5G具备高带宽、低时延、大连接等多种能力。人们的生活方式,=乃至千行百业都将因5G发生改变,同时,人们对5G也存在着不少误解。有人认为5G部署密度小,使用毫米波技术,导致5G辐射变大;也有人说5G要进行更多的数据处理,比4G更加耗电——所有矛头都指向5G不是一项“绿色”的技术。

本文从5G辐射、基站能耗、助社会节能3个维度,探究5G在绿色环保方面表现如何。

维度一:5G辐射很大?谣言!

去年有一则新闻,成都某小区业主担心通信基站有辐射,便将线缆剪断,从而导致小区手机信号变弱。可见,不懂科学的一些群众谈基站辐射就“色变”,他们认为强信号会带来更强的辐射,5G基站更加密集会导致更强辐射,真相究竟如何?

首先,用户必须要明确,辐射并不可怕,因为我们日常使用的电器在工作时都会产生辐射。比如,电吹风的辐射可以达到100微瓦/平方厘米,日常普遍使用的路由器在1m范围内产生的辐射量高于60微瓦/平方厘米。甚至,太阳在给地球带来阳光的同时,也会带来辐射。

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其实对于基站辐射强度,我国有明确、严格的规定,即基站平均功率密度为40微瓦/平方厘米。同理,5G基站辐射也必须保证在该数值以下。而美国对基站辐射的标准相对宽松,平均功率密度定为600微瓦/平方厘米,也未见给美国人民健康带来什么影响。由此可见,无论与日常生活中常见的物体,还是与国外标准相比,我国的基站都非常安全。

其次网络提速与基站辐射增值无关。5G网速提升并不是通过大幅度增加基站发射功率,而是通过扩容传输带宽,采用大规模天线等先进技术来提升。正如5G只通过增加车道来扩充车流量,但不论变成几车道,国家对通信基站的辐射强度标准不变。此外,通过运营商对3G/4G/5G/Wi-Fi进行电磁辐射测试后发现,所有移动通信技术的电磁辐射水平基本相近。

再次,很多市民都认为离通信基站越近辐射越大,因此反对在自家小区内或楼顶上建通信基站,其实该做法是错误的。央视曾报道过,通信基站的电磁波主要向水平方向发射,在垂直方向上衰弱明显。其实基站的正下方,功率密度往往是最小的。电磁辐射强度与距离的平方成反比,如同“油灯”灯下越黑暗,越向外亮度也就越大。发射基站越高,对人体的影响就越小。

最后,可能很多消费者误认为手机信号好的地方,就是基站辐射严重的地方。事实恰恰相反,当用户所处的地方手机信号不好时,手机便会通过增加自身的功率发射信号并接受微弱的信号,反而增加了手机的辐射强度。

所以,在5G时代,倘若大规模使用Massive MIMO和超级上行技术,5G比4G的基站增益大,在同等数量的基站覆盖下,5G可以达到和4G同样的覆盖效果。这也保证了用户所处的位置信号更好,因此减少了手机自身产生的辐射。通信基站信号更好,辐射也更小。而笔记本电脑、手机等产品往往是跟人体零距离接触,所以辐射值反而更大。

维度二:5G耗电很高?每比特能效提升25倍

在移动通信网络中,基站是耗电大户。据统计,大约80%的能耗来自广泛分布的基站,至少占据运营商OPEX的15%,而一些国家基站电费甚至占据了基站总成本的50%。到2018年年底,中国的移动通信基站有640多万个,其中4G基站有372万个。

5G时代,5G网络数据容量是4G的1000倍,5G、VR、云游戏等多个创新业务需要进行更多的数据处理,而更多的数据处理理论上会引发电耗增长。此外,从技术角度看,4G基站普遍采用的是4T4R MIMO技术,而5G基站将采用64T64R MIMO,更多的天线理论上预示着更多的电力消耗。这也是很多人认为基站电耗会增加的主要原因。

但是业界通过多个技术创新,5G基站提供更多数据处理,却实现更优的电力消耗。业界正关注能量效率这个概念。该概念核心是,用更少的能量传递更多的信息,以及在能量系统中通过信息技术来降低能耗。

5G是能量效率很高的技术,比4G更加“绿色”。据测算,5G在消耗1000瓦电量时会支持5425GB流量的传输,而4G大约只有200GB。从数据上可看出,虽然5G基站整体消耗电量比4G多,但是在效率上却是4G的25倍左右。若换算成单数据耗电量时,5G反而比4G低很多。

与此同时,产业链也在积极提升5G设备性能,进一步降低5G基站硬件、软件、配套设备的能耗。有预测表示,未来全球90%的站点升级5G时,市电将不需要进行改造。

在硬件方面,电信设备商企业通过采用更高集成度的芯片工艺,不断提升单板集成度,大幅减少板器件数量,降低模块的功耗,还通过先进工艺,提升能源转换效率。在降低配套能耗方面,一些电信设备商企业引入极简全室外5G基站解决方案,可以节省基站空调能耗,有效降低基站附属设备电力消耗。

当然基于AI软件等技术,也可以降低5G运营电耗。电信设备商企业借助AI技术,实现多个频段、多个制式(2G/3G/4G/5G)间网络级节能。据了解,对于典型的多频多制式网络,AI软件等技术能够帮助运营商无线网络主设备省电10%以上。

维度三:5G让社会能耗降低?效果显著

如果单从5G基站辐射、电力的消耗来衡量5G是否环保,是否能成为绿色5G并不全面。5G毕竟需要应用到社会的方方面面,促进整个行业的信息化、数字化,必然会带来各行业实实在在的效率提升和能耗降低。

近期,瑞士Sunrise CEO Olaf在评价Green 5G时表示,一是5G系统在设计之初即瞄准比前代技术能效更高;二是5G网络下的智慧交通可以有效减少人们拥堵和出行时间,有效减少二氧化碳排放;三是5G可以辅助提高生产效率,5G的网络能力可以帮助瑞士全国一年减少1%的生产浪费。

在生产效率提升方面,5G将让智慧医疗、智慧工业等行业的生产效率提升10倍。而效率的提升必然会降低能耗。据悉,5G可以大量获取工厂生产实时运行数据,并通过人工智能分析,有效提升产品质量和降低成本。5G还将实现更加灵活、互联、协同的生产,让人与机器的配合更为协调,有效提高生产效率。

中国移动董事长杨杰在“MWC19上海”上表示,在工业互联网领域,中国移动将与制造企业合作,开展5G搬运机器人、视频质检、远程现场等智能工厂应用,有效提升工厂自动化水平和生产效率。

记者观察:5G将会为人类带来一个更绿色的未来

绿色环保是社会一直以来的追求,通过以上分析可以看出,5G的到来不仅不会给社会带来环境的污染、能源的浪费,反而通过高带宽、低时延的特性,让社会变得更为智能,也能为社会发展带来更高的效率、更低的能耗。记者认为,我们有理由相信,5G将会为人类带来一个更绿色的未来!

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