降低能源成本，減少碳排放，是運營商長期關注的主題。最近幾年，國內通信業務高速發展，全網基站數量從100萬迅速增加到160萬，通信網絡總耗電量高達450億度，平均每個基站年耗電量接近兩萬度，成為基站主要運維成本。降低能源成本是電信運營商當前重要和緊迫的需求，也是中國鐵塔運營共享基站的社會責任。
提高站點能效是實現節能減排的重要手段
站點能效越高，主設備能耗所占比例越高，站點基礎設施能源損耗越少。提高能效，相應總能耗按比例降低，站點能效可以作為基站節能的管理指標。
國內存量基站中，室內型站點與室外型站點比例約為7:3。以室內基站為例，主設備能耗約占50%左右，即站點能效為50%左右。實際上，由于夏熱冬暖、夏熱冬冷和嚴寒地區基站空調能耗達到站點總能耗的50%，加上在網電源效率不高，站點能效低于50%的室內基站比比皆是。室外型站點采用分艙溫控方式，溫控能耗得到節省，依據機柜溫控方式和設計的不同，站點能源效率一般在60～80%。
以三大運營商現網站點能效平均50%計，如果提高到60%，就可節電75億度。提高站點能效，是實現節能減排的重要手段。
高效設備應用推高站點能效基線
從通信網絡發電、配電、變換、負載、溫控和維護管理六環節來看，溫控環節（以空調為主）和變換環節（以通信電源為主）能耗占比高，是影響站點能效的關鍵。
空調能效分級早已成為行業標準，在相同工況條件下，相同制冷量的高效空調比低效空調節能30%以上，合理地使用高能效空調，能幫助降低溫控環節能耗，提升站點能源效率。
通信電源還沒有象空調那樣在設備上標注能效等級，但系統效率高于95%的高效電源已納入通信電源標準。由于系統效率普遍比整流模塊效率低一個百分點，業界將整流模塊效率能達到96%以上的電源稱為高效電源。得益于模塊休眠技術普遍應用，在不同負載率下，電源系統實際運行效率與最高效率很接近。按照全網絡能效為50%測算，通信電源效率每提升2%，全網能耗降低1%，帶來每年4億的電費節省。三大運營商在網電源平均效率低于90%，如果全部用96%超高效電源替代，一年節省用電10億度以上，高效電源價值顯而易見。
為了直觀地了解設備效率提升對節能和站點能效提升的影響，以平均空調能耗占40%的典型3kW南方室內站點模型為例，現網空調能效比為3.0，電源系統實際效率為90%，采用能效比為3.4的空調和系統效率96%的高效電源替代后，結果如下表所示。
從上表可以看出，隨著高效設備規模應用，站點能效基線被抬升。由于電源和空調價格已下滑至極限，低效設備進行高效改造的投資回報周期僅三年左右，而且隨著設備采購量的提升，高效模塊價格仍有下降空間。存量站點老舊設備改造宜早不宜遲，能耗增長速度有望被高效設備的規模應用而有所扼制。
傳統建站模式，站點能效不受控
傳統站點采用現場集成模式，基站BBU、RRU、傳輸設備、電源、電池、空調和監控等由多個供應商分別提供，盡管運營商對設備效率有約束條件，設備供應商也會對各自提供的設備效率負責，但設備之間未進行匹配設計，系統協同工作未得到充分測試與優化。
比如設備的風道設計和熱管理，如果不進行統一設計和優化，則氣流組織不會是最佳路徑，從而影響到制冷效果，需要在大環境內提供更低的空調溫度才能保證最不利位置的設備不過溫。一方面消耗更多電能，另一方面整體能效并沒有確定性的保證，取決于現場施工水平。
在傳統建站方式下，現場集成通用設備，不可避免地出現配置過度冗余情況，工況或負載率難以達到最佳工作點，大馬拉小車也是導致站點能效低的原因之一。此外，通信電源、空調、監控FSU、監控傳輸設備等都有CPU并消耗電能，多控制器浪費電能。
現場集成模式，雖然可以通過采用各種高效設備的組合以提高站點能效，但站點能效并并不受控，設備供應商不會為提高整站能效投入更多的成本，不能最大化實現站點節能。
基站節能改造，節能效果受限
站點節能改造措施主要有兩種途徑：溫控改造和電源高效改造。電源效率基本不受環境、人為因素和使用年限影響，提高電源設備能效水平可有效節能。由于電源能耗占比低于10%，采用高效電源設備仍無法大幅提升基站的整體能效。溫控節能除更新高能效空調外，主要有兩種操作方式：提高基站運行溫度和采用智能通風系統，節能效果會因人員、環境等各種影響而有折扣。
機房升溫主要通過改變空調啟動溫度設置，并采用高溫電池方案實現。當有人員下站維護或操作時，經常會調低空調溫度設置，很難保證人員離開前恢復空調溫度設置，嚴重影響機房升溫節能較果。
智能通風系統一般采用百葉窗與外界隔離，簡單的通風方案在使用一段時間后性能發生變化，節能改造效果達不到預期甚至增加能耗。如因大氣粉塵含量高，智能通風系統過早失效；百葉窗變形、風扇轉軸阻力增大導致通風口無法自然關閉，室內與外部相通，夏季空調工作時外部濕熱空氣進入而能耗大幅增長。
基站動環整體解決方案，高能效、可管理
基站動環系統整體解決方案由設備供應商一體化設計、制造、測試、交付，廠家對基站動環系統整體可靠性和能源效率負責，因此整體解決方案是具備站點級可靠性和站點級效率的產品。整體解決方案以室外一體化機柜方案為典型代表，包含機柜系統、分艙溫控系統、開關電源、集成動環監控系統等。
一體化機柜與冰箱有很多類似之處。如冰箱有多種型號，針對家庭食物存儲需求設計，壓縮機等部件與機體匹配，廠家保證冰箱整體可靠性和生命周期內能源效率。冰箱有五級能效標準，在食物量與環境溫度確定時，能效是確定性的，家庭用電量可控。當冰箱出現故障時，因只有一個設備供應商，廠家會提供維修或更換服務，即使內部故障器件不是冰箱廠家生產的，也不可推脫質量保證責任。同樣地，如果能效指標不符合要求，只要被發現，也屬于故障的一種，廠家有責任處理。
與空調針對家庭食物存儲需求設計類似，基站動環系統整體解決方案針對通信基站站型設計，涉及的部件互相匹配，包括電源容量、溫控容量與溫度控制點、主設備和電池空間、動環監控接入設備與測點等。整體集成方式可以對設備進行分區溫控，有針對性的滿足不同設備的溫度控制要求，而且可以盡量減少制冷區域空間，從而最大限度的減少制冷能耗。站點能效是整體解決方案的一個技術指標，即站點總效率。整體解決方案故障責任清晰，采用整體解決方案的站點，其站點能源效率是可視和可控的，一旦檢測到能效低于設計的情況，系統可以自動報警，使低能效站點的改進納入到統一的故障維護派單管理中來，能有效地保證節能。
基站動環整體解決方案成為建站趨勢
傳統現場集成的站點除能效不可控外，由于設備分別采購，存在設備之間匹配不合理問題，不但浪費成本，而且也是產生故障多、能耗高的關鍵原因。當站點出現故障時，故障責任界面不清晰，維護過程中扯皮、推諉難以避免。同時，只要設備本身效率沒有不達標，設備供應商并不會也沒有責任關注站點整體是否節能，用戶難以實現站點級高可靠和站點級高效。
動環監控系統的建設一般在站點投入運行后才安裝，由于涉及多廠家不同設備互聯，設備間通信和協議調測工作成為工程難點，動環監控系統維護也會遭遇故障難以界定的問題。整體解決方案集成動環監控系統，整個站點動環系統只有一個網元，動環監控可以實現與站點同步部署，不但節省安裝成本，在站點側也不再需要專門的動環監控維護工作量，節省維護成本。
海外主要運營商基站以室外型為主，多采用一體化整體解決方案，具有站點級高可靠性和站點級高效特性。在國內，整體解決方案在運營商、中國鐵塔已經試點，正在建設室外一體化機柜方案。
可以展望，基站動環系統整體解決方案將成為未來建站的主流方式，在提高站點可靠性的同時，推動基站高能效。 
