(CWW)在當前實際落地的5G虛擬專網商用案例中,運營商大部 分是面向局域場景做整體定制網模式,面向廣域且需 要用到專用切片的案例相對空白,因此當前運營商廣域覆蓋 的5G基站在to B領域資源利用率不高;而行業的5G應用在 安全、可靠性上有較高要求,可承載的業務類型較少,導致目 前連接密度相對較低。上述兩方面原因導致當前5G應用成 本較高,如何結合垂直行業應用場景,增加5G應用收入并降 低5G建設成本,是目前5G在行業應用推廣階段必須考慮的 問題。
5G垂直行業應用模式研究
(資料圖片僅供參考)
5G在垂直行業應用已有數年,但目前仍面臨能耗較高、 管道“黑盒子”、覆蓋區域待優化等問題。多站融合的低碳運行模式、自服務增值模式、共享服務增值模式等可解決上述 問題,促進5G在垂直行業的規模化應用,為我國前沿技術的 普及性實踐提供模式參考。
基于多站融合的低碳運行模式
該模式主要是解決垂直行業中5G應用能耗較高的問題, 通過多站融合及使用綠色能源的方式,降低5G建設成本。
發揮重點行業(如能源、交通、工業制造)基礎設施優 勢,如通信管廊、機房、電源等,為運營商5G基站、邊緣數據 中心提供資源復用途徑以及行業內富余的綠色能源,降低能 耗和碳排放量,既解決了運營商業務域節能減碳的問題,也 間接降低了5G電力虛擬專網的資源租賃成本,以此換取5G 使用成本的下降空間。
當前,電信運營商與電網、石油、石化等行業開展了相關 的試點探索工作,但整體處于起步階段。
基于增值服務的應用模式
該模式主要通過運營商提供5G網絡能力開放,解決在 垂直行業中的5G應用管道“黑盒子”的問題,基于該模式向基于多站融合的 5G低碳應用模式研究行業用戶收取增速服務收入,補貼5G建設成本。
利用電信運營商5G能力開放平臺與行業自建的通信網 管系統的互動,一方面根據行業企業自身業務特點,向運營商 提出更精細化的資源使用需求,通過運營商敏捷的資源編排 迅速響應,從而降低行業企業對網絡資源粗放占用而導致的 成本浪費;另一方面,運營商可以通過挖掘運維數據并向行 業企業提供各種網絡增值管理運維服務,使得網絡一次性投 入成本能通過“長尾”的方式逐步回收,而不至于初始投入 太大導致行業企業望而卻步。
當前5G行業應用主要是這種模式,但雙方交互的能力 及資源編排的響應仍有待提高。
基于靈活配置的多行業共享切片服務模式
該模式是通過共用切片技術,保障多行業在共用切片上有 效運行,減少為不同行業配置過多不必要的專用通道數量,提高 資源利用率和管道收入比。
基于5G虛擬專網的資源,共同拓展更豐富to C、to B或 to G應用,通過網絡資源增值、數據融合應用增值等方式,一 方面提高虛擬專網資源的利用率,另一方面通過共同的增值 收入降低行業使用5G的成本。
當前電力、交通等行業的共用業務,也越來越傾向探索 這種應用模式,以降低行業的應用成本。
5G垂直行業應用模式實踐效果
在上述三種模式中,以基于多站融合的低碳運行模式效 用最明顯,其他兩個模式依賴于行業與運營商的交互,目前尚 處于起步摸索階段。因此,下文重點探討基于多站融合的5G 低碳運行模式。
基礎設施共建共享模式
利用大型行業企業的機房資源,如機房的空間、天面、 管道、光纜等,與電信運營商5G基站、邊緣數據中心融合共
享。尤 其 是 5 G 無 線基站C-RAN的 部署模式,可以充 分利用行業專網現 有的地市中心機 房到各接入機房的 光纜、管道資源, 作為前傳的通道, 在行業地市級的中 心機房部署5G邊 緣計算節點,包括 BBU、MEC或行 業專用UPF等。電 力企業與運營商共建共享的邏輯架構與實際案例情況,分別 如圖1和圖2所示。
圖1 面向5G及邊緣計算的多站融合
圖2 5G創新低碳應用——多站融合應用現場
利用新能源資源向運營商綜合能源服務
行業公司的接入機房可以作為多站融合的綜合節點(如 電網行業的變電站、交通行業的指揮中心、制造園區的光伏 發電區等),對于5G基站或邊緣計算節點,可以充分利用儲 能站資源對其進行供電。
一 般 5 G 邊 緣 計 算 節點(含 基 站)總 功 耗 大 概 在 5~15kW不等,而行業多站融合的站點(以光伏方式)的供 能能力,可以到達30~80kW,儲能為500kW·h。因此在負 荷相對不高的情況下,只要做好光伏、儲能、負荷的協同, 光伏、儲能的供能能力理論上可以實現5G邊緣計算節點的 “零碳運行”。
運營商參與峰谷價差或電力需求側響應
運營商針對基站引入鋰電,具備每天優先保證最低備電 時長≥1h,并將電池的富余容量 用于電價錯峰,或響應行業通信 調度要求,進行需求側響應。以 下是某地市運營商的基站測試 案例。
該基站為室外一體化機柜+ 樓頂抱桿,為射頻拉遠站。電源 采用珠江200A插框電源,配置 3×50A整流模塊,實時直流功 耗53.29V×43.1A=2297W。原 來沒有電池備電,為了提高站點 的備電能力,同時引入峰谷價差 的充放電調整能力和電力調度需求側響應能力。改造后,增 加2組100Ah鋰電,最大備電時長約4.2h,峰段放電3h后最 低備電時長約1.2h,全天平均備電時長3.2h。每天針對2個峰 段進行電價削峰,第一個循環峰放電平充電,第二個循環峰放 電谷充電。
改造后,系統錯峰收益為年電費節省21.4%約3136元, 生命周期電費總節省約1.74萬元。與當前增加備電電池進而增 加投資的方式相比,本方案僅需考慮采用智能鋰電相對增加 的投資,考慮到鋰電池是否轉梯級利用、是否含稅等情況,最 高年化收益率達7.8%,最低為0%。考慮到未來鋰電技術將更 加成熟,成本也將大幅降低,該模式未來具有較大發展空間。
同時基站鋰電改造有助于電網公司的需求側響應,運營 商可以與電網公司洽談合作,通過獲取電費補貼(如整體用 電折扣)的方式進一步降低能源成本。
總結
針對重點行業應用,本文提出了基于多站融合的低碳運 行模式,首先通過共建共享基礎設施降低建站成本,然后利 用運營商5G能力開放平臺與行業通信支撐平臺之間的互動, 實現新能源峰谷充放電的動態調配,從而解決運營商獨立規 劃建站帶來的能耗較高、“管道黑盒子”、覆蓋區域需優化等 問題。文中所提出的多站融合運行模式還可在未來兼容充電 樁、智能制造等海量終端的接入,大大提高5G使用性價比, 降低5G的使用門檻。 面向未來更為開放的生態圈,重點行業企業可借助5G與 運營商開展更多的基礎設施共建共享、5G及邊緣計算節點低 碳運行、數據融合服務等商業模式創新,進一步支撐國家“雙 碳”“5G應用‘揚帆’行動計劃”等戰略,也為重點行業實現數 字化轉型注入新動能。
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