Volgens een nieuwe studie van het Amerikaanse onderzoeksbureau J. Gold Associates zou een upgrade naar efficiëntere cellulaire radiotorens voldoende elektriciteit kunnen besparen om steden als Phoenix, New Orleans of Seattle van stroom te voorzien.
Jaarlijks verbruiken Amerikaanse cellocaties in totaal bijna 21 miljoen megawattuur (MWh) aan stroom. Dat is het equivalent van het gemiddelde stroomverbruik van bijna twee miljoen huishoudens.
“Mobiele diensten zijn een essentieel onderdeel van de infrastructuur geworden van het moderne leven. Het is moeilijk voor te stellen dat we onderweg niet kunnen communiceren met onze mobiele apparaten, of in toenemende mate via een draadloze thuisgateway die internetdiensten mogelijk maakt voor zowel particuliere als zakelijke klanten”, aldus het rapport. “Maar niet vaak besproken is de last die de talrijke cellocaties leggen op de elektriciteitsvoorziening die nodig is om ze van stroom te voorzien en de kosten die gepaard gaan met de geleverde stroom.”
Elke reductie van 10% in het totale vermogen van de cel resulteert in een besparing van genoeg elektriciteit om het equivalent van 195.000 huishoudens van stroom te voorzien. En een vermindering van 40% levert genoeg elektriciteit op om het equivalent van bijna 782.000 huishoudens van stroom te voorzien, volgens de studie, “US Cell Sites-a Sustainability Analysis.”
Door zowel de radiohardware als de beheersoftware te upgraden, zou elke cellocatie tot 40% van zijn elektriciteitsbehoefte kunnen besparen, aldus het rapport.
J. Gold Associates“Duurzaam hergebruik van de elektriciteit kan worden gebruikt om een groot aantal equivalente huishoudens van stroom te voorzien zonder dat er nieuwe energiebronnen nodig zijn”, aldus het rapport. “De hoeveelheid en de kosten van elektriciteit om onze moderne cellulaire infrastructuur te laten werken is enorm en heeft een effect op de abonnementskosten van gebruikers, evenals op de belasting van het elektriciteitsnet en de creatie van broeikasgassen door elektriciteitsopwekking.
“Het zou gunstig zijn voor de industrie om zo snel mogelijk in deze richting te gaan”, concludeert de studie.
Een typische moderne, krachtige mobiele site zou volgens Jack Gold, hoofdanalist en auteur van het rapport, waarschijnlijk ongeveer $ 200.000 kosten. Elke vervoerder zou verantwoordelijk zijn voor zijn eigen uitrusting, zelfs als ze een fysieke toren delen met anderen. Doorgaans is de toren eigendom van een torenbedrijf, dat het terrein vervolgens verhuurt aan de verschillende exploitanten (vergelijkbaar met een verhuur van meerdere units zoals een condominium of appartementsgebouw).
“Dus elke vervoerder is verantwoordelijk voor hun eigen upgrade van hun apparatuur”, zei Gold in een interview.
EricssonTelco-medewerkers installeren een 5G-antenne op een zendmast.
Volgens de Cellular Telecommunications Internet Association (CTIA) waren er eind 2020 417.215 mobiele sites in de VS. Hoewel dat aantal een bewegend doel is, aangezien er meer mobiele sites worden toegevoegd naarmate nieuwe gebieden en/of diensten worden geïmplementeerd, J. Gold Associates gebruikten dat getal voor de berekeningen van het rapport. (De CTIA is een handelsvereniging die de Amerikaanse draadloze communicatie-industrie vertegenwoordigt.)
Het radio-element van een cellulair telecommunicatienetwerk wordt een RAN genoemd (wat een afkorting is voor radiotoegangsnetwerk). Het typische RAN duurt ongeveer acht jaar voordat het upgrades of vervanging vereist, zei Gold.
(Omdat er wereldwijd een grote variatie in leeftijd van mobiele sites is, is het moeilijk in te schatten hoeveel er momenteel moeten worden vervangen, volgens een woordvoerder van het Zweedse netwerk- en telecommunicatiebedrijf Ericsson.)
In plaats van simpelweg oude hardware te vervangen, zal de overstap naar een meer gevirtualiseerde omgeving in plaats van speciale hardware de algehele behoefte aan stroom helpen verlagen, zei Gold.
AI biedt kansen
Bovendien kunnen serviceproviders, door gebruik te maken van kunstmatige intelligentie (AI) in software voor cellocatiebeheer, de infrastructuur proactiever bedienen met tools om passieve apparatuur te besturen en voorspellend onderhoud en probleemoplossing zonder aanraking mogelijk te maken om de kosten, het energieverbruik van de site en sitebezoeken te verminderen .
J. Gold Associates“AI-tools zijn handig bij het beheren van de hardware van de mobiele sites, door beter te begrijpen hoeveel stroom nodig is voor elke verbinding, in plaats van alleen radio’s op vol vermogen aan en uit te zetten, wat in feite gebeurt op de oudere apparatuur,” zei Gold. . “Als je dicht bij de toren bent, hoef je me geen signaal op vol vermogen te geven.”
AI kan ook eerdere patronen herkennen en apparatuur op die basis beheren (de software zou kunnen ‘leren’ dat een site zelden verkeer heeft van 2 uur ‘s ochtends tot 3 uur’ s nachts en deze op minimaal vermogen zet). Dat soort granulair beheer kan het vermogen aanzienlijk verminderen. En betere antennes, zoals efficiëntere 5G Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO)-apparaten, kunnen ook helpen bij het beperken van het benodigde uitzendvermogen.
EricssonEen 5G-antenne bovenop een dak.
Ericsson heeft onlangs een energiezuiniger RAN aangekondigd dat wordt aangedreven door de nieuwste generatie silicium van het bedrijf, waarvan het beweert dat het 25% minder stroom verbruikt. De portfolio-update omvat alles, van dual-band radio’s tot ultralichtgewicht Massive MIMO-radio’s, kleine antennes en energiebesparende softwarefuncties.
“Ook op nieuwere apparaten kan software worden geïnstalleerd die beter kan communiceren met het management om rekening te houden met een reeks energiebesparende functies, net zoals nieuwere pc’s dat ook beter doen dan oudere pc’s”, zei Gold.
Een ander cruciaal onderdeel voor energie-efficiëntie is de eindversterker (PA) in de radio die wordt gebruikt om de signalen te genereren die moeten worden verzonden, aldus Ericsson. Doorgaans verbruikt de PA meer dan 60% van het vermogen van de radio. Als gevolg hiervan kan de efficiëntie van de radiohardware worden geoptimaliseerd voor het specifieke uitgangsvermogen of de gebruikte configuratie door continu meer discrete stappen in een enkel pakket te integreren, waarbij nieuwe technologie wordt toegepast, zoals zeer efficiënt Galliumnitride (GaN) en breedband PA-technologie. -bandradio’s, zei de woordvoerder van Ericsson.
Ook de overstap naar 5G speelt een rol
Ongeveer een kwart van de wereldbevolking heeft momenteel toegang tot 5G-dekking. Volgens Ericsson zijn er alleen al in het eerste kwartaal van 2022 zo’n 70 miljoen 5G-abonnementen bijgekomen. Volgens het mobiliteitsrapport van juni 2020 van Ericsson zal tegen 2027 ongeveer driekwart van de wereldbevolking toegang hebben tot 5G.
Sinds het creëren van 5G RAN’s in 2015 zei Ericsson dat het 8 miljoen apparaten naar zijn klanten heeft verzonden – “de meest geïnstalleerde 5G-ready radio’s in de industrie”, zei een woordvoerder via e-mail.
Tegenwoordig zijn er ongeveer 210 5G-netwerken in commerciële dienst, en Ericsson beweert de markt te leiden met ongeveer 50% (120 netwerken) van ‘s werelds mobiele 5G-verkeer buiten China.
In een eerder rapport beweerde Ericsson dat er een perceptie is dat oudere apparatuur op mobiele sites de toegenomen vraag naar verkeer van meer mobiele apparaten en upgrades naar 5G aankan, wat het bedrijf betwist.
“De overgang van 4G naar 5G brengt een enorme toename van de computervereisten met zich mee – ze zijn met een factor van meer dan 150 toegenomen”, aldus de woordvoerder van Ericsson. “Hoewel algemene rekenoplossingen kunnen worden gebruikt voor 5G, om echt 5G-prestaties te leveren met de hoogste energie-efficiëntie, heb je speciaal gebouwd silicium nodig. Ericssons System on a Chip (SoC)-ontwerp is de optimale oplossing om dit te bereiken.”
Ericsson beweert dat zijn nieuwste 5G-radiosysteem het energieverbruik met ongeveer 30% kan verlagen wanneer het wordt gebruikt om de huidige infrastructuur te moderniseren. Het systeem ondersteunt standalone en niet-standalone 5G-, 4G-, 3G- en 2G-toegangstechnologieën. “Het levert een hoge mate van orkestratie en automatisering voor operationele efficiëntie en biedt tot 20% besparingen in infrastructuur met cloud-native operaties”, aldus het bedrijf.
“In sommige gevallen betaalt het zelfs de upgrade binnen drie jaar terug”, aldus het bedrijf in zijn rapport. “Uit klantcases blijkt dat serviceproviders het energieverbruik van de site met tot wel 15% hebben verminderd door middel van intelligente oplossingen voor sitebeheer.”
Sommige onderzoeken beweren echter dat 5G maar liefst twee keer zoveel stroom verbruikt als 4G-systemen. “Een typisch 5G-basisstation verbruikt tot twee keer of meer de stroom van een 4G-basisstation, schreef Matt Walker, hoofdanalist bij MTN Consulting in een rapport met de titel “Operators geconfronteerd met stroomkostencrisis.”
Copyright © 2022 IDG Communications, Inc.