液冷基地台來了，省電30％

基地台電費是運營商一筆不小的開支，可不可以像數據中心一樣，引入水冷系統來降低能耗，減少排放？

液冷基地台來了！

2018年12月10日，諾基亞官網宣布，諾基亞、Elisa和Efore已在芬蘭赫爾辛基的一棟公寓大樓裡部署了全球首個液冷基地台系統。

據報導，該液冷基地台系統有三大優勢：

?省電30%，二氧化碳排放量減少了80％

?移除了冷氣機和風扇，大大降低了基地台運行噪音

?可回收基地台排放的廢熱，二次應用於公寓大樓的供暖系統

眾所周知，降低數據中心能耗是業界一直追求的目標。海量數據處理產生大量廢熱，為了保障設備在恆定的溫度下穩定運行，製冷系統是數據中心的耗電大戶，為此，數據中心已經歷了從風冷向水冷再到自然冷卻等技術演進。

移動通信網絡的基地台，同樣擔當著處理和傳輸海量數據的重任，但自從誕生以來，一直採用傳統的冷氣機製冷方式。

面向5G萬物互聯時代，海量設備聯網，數據流量需求持續猛增，網絡負荷大幅增長，基地台耗電與排放問題日趨嚴重，因此，基地台的製冷系統也需要像數據中心一樣不斷改進。

為什麽需要液冷？

基地台電費，可能是移動運營商當下最頭痛的問題。

在移動通信網絡中，基地台是耗電大戶，大約80%的能耗來自廣泛且密集分布的基地台。據統計，基地台電費至少佔據運營商OPEX支出的15%。在一些國家，基地台電費佔據了基地台總成本的50%。

如今，基地台設備價格在不斷下降，運維服務費用也在不斷下降，而隨著基地台數量和網絡負荷的增加，基地台電費卻在不斷攀升，這顯然與當下運營商降低OPEX的主調不一致。

粗略統計，基地台耗電主要由三部分組成：基地台主設備能耗、供配電能耗和製冷能耗。

其中，如上圖，冷氣機製冷能耗佔據了基地台總能耗的30%左右。

在我國，很多偏遠地區的基地台僅是為了保障覆蓋，話務量和流量極低，但冷氣機製冷系統常年運行，估計冷氣機製冷能耗佔據了基地台總能耗的50%以上。

基地台耗電非常厲害，相對於數據中心，估計基地台更耗電。

基地台設備的內部結構主要包含：BBU、射頻（RF）單元、功率放大器（PA）、天線接口等，BBU負責數據計算和處理，功率放大器（PA）和射頻（RF）部分負責數據的無線傳輸。

也就是說，基地台不但有處理數據的“計算功耗”，還有功率放大器（PA）和射頻（RF）部分所產生的“傳輸功耗”，而功率放大器功耗有一半以上作為廢熱而損失。

而隨著從2G到5G不斷演進，舊設備不能淘汰，新設備不斷添加，多網共存，基地台耗電量不斷上升。據統計4G時代新增LTE設備後，基地台耗電量增加約20%，未來新增5G設備後，必然會進一步增加耗電量。

網絡技術在不斷演進，設備在不斷更新，但基地台的製冷系統30多年來幾乎一成不變，還是採用傳統冷氣機，而由於空氣的容積熱容量大約比水小4000倍，與液冷系統相比，傳統的空氣冷卻系統能效太低。

基地台需要更先進的製冷系統。

液冷基地台的原理是什麽？

諾基亞只是發布了一個新聞公告，並沒有公布其液冷基地台的原理。

我們只能抱著對技術的探索精神，廣查資料，試著來解讀一下其原理。

根據我們了解的情況，諾基亞貝爾實驗室早在幾年前就在研發液冷基地台。在2017年的MWC上，諾基亞就曾展示過貝爾實驗室的液冷基地台技術。

先睹為快…

但只是目睹了真容，裡面的原理不得而知。

繼續探索…

2015年，諾基亞曾和運營商Orange進行過液冷基地台實驗，裡面的一些細節有點意思…

如上圖，該實驗系統主要有熱交換構件、水箱以及水泵等組成一套冷卻循環散熱裝置，用液冷的方式代替基地台冷氣機。

由於冷卻液需流經設備的熱源的接熱面，需要對基地台設備（比如射頻和功放模塊）進行改造，比如加裝冷卻液流道，以更加靠近熱源，減少冷媒輸送能耗，提升冷卻效率。

液冷技術不只是比空氣冷卻更節省能耗，它還利於二次利用基地台排放的廢熱。由於採用液冷技術輸出的熱水溫度約為50-60°C，很多基地台都安裝在建築樓上或與建築物相鄰，它可以用於生活熱水供應，甚至供暖，二次應用的價值遠遠高於廢氣。

諾基亞官網就提到，該冷卻基地台可回收廢熱，二次應用於公寓大樓的供暖系統。

甚至，我們還看到，有機構正在研究利用液冷基地台的熱水回收，通過膜蒸餾技術來對水進行淨化處理。

具體如何實現的，不清楚。總之，液冷基地台來了，這確實是一個有趣的好技術。

通信路上，一起走！