié)果可能會(huì)有一定偏差。
中國(guó)電力科學(xué)院農(nóng)電所副所長(zhǎng)、北京水木源華電氣公司副總程干江告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者，“0.7元的價(jià)格應(yīng)該是按國(guó)內(nèi)平均價(jià)去估算的，而且這個(gè)是做預(yù)算，要考慮一點(diǎn)余量，實(shí)際會(huì)低一點(diǎn)。”
考慮到多地都針對(duì)5G推出了供電補(bǔ)貼，如山西直接設(shè)定0.35元/kWh的目標(biāo)電價(jià)，對(duì)參與電力市場(chǎng)交易后的5G基站進(jìn)行電價(jià)補(bǔ)貼。這比0.7元的平均價(jià)便宜了一半，電費(fèi)開(kāi)支將大大降低。
如果按照中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，目前運(yùn)營(yíng)商5G基站主設(shè)備樣品空載功耗約2.2~2.3kW，滿載功耗約3.7~3.9kW，我們分別取空載功耗和滿載功耗的中間值，則5G基站的功耗范圍為2.25~3.8kW。按0.65元/kWh的費(fèi)用計(jì)算，一個(gè)5G基站無(wú)線設(shè)備全年運(yùn)行的電費(fèi)接近1.3~2.2萬(wàn)元。
截至2019年前三季度，我國(guó)4G基站總數(shù)達(dá)519萬(wàn)個(gè)，按照閻貴成預(yù)計(jì)的1.2倍計(jì)算，5G基站要建設(shè)622.8萬(wàn)個(gè)。這與工信部原部長(zhǎng)李毅中此前公開(kāi)提到的用大概7年時(shí)間建設(shè)600萬(wàn)個(gè)5G基站的說(shuō)法相差無(wú)幾。
歲末年初，多省市明確2020年的5G基站建設(shè)規(guī)劃。
數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)報(bào)道
2019年，全國(guó)已經(jīng)建成約13萬(wàn)個(gè)5G 基站，以7年建設(shè)623萬(wàn)個(gè)為目標(biāo)，則能測(cè)算出每年5G基站數(shù)量。
這7年每年的5G基站電費(fèi)開(kāi)支也可被測(cè)算出。
當(dāng)然，這里只是進(jìn)行了一個(gè)靜態(tài)測(cè)算，實(shí)際上基站的功耗也會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)品的迭代逐步降低。
談及基站功耗的優(yōu)化幅度，江永華坦言，因?yàn)闆](méi)做過(guò)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)，估計(jì)在10%~20%。
如果按照到第7年時(shí)基站功耗降低了20%來(lái)算，則當(dāng)年5G基站的電費(fèi)開(kāi)支為647.9億~1096.5億，取中間值約為872.2億。
這個(gè)數(shù)字與相傳“5G網(wǎng)絡(luò)每年電費(fèi)將達(dá)到2400億元”有天壤之別。
且不說(shuō)質(zhì)疑聲是拿5G電費(fèi)開(kāi)支與4G時(shí)代(2018年)三大運(yùn)營(yíng)商的凈利潤(rùn)做靜態(tài)對(duì)比并不科學(xué)，即便按照這個(gè)邏輯，872.2億元距離三大運(yùn)營(yíng)商利潤(rùn)總和1492.48億元也還有一段距離。
看完了測(cè)算結(jié)果，我們?cè)倌脵?quán)威人士的說(shuō)法驗(yàn)證一下。
中國(guó)電信技術(shù)創(chuàng)新中心副主任楊峰義公開(kāi)表示，2018年三家運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)基站總電費(fèi)約240億元。而中國(guó)聯(lián)通研究院技術(shù)委員會(huì)主任嚴(yán)斌峰在前述座談會(huì)上提到，預(yù)計(jì)5G電費(fèi)將是4G的3倍多。按照3.5倍計(jì)算，則5G的電費(fèi)約為840億元。這與上述測(cè)算出的872.2億元相差不大。
況且，在基站數(shù)量方面，閻貴成表示，理論上4G網(wǎng)絡(luò)要求通訊穩(wěn)定，覆蓋相對(duì)更好，而5G最大需求是不同行業(yè)的應(yīng)用，并不要求覆蓋那么完善，所以最終的情況也有可能5G基站建設(shè)數(shù)量跟4G差不多。
另一方面，據(jù)《通信世界》報(bào)道，華為已經(jīng)研究出5G極簡(jiǎn)產(chǎn)品和解決方案。在宏基站方面，運(yùn)營(yíng)商只需將原來(lái)的基站升級(jí)，無(wú)需新增站點(diǎn)和基站。
結(jié)論：根據(jù)耗電量、電價(jià)、基站數(shù)量等測(cè)算，5G基站最高年電費(fèi)開(kāi)支約為872.2億元，遠(yuǎn)低于每年2400億元的傳言。
運(yùn)營(yíng)商可靈活配置基站
盡管不會(huì)巨虧，但我們還是要承認(rèn)，5G基站的推廣的確會(huì)為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)一定的成本壓力。
怎么辦?
多位受訪專家表示，未來(lái)有多種方法可以降低基站功耗。
在設(shè)備商層面，基站的配套元器件可以做得越來(lái)越先進(jìn)，芯片可以像智能手機(jī)一樣高度集成化，進(jìn)而降低功耗。
運(yùn)營(yíng)商層面，可以從三方面著手。中國(guó)移動(dòng)副總裁李正茂表示，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)推出了支持靈活配置的基站，把基站收發(fā)的配比數(shù)往下減，最大限度的節(jié)省能耗。
二是通過(guò)AI的方式智能監(jiān)測(cè)、控制通道開(kāi)關(guān)。知名電信專家、信息消費(fèi)聯(lián)盟理事長(zhǎng)項(xiàng)立剛舉例，如果一個(gè)小區(qū)基站經(jīng)常達(dá)到60%負(fù)荷，就要考慮擴(kuò)容;忙時(shí)就把所有通道都打開(kāi)，閑時(shí)就把通道關(guān)掉。“相當(dāng)于讓一部分通道處于待機(jī)狀態(tài)，工作時(shí)再把它喚醒，以此降低能耗。”
三是運(yùn)營(yíng)商還可以對(duì)低頻段進(jìn)行重耕，此前電信和聯(lián)通也在考慮利用2.1GHz頻段來(lái)建5G基站。
工信部在2019年10月份就已明確表態(tài)，目前2G、3G退網(wǎng)時(shí)機(jī)已成熟，鼓勵(lì)運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極引導(dǎo)用戶遷移轉(zhuǎn)網(wǎng)，將有限的頻率資源和網(wǎng)絡(luò)資源用到5G、4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展當(dāng)中，整體降低成本。這也為運(yùn)營(yíng)商建設(shè)更少的5G基站開(kāi)辟了新大陸。
此外，由于基站有恒溫要求，推動(dòng)新的散熱和制冷技術(shù)也可以有效降低能耗。
建議5G基站采用直供電
在前述座談會(huì)上，多位專家呼吁政府出臺(tái)通信用電優(yōu)惠政策，包括轉(zhuǎn)供電改直供電，用電申請(qǐng)、直供電改造上提供更多便利和優(yōu)惠等。
數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料
王志勤表示：“我們測(cè)算，采用直供電方式，價(jià)格會(huì)比轉(zhuǎn)供電減少一半。”
程干江解釋，直供電指除自供電以外，直接由供電部門提供電力電能。轉(zhuǎn)供電指公用電網(wǎng)未到達(dá)區(qū)域，由該地區(qū)有供電能力的直供用戶同意，向其附近的用戶轉(zhuǎn)供電力;或因設(shè)計(jì)建設(shè)原因供電企業(yè)不能直供到戶，由產(chǎn)業(yè)園區(qū)、綜合體、小區(qū)物業(yè)、寫字樓等自用配電設(shè)施轉(zhuǎn)供電。
“轉(zhuǎn)供電是轉(zhuǎn)供電單位和最終用戶協(xié)議定價(jià)，價(jià)格一般高于直供價(jià)。”他說(shuō)，直供電對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)價(jià)格低、能直接享受到政府的降價(jià)福利、供電穩(wěn)定性好、電能質(zhì)量好。不過(guò)，基站因?yàn)橐紤]覆蓋率需平均分布，孤立偏遠(yuǎn)地區(qū)不太可能都拉專線，有風(fēng)能、太陽(yáng)能、轉(zhuǎn)供電、小馬達(dá)等多種方式補(bǔ)充。“5G基站的耗電量要多于4G，周圍有其他需供電用戶的基站由轉(zhuǎn)改直是可行的。”
記者注意到，成都、重慶、深圳等多個(gè)城市都明確要求5G基站轉(zhuǎn)供電改直供電，不少地方政府推出供電補(bǔ)貼，有些城市直接提出補(bǔ)貼基站，這無(wú)疑是對(duì)運(yùn)營(yíng)商建立基站網(wǎng)絡(luò)的有力補(bǔ)充。
此外，中國(guó)電信北京研究院副院長(zhǎng)江志峰還在座談會(huì)上提到，2B基站是面向企業(yè)、園區(qū)、景區(qū)等的專網(wǎng)服務(wù)，有些企業(yè)也愿意投資部分資金和運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行共享共建，這種方式可以不斷探索。
5G商用帶動(dòng)運(yùn)營(yíng)商業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)？
算了成本賬，接下來(lái)我們?cè)倏纯词杖胭~，以此了解運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)情況。
5G商用能否帶動(dòng)運(yùn)營(yíng)商業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)?在王志勤看來(lái)，韓國(guó)的情況有一定代表意義。
“自2018年12月份發(fā)放牌照，2019年4月份提供服務(wù)、開(kāi)始向用戶銷售，目前韓國(guó)5G用戶超過(guò)300萬(wàn)，用戶增長(zhǎng)超預(yù)期，從每個(gè)用戶使用的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量來(lái)看基本上能夠達(dá)到4G的2到3倍。”王志勤說(shuō)。
國(guó)內(nèi)情形從4G發(fā)展可見(jiàn)一斑。
申港證券研報(bào)指出，縱觀4G時(shí)代，4G用戶數(shù)與4G基站數(shù)保持了同步增長(zhǎng)。我國(guó)4G用戶數(shù)從2014年起迅速增長(zhǎng)，2017年突破10億。
數(shù)據(jù)來(lái)源：公司公告
截至2019年7月，全國(guó)總計(jì)12.4億戶，4G滲透率達(dá)78.8%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：工信部
在“流量紅利”和“提速降費(fèi)”雙重加持下，4G用戶DOU(平均每個(gè)用戶每月使用的上網(wǎng)流量)提高了7倍以上。
運(yùn)營(yíng)商整體業(yè)務(wù)在2014-2018年從12544億元增長(zhǎng)至14048億元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率2.9%。
2019年10月底，三大運(yùn)營(yíng)商公布了5G套餐資費(fèi)。
數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料
對(duì)普通用戶而言，5G時(shí)代是否意味著更多的流量使用和更高的電信服務(wù)費(fèi)用支出?
“流量肯定會(huì)更多，這毫無(wú)疑問(wèn)。”項(xiàng)立剛設(shè)想了一種場(chǎng)景，同樣是打開(kāi)1G的視頻，4G可能要10分鐘才能下載完，但你可能看到一小半就不看了，這樣你只下載了300M;但5G的網(wǎng)速快到只能看到進(jìn)度條的空格和滿格，即便只點(diǎn)開(kāi)了幾分鐘，1G流量也早就消耗完了。另外，5G時(shí)代會(huì)有更多藍(lán)光視頻、超高清視頻，消耗的流量大大高于分辨率低的視頻。
項(xiàng)立剛強(qiáng)調(diào)，5G的流量單價(jià)其實(shí)是大大降低了，“但是總量肯定沒(méi)便宜，你用的流量多了，費(fèi)用自然就上去了。”
而信通院早在2017年發(fā)布的《5G經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響白皮書(shū)》就曾指出，5G商用中期，來(lái)自用戶和其他行業(yè)的終端設(shè)備支出和電信服務(wù)支出持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2025年，上述兩項(xiàng)支出分別為1.4萬(wàn)億和0.7萬(wàn)億元，占到直接經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出的 64%。
記者手記丨
盼望著，盼望著，5G的腳步終于越走越近了。
有了5G，中小學(xué)生可以通過(guò)線上數(shù)字化空間學(xué)習(xí)，做到停課不停學(xué);企業(yè)員工可以通過(guò)云平臺(tái)在線辦公、召開(kāi)視頻電話會(huì)議……毋庸置疑，在這一次抗疫防疫戰(zhàn)中，5G的表現(xiàn)可圈可點(diǎn)。
國(guó)家頻頻強(qiáng)調(diào)加快5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，我們歡欣鼓舞，但也要清楚，任何事物的發(fā)展都不是一帆風(fēng)順的。5G基站功耗比4G明顯增加，確實(shí)是運(yùn)營(yíng)商面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但在采訪中，多位受訪專家都認(rèn)為，號(hào)稱5G基站耗電驚人、電費(fèi)天價(jià)的言論太過(guò)危言聳聽(tīng)。
我們通過(guò)求證5G基站的單站功耗、覆蓋同等面積的5G基站數(shù)量，對(duì)傳言一一進(jìn)行駁斥。并在此基礎(chǔ)上對(duì)5G基站的電費(fèi)開(kāi)支進(jìn)行了詳細(xì)的靜態(tài)測(cè)算，最終電費(fèi)開(kāi)支遠(yuǎn)低于傳言中的每年2400億元。傳言所稱的確過(guò)于杞人憂天了。
事物的發(fā)展是螺旋上升的，我們的技術(shù)也一直在進(jìn)步。事實(shí)上，就傳輸單位比特信息量的功耗而言，5G更省電。目前5G網(wǎng)絡(luò)容量比4G大很多，單位時(shí)間能處理20倍以上的數(shù)據(jù)，但每比特功耗只有4G的1/10，甚至更低，這是技術(shù)進(jìn)步的絕佳證明。
“5G改變社會(huì)”的理念早已深入人心。在物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)等主要情境以及智能制造、智慧出行、智慧醫(yī)療、智慧城市等領(lǐng)域，5G都擁有巨大的應(yīng)用空間。
據(jù)中國(guó)信息通信研究院2018年的預(yù)測(cè)，在2020年5G將帶動(dòng)我國(guó)直接產(chǎn)值約4840億元，其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端設(shè)備為4500億元，間接產(chǎn)值1.2萬(wàn)億元。
我們相信，5G一定會(huì)讓社會(huì)運(yùn)行更加智慧，同時(shí)為各行各業(yè)插上騰飛的翅膀，使我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中掌握優(yōu)勢(shì)。
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