2024年2月28日,白皮书《Wi-Fi产业中的可持续发展》("SUSTAINABILITY IN THE Wi-Fi INDUSTRY")(以下简称“《白皮书》”)在巴塞罗那2024年移动世界大会(MWC)上发布。《白皮书》由世界无线局域网应用发展联盟(WAA)绿色节能工作组和ABI合作撰写,首次对Wi-Fi产业对可持续发展的影响进行详细分析。
当今时代,温室效应日益严峻。随着地表温度的攀升,引发一系列极端恶劣天气,进而导致自然灾害,破坏家园、经济和粮食安全。如果不采取行动,到2050年,全球GDP可能会缩水18%。降低能耗、减少温室气体(GHG)排放是阻止和逆转温室效应的关键,其中电子设备节能减排是减少温室气体(GHG)排放的重要举措之一。在通信领域,家用WiFi设备虽然功耗不大,但是一方面家用WiFi设备都是24小时开机,另一方面家用WiFi设备数量巨大,所以家用WiFi设备总能耗非常巨大。2023年,全球15.5亿台家庭Wi-Fi设备,总计消耗了105.05太瓦时(TWh)电力。按照目前趋势,到2030年,家用Wi-Fi设备的年能源消耗预计将比2023年增加一倍以上,达到每年215.14 TWh。WiFi设备的节能减排,将对全社会的的可持续发展目标起到重要作用。
《白皮书》分析了不同地区针对Wi-Fi行业可持续性相关的政策、法律法规和行业实践,对宽带基础设施的能耗做了详细的评估,并针对性提出一系列有效提升效能的方法。《白皮书》对未来对态度审慎而乐观,即总结了Wi-Fi行业中的可持续发展问题面临的诸多挑战,也针对性提出了具体的建议。
不同区域Wi-Fi产业在可持续发展实践上差异性巨大。《白皮书》分别给出了欧盟、北美和亚太地区的分析。其中欧盟早在2021年就发布了《宽带设备能耗行为守则》(“Code of Conduct on Energy Consumptionof Broadband Equipment”)。该守则为所有类型的终端用户设备和网络基础设施设定了最大开机状态和待机状态的能源消耗限制,签约方必须确保至少90%的新设备符合这些要求。为了激励能效的持续改进,这些目标每年都会更新,最新的版本8.1在2023年发布。欧洲电子通信监管机构团体(BEREC)在2023年10月还发布了关于电子通信网络和服务可持续性指标的报告,明确了跟踪电信行业对环境影响的指标。
除了欧盟层面,很多欧洲国家以及ISP也做的非常出色,比如:法国、比利时、芬兰、德国等,这里不再赘述。
美国目前联邦政府和州政府都未针对优化宽带设备能耗立法,相关工作主要靠民间自发自愿。美国一些大的ISP以及CPE设备供应商联合签署了《小型网络设备能效持续改进的自愿协议》,但这个协议是非强制性的,也缺乏有效的验证手段。所以北美宽带基础设施的能耗自2015年以来并没有明显改善。
亚太地区的情况要更加复杂。不同国家进展参差不齐,中国设立了2030年碳达峰和2060年碳中和的双碳目标。中国运营商也为此制定了具体的目标,比如:2023年,中国电信在WAA牵头成立了绿色项目组,以提高宽带网络设备的能效,提升网络效率并为消费者降低维护成本。
从中、美、欧三个地区的分析可以看出来:不同国家和地区针对Wi-Fi行业可持续性相关的政策参差不齐,碎片化,缺乏统一标准,监管和执行力度不足,难以形成统一的推进力量。
《白皮书》还详细分析了CPE、调制解调器、数字用户线DSL(Digital Subscriber Line)、混合光纤同轴电缆HFC(Hybrid Fiber-Coaxial)、无源光网络PON(Passive Optical Network)等设备的能耗状况。其中,CPE是所有固网接入设备中能耗最大的设备。对于FTTH(GPON)接入,CPE占总所需电力的近95%。所以《白皮书》针对CPE做了更为细致的拆解,对处理器、内存、以太网接口和蓝牙等模块功耗情况进行了评估。此外:(1)Wi-Fi协议版本越高,能力提升,容量提升,能耗也随之升高,而且往往一个新标准在初期效率极低;(2)CPE空闲和活动状态能耗之间的差异较小。(3)不同厂家CPE的功耗情况差异较大,具有相似功能的Wi-Fi CPE能耗有时可能相差高达30%。
在分析Wi-Fi能耗数据的基础上,《白皮书》给出了相应的改进建议。如在产品设计上提出能效设计和极简设计的策略,在软件优化策略上提出人工智能Wi-Fi感知技术,以及动态休眠模式等。
目前在WiFi领域的可持续性发展的主要有两个问题,一是缺乏统一的全球标准,二是目前WiFi设备能耗标准都是单纯的能耗标准,没有考虑到对用户体验的影响。《白皮书》认为推动制定保证用户体验前提下的、全球统一的WiFi设备能耗标准是当前WiFi领域可持续性发展的重要步骤。
相信,通过全球性的合作、创新的技术解决方案以及消费者、企业和政府的共同努力,我们一定会构建更加绿色、高效和可持续的数字未来。
