一、5G基礎體系架構

第1組圖：通信技術演變

第2組圖：1-5G標準的演變

第3組圖：5G三大場景定義、技術指標拆分

第4組圖：5G核心數網絡部署

第5組圖：中國通訊運營商5G頻段

第6組圖：5G三大亮點

第7組圖：5G重要支撐是邊緣計算

第8組圖：5G面向應用定義網絡切片

二、5G主攻方向是行業應用

第9組圖：1G-5G的應用變遷

第10組圖：5G應用生態全景圖

三、5G產業鏈

第12組圖：中國5G產業鏈運營企業分布

第13組圖：5G對行業影響指數（羅蘭貝格公司）

四、與溫度傳感器

1、5G產業鏈上游與溫度傳感器

5G產業鏈的上游包括網絡規劃運維以及芯片、光器件、光纖光纜、視頻器件等各類器件材料。網絡規劃運維包括無線接入網、業務承載網等前期規劃設計和后期優化運維。 

主要企業包括：

涉及企業包括:

5G產業鏈上游需要用到溫度傳感器的，主要在光模塊/光器件。配合濾波器，也可能用到溫度傳感器！

2、5G產業鏈中游與溫度傳感器

設備網絡中，傳輸網絡是5G的大動脈，基站顯得尤為重要。目前，5G關鍵技術的具體方案已經基本確定。MassiveMIMO(大規模天線陣列)技術成為5G的標準技術之一。隨著5G技術的推廣、應用，天線數量將大幅增加。5G技術需要新的網絡架構和網絡拓撲，即使用SDN(軟件定義網絡)/NFV(網絡功能虛擬化)實現網絡架構，并大量使用SmallCell(小基站/小蜂窩)構建網絡。

相關企業包括：

5G產業鏈中游，溫度傳感器應用比較廣泛：基站、小基站。

通信行業的基站能耗問題歷來已久。基于目前的測試結果,5G基站的電能消耗或是4G基站的2倍到3倍,基站數量又多,用電費用預計將占5G基站運營成本的40%以上。據專家預測,到2025年,通信行業將消耗全球20%的電力。

5G 基站大規模建成投運將拉動全社會用電量增長,5G 對電力需求的影響將廣泛的體現在核心網和 IDC 的運行、各種新型應用場景、商業模式以及衍生出的海量數據的傳輸、處理上。

升級溫控方式來節能，溫度傳感器不可或缺

通信基站內的電源設備和通信設備等都需要在一定的溫濕度條件下運行，同時對空氣的清潔度也有一定的要求。

（機房、基站耗能分布）

基站內的電源系統、配電系統以及通信設備在運行過程中都會發熱，因此要保證基站維持一定的溫濕度，需要配置合適的制冷系統。目前，在大部分無人值守的基站，制冷系統都是不間斷地工作，其耗電量占總耗電量的占比超過40%。

目前，基站內普遍使用舒適性家用空調，空調設備無法接入動環監控系統，智能化程度較低。

1）智能熱交換系統

智能熱交換系統利用室外自然冷空氣作為冷源，當室外空氣溫度與基站內空氣溫度差達到一定程度時，采用換熱系統利用室外冷空氣降低室內空氣溫度。

“如下圖所示，智能熱交換系統主要由換熱芯體、室內側風機、室外側風機、控制器、用于環境監測的溫濕度傳感器和其他附件組成。”石冢、芝浦、大泉、華工高理與特普生等溫度傳感器領域的專家告訴溫度傳感器研究院的研究員。

（智能熱交換系統組成示意圖）

智能熱交換系統適用于室內外溫差較大的地區，可以很好地降低空調能耗，同時延長空調壓縮機的使用壽命，降低通信運營商的運營維護成本。

2）熱管換熱系統

熱管換熱系統利用室內外溫差，通過封閉管路中工質的蒸發、冷凝將室內的熱量傳遞到室外，形成動態熱力平衡的循環，維持基站內工作環境穩定。

“熱管換熱系統主要由室外冷凝器、室內蒸發器、連接管、控制系統及溫濕度傳感器等部件組成。”

（熱管換熱系統組成示意圖）

“熱管換熱系統的基本工作原理基于室內外溫度數據，室內溫控目標溫度用T0表示，熱管換熱系統啟動溫度用T1表示，基站空調啟動溫度用T2表示，設備停機溫度用Ts表示，其中T2>T1>T0>Ts。

“控制系統通過室內和室外的溫濕度傳感器持續監測基站室內和室外的空氣溫濕度，當基站內溫度低于Ts時，熱管換熱系統和基站空調均不運行以節約能源消耗。當基站內溫度達到T1且T0與室內外溫差滿足運行條件時，熱管換熱系統啟動運行，當溫度低于Ts時，系統停止工作以節能。如果熱管換熱系統不能滿足室內降溫，基站內溫度超過T2，控制系統就會啟動基站空調進行降溫。”

3）液冷散熱技術

液冷散熱技術對比傳統制冷系統，具有散熱效率高，能耗低等優點，目前在數據中心機房等應用較多，在基站內的應用較少。

諾基亞別出心裁，開發出了液冷技術，Harry Kuosa表示：“傳統上，基站是通過空氣流動來冷卻的，而諾基亞的這項創新是利用液體作為冷卻劑，液體能比空氣更有效地散發基站的熱量。最終，這套液冷系統可將能耗降低約30%，將二氧化碳排放量減少80%。”

諾基亞已通過與Elisa和Efore公司合作，在芬蘭赫爾辛基的一棟公寓大樓里部署了全球首個液冷基站系統。據報道，該液冷基站系統除了可以實現省電30%，二氧化碳排放量減少80％外，還移除了空調和風扇，大大降低了基站運行噪音，并且可回收基站排放的廢熱，二次應用于公寓大樓的供暖系統。

“諾基亞這套系統，目前還沒公布技術細節，但是，目測溫度傳感器相關產品必不可少。”石冢、芝浦、大泉、華工高理與特普生等溫度傳感器領域的專家特別強調。

4）基站智慧能源管理系統

基站智慧能源管理系統不同于傳統的基站監控系統，它具有統計數據分析、數據挖掘、能耗評價、能耗優化和節能控制等多種功能，能夠更好地提升能效并且幫助運維人員管理基站運行。

智慧能源管理系統由分布在電源設備和基站內其他設備上的傳感器、測量儀器、控制器、有線或無線傳輸網及服務器組成。

智慧能源管理系統組成示意圖

4G時代，平均一個基站62%的電費被主設備消耗，其它都被溫控（空調）、電源系統等使用，也就是站點能效僅62%。而華為的刀片式電源，可讓5G站點的溫控能耗極大降低。

華為新一代刀片式基站

5G時代，華為的刀片式電源系統，可實現自然散熱，免于維護，將不再需要空調降熱，連風扇也不用，電源系統的效率就是站點能效，效率自然高了許多，不再有過多浪費的電能。

“儲能、制冷背后測量用得上溫度傳感器！”

升級供電方式來節能，溫度傳感器不可或缺

1）高頻開關電源系統

目前的供電系統節能技術主要集中在提高電源設備能效、引入新能源取代或部分取代市電以及根據峰谷電價錯峰用電等方面。

 （基站供電系統示意圖）

高頻開關電源系統的主要核心部件是整流器，整流器的效率直接影響高頻開關電源系統的效率。通常通信基站在設計時會考慮到冗余配置，這就導致在基站實際運行時，通信設備負載電流通常工作在整流器的50%負載率以下，閑時負載率將會更低。

某品牌普通50A整流器和高效50A整流器的效率曲線對比如下圖：

（某品牌普通50 A整流器和高效50 A整流器效率曲線）

2）5G一體化電源系統

5G網絡建設的速度逐漸加快，分布式站點布局越來越多，分布式站點的電源系統需求也日益提升。因為5G網絡傳輸的特殊性，在靠近居民區、商業區等人流密集場所，傳統的供電方案難以適配，急需一種新的電源系統解決方案。

(華為可疊光一體化電源）

5G一體化電源系統具有體積小、重量輕、效率高、靈活取電、快速安裝、免維護等特性，可以安裝在城市街道、高速路旁、居民樓道、樓頂、弱電井、地下車庫等多種場景，支持壁掛、抱桿、旗裝、平裝及落地等多種安裝方式，是5G微基站建設比較理想的電源解決方案。

5G一體化電源系統由電源模塊和電池模塊兩部分組成，均為鋁制外殼，可以達到IP65防護等級的要求。電源模塊和電池模塊均無散熱風扇，內部結構采用隔離設計，整體采用自然散熱方式。（更多詳細內容，可以關注“溫度傳感器研究院”微信號《5G電源與溫度傳感器》文章）。

3）光伏供電系統

在太陽能充足的情況下，光伏供電系統作為唯一電源為通信設備供電，同時為蓄電池組充電.當光照不足，太陽能無法滿足通信設備負荷時，高頻開關電源系統開始工作。當太陽能充分恢復足以為負載供電時，高頻開關電源系統將關閉，整個電源系統可以最大限度地利用太陽能，減少電網電力消耗。

（光伏供電系統示意圖）

（光伏供電系統）

4）峰谷儲能技術

通信基站內的蓄電池組通常按照高頻開關電源系統的額定容量進行配置，而在實際使用中，高頻開關電源系統的負載量通常在額定功率的50%以下，這就使得通常情況下基站內的蓄電池組都存在著一定的富余容量。對于存在峰谷電價差的地區，可以利用基站內的蓄電池組應用峰谷儲能技術（削峰填谷技術）降低電費成本。

 ( 蓄電池組峰谷儲能示意圖)

“這些升級供電方式的節能，從上圖可以看到，大量應用蓄電池、空調、通信設備，移動油機、高頻開關電源系統，都需要熱管理、溫度控制，都可以用到溫度傳感器相關產品與技術。”

3、5G產業鏈下游與溫度傳感器

正如上圖所示，5G產業鏈下游，覆蓋了人類生產、生活中的方方面面，幾乎每一個應用都有需要監測溫度、反饋溫度的需求，溫度傳感器處處都在。