全球5G基站总数已突破500万,中国贡献了其中的60%以上。按照单站年均耗电2万度计算,仅中国5G基站的年耗电量就超过600亿度,电费支出逼近500亿元人民币。在运营商OPEX结构中,基站电费已占网络运维总成本的25%-35%,成为仅次于人力成本的第二大支出项。
AI基站节能,从2021年的小规模试点发展到2025年的全网规模部署,已成为运营商降本增效最确定、ROI最清晰的AI落地场景。本文横评华为PowerStar、中兴PowerPilot、爱立信AI Energy Saving、诺基亚AVA Energy Efficiency四大厂商的AI基站节能方案,基于现网商用数据,给出实测对比。
理解AI节能之前,先搞清楚基站电费花在哪里。一个典型5G基站(3个AAU + 1个BBU)满载功耗约3.8kW,是4G基站的3-4倍。但关键矛盾在于——基站平均利用率只有15%-25%,超过75%的时间处于低负载或空闲状态,功耗却没有等比例下降。
基站功耗构成(典型5G宏站)
┌─────────────────────────────────┐
│ AAU(射频单元) 约70% 2.66kW │
│ ├── 功放(PA) 约50% │
│ ├── 数字中频 约15% │
│ └── 其他 约5% │
│ BBU(基带单元) 约20% 0.76kW │
│ 电源/散热/其他 约10% 0.38kW │
└─────────────────────────────────┘
总计:约3.8kW(满载)
传统节能手段(符号关断、通道关断、载波关断)依赖静态规则,例如"凌晨1点到5点关闭AAU"。问题是,规则不够精细,要么关多了影响用户体验,要么关少了节能效果有限。AI要做的事情很简单——精准预测每一个基站、每一个时段的业务量,在保障KPI的前提下,让功耗尽可能逼近业务需求曲线。
四大厂商的技术路线各有侧重,但总体架构大同小异:

图表 1
核心差异点在于: - 华为PowerStar:强调"0 Bit 0 Watt"理念,基于数字孪生建模,实现站点级精准节能 - 中兴PowerPilot:首创"业务导航"概念,将业务从高能耗制式主动引导至低能耗制式 - 爱立信:侧重5G Deep Sleep AI预测算法,通过MIMO Dormancy降低射频单元功耗 - 诺基亚AVA:以SaaS模式交付,支持多厂商设备,AI/ML算法持续自学习优化
华为PowerStar已迭代至3.0版本,核心能力是通过AI动态调节5G基站能耗。其技术演进路径清晰:
| 版本 | 时间 | 核心能力 | 关键技术 |
|---|---|---|---|
| PowerStar 1.0 | 2018 | 多频协同节能 | 符号关断+通道关断+载波关断 |
| PowerStar 2.0 | 2021 | AI预测节能 | 引入基站级AI,实时预测业务量 |
| PowerStar 3.0 | 2024 | 全场景智能节能 | 数字孪生+强化学习+AAU自动启停 |
广西电信现网案例:广西电信联合华为在全省部署PowerStar在线节能方案,通过AI基站节能实现全网超过12%的节能效果。该方案从试点到全省推广,经历了小规模验证、地市经验复制、全省推广三个阶段。
全球层面数据:华为PowerStar 3.0全球部署后,实现闲时功耗降低65%,年节电45亿度,减少碳排放280万吨。
南非案例(GSMA案例研究报告):PowerStar帮助南非运营商无线网络主设备省电11.6%,单个基站每天节省能耗6.43kWh。该案例获得第21届非洲通信展最佳绿色网络奖。
江西移动案例:江西移动在全省范围落地PowerStar绿色节能方案,无线网络平均节能增益达14.9%,节能期间网络KPI保持稳定。
华为还推动了3GPP R18标准基站节能核心部分的标准化。2024年2月,华为倡导的"0 Bit 0 Watt"理念成为3GPP R18标准的一部分,将AI节能从私有方案推向开放标准。
中兴PowerPilot的核心差异化是"业务导航"AI节能——不是被动关断空闲资源,而是主动将业务从高能耗制式引导到低能耗制式。例如将5G低速率业务(如即时消息、后台同步)引导至4G承载,释放5G AAU进入深度休眠。
全球部署规模:PowerPilot已在全球超过30个网络、90万站点部署应用,帮助运营商每年至少减少40万吨碳排放。
四川电信成都案例:成都电信中兴承建区5G AAU全部接入PowerPilot智能节能平台后,每日可节电超3.3万度,相当于减少碳排放约19.8吨/天。这是国内大规模商用数字室分智能节能的首个案例。
中国移动SPN AI节能(23省部署):2022年5月,中兴通讯联合中国移动在广东韶关业界首次完成SPN AI动态节能现网验证,平均节能效率达15.28%。2024年,该方案在中国移动全国23个省份规模部署。
重庆联通"零碳"基站案例:重庆联通联合中兴通讯完成AAU自动启停节能技术规模化部署。该方案的核心突破是——当基站处于完全空闲状态时,AAU功耗从正常的500-800W降至待机功耗仅3W,实现真正的"零载零耗"。中兴通讯在2022年6月首家提出5G基站"零载零耗"自动启停技术,2024年在重庆联通完成规模化商用。该方案荣获国际质量促可持续发展奖。
爱立信的AI节能方案通过Ericsson Service Continuity AI App套件提供,以软件服务方式交付,无需硬件更换。
Vodafone UK伦敦现网试验(2025年3月发布):这是目前公开数据最详实的海外AI节能商用案例。试验部署了三个核心AI用例:
| AI用例 | 技术原理 | 效果 |
|---|---|---|
| 5G Deep Sleep | AI预测算法让Radio Unit进入超低能耗休眠 | 5G RU日功耗降低最高33% |
| 4G Cell Sleep Mode | AI学习小区业务模式,智能关断空闲载波 | 4G低业务时段功耗显著降低 |
| AI MIMO Dormancy | ML算法动态控制MIMO天线通道 | 射频单元能耗降低约4% |
其中,5G Deep Sleep是最亮眼的结果——在选定站点,5G Radio Unit日功耗降低最高33%。这个数字在全球运营商AI节能公开案例中属于最高水平之一。
T-Mobile US + Ericsson AI-RAN(2026年5月):最新进展是T-Mobile与爱立信在商用5G Advanced网络上完成AI-native调度器大规模试验。AI-native Scheduler with Link Adaptation实现频谱效率提升近10%,同时通过更高效的资源调度间接降低每比特能耗。这已从单纯的节能升级为"性能与节能双优"。
诺基亚AVA是四大方案中唯一以SaaS(软件即服务)模式交付的AI节能产品,核心优势是支持多厂商RAN设备的统一节能管理。
Safaricom肯尼亚案例:诺基亚为Safaricom部署AVA Energy Efficiency软件,覆盖约30,000个5G/4G/3G小区。通过AI/ML算法自动识别基站低负载时段,动态调整设备运行状态,帮助Safaricom在保障网络质量的前提下实现显著的能耗降低。
全球数据:诺基亚宣称AVA Energy Efficiency已帮助全球CSP(通信服务提供商)降低电费达20%。AVA的升级版本引入了改进的ML算法,支持更精细的节能策略控制。
| 对比维度 | 华为PowerStar | 中兴PowerPilot | 爱立信AI Energy | 诺基亚AVA |
|---|---|---|---|---|
| 交付模式 | 软件平台+云服务 | 软件平台 | AI App套件 | SaaS云服务 |
| 多厂商支持 | 华为设备为主 | 中兴设备为主 | 爱立信设备为主 | 支持多厂商 |
| AI技术路线 | 数字孪生+强化学习 | 业务导航+负荷预测 | ML预测+深度休眠 | ML算法持续自学习 |
| 核心创新 | 0 Bit 0 Watt | 零载零耗+业务导航 | 5G Deep Sleep | SaaS化交付 |
| 全球部署规模 | 全球最大(含中国市场) | 90万站/30+网络 | 全球主要运营商 | 全球CSP |
以下数据均来自现网商用部署或公开试验结果,非实验室数据:
| 性能指标 | 华为PowerStar | 中兴PowerPilot | 爱立信 | 诺基亚AVA |
|---|---|---|---|---|
| 典型节能率 | 12%-14.9% | 15.28%(SPN) | 最高33%(5G RU) | 最高20% |
| 闲时功耗降低 | 65% | AAU待机3W | 33%(Deep Sleep) | 未公开具体值 |
| 单站日节电量 | 6.43kWh(南非) | 3.3万度/日(全网) | 未公开单站数据 | 未公开 |
| 全球部署站点数 | 未公开总数 | 90万+ | 未公开 | 30,000小区(Safaricom) |
| 年节电总量 | 45亿度 | 未公开总量 | 未公开总量 | 未公开 |
| 碳减排 | 280万吨/年 | 40万吨/年 | 未公开 | 未公开 |
注意:节能率数据不能简单横向对比。华为12%-14.9%是全网平均(含高负载站点),爱立信33%是特定站点5G Radio Unit的峰值数据,中兴15.28%是SPN传输网数据。不同场景、不同网络层级、不同基准线下的数据含义不同。
中国电信的"天翼蓝能"是业界规模最大的全国性基站AI节能系统,由中国电信研究院AI研发中心主导研发。
核心数据: - 节能小区数:55万+(2021年数据,当前规模更大) - 累计节电:超2000万度(截至2021年4月) - 年均节电:8亿度 - 年节约电费:5.2亿元 - 部署范围:基站、IT云主机、AB类机房 - 架构特点:云边协同全国一体化架构,利用"东数西算"将数据处理放在内蒙、贵州算力集群
天翼蓝能从2019年4G基站节能算法探索起步,2020年完成5G基站算法方案试点,2021年4月节能小区突破50万。2024年依托大模型底座,AI节能能力进一步扩展到IT云主机和机房场景。
中国移动的"C²三能"计划是中国运营商中目标最激进的绿色行动计划: - "十四五"末节电目标:较"十三五"翻两番,超过400亿度 - 碳排放控制目标:2025年总量控制在5600万吨以内 - 能效目标:单位电信业务总量综合能耗和碳排放下降率均不低于20%
湖北移动案例:湖北移动在2024年通过AI基站节能技术节约电量超1.4亿度。符号关断、通道静默等八项主要节电功能开启率达99%以上,5G极致休眠、BBU低业务节能等新功能已全网规模部署。
中国联通与中兴通讯联合研发的AI智能节电解决方案,已在全国范围部署。核心创新包括: - 与中国联通AI节能平台深度融合 - 在设备层引入AI加速器,实现快速训练和推理 - 重庆联通率先完成AAU自动启停技术规模化商用
以中国电信"天翼蓝能"为例进行简单ROI估算:
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 年节电量 | 8亿度 |
| 年节约电费 | 5.2亿元 |
| AI平台研发投入(估) | 约1-2亿元(含3年研发) |
| 年运维成本(估) | 约3000-5000万元 |
| 投资回收期 | 约3-5个月 |
| 3年净收益 | 约13-15亿元 |
这个ROI水平在AI应用落地中极为罕见——大多数AI项目的投资回收期在1-3年,而AI基站节能仅需3-5个月即可回本。这也是为什么三大运营商都在不遗余力地全网推广。
AI基站节能的下一阶段,正在从"单站节能"升级为"全网智能编排"。具体方向包括:
1. 数字孪生驱动的全网仿真 华为已在PowerStar 3.0中引入数字孪生技术,在虚拟环境中模拟全网节能效果,再下发到现网执行。好处是降低现网试错风险,加速策略迭代。
2. AI-RAN融合——节能与性能双优 T-Mobile与爱立信的AI-RAN商用试验表明,AI-native调度器可以在不牺牲(甚至提升)网络性能的同时降低能耗。这意味着"节能"和"性能"不再是零和博弈。
3. 大模型赋能——从规则驱动到意图驱动 中国电信2024年开始依托大模型底座升级天翼蓝能系统。大模型的优势在于可以理解自然语言指令(如"在保障用户投诉率不上升的前提下最大化节能"),自动生成和优化节能策略,大幅降低运维复杂度。
4. 绿色AI标准走向开放 华为推动的3GPP R18基站节能标准已冻结,将AI节能从各厂商私有方案推向开放标准化。这意味着未来运营商可以在多厂商环境下实现统一的AI节能管理。
AI基站节能是通信行业AI落地最成功的场景之一,没有之一。原因很简单——问题定义清晰、效果可量化、ROI可计算。与传统AI客服、AI营销等场景相比,AI节能不需要考虑用户体验的模糊性,KPI指标(节电率、网络质量)黑白分明。
从实测数据看,四大厂商的AI节能方案各有优势: - 华为在中国市场覆盖最广,年节电量最大 - 中兴的"零载零耗"AAU待机3W是当前最极致的节能指标 - 爱立信在海外运营商中实测数据最亮眼(Vodafone 33%功耗降低) - 诺基亚的多厂商SaaS模式最适合异构网络环境
对于运营商而言,AI基站节能已经不是"要不要做"的问题,而是"怎么做得更好"的问题。在中国市场,三大运营商已进入全面规模化部署阶段;在全球市场,AI节能正成为5G-A和6G网络的标配能力。
本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生(微信ID: gprshome201101)维护,聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。
[!tip] 51学通信知识星球 星主:爱卫生(微信:gprshome201101)——公众号「51学通信」创办者,19 年通信行业运维与讲师经验,著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书(各大电商平台有售)。 星球定位:深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域,主打运维岗位与信令分析。 当前规模:5200 篇主题 / 990 个回答,198 元/年。 加入福利:加入星球后请加爱卫生微信,拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题,另有群内分享。 AI 加持:51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy,使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例,做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。
