The page you're viewing is for French (EMEA) region.

The page you're viewing is for French (EMEA) region.

Guide Vertiv sur la technologie 5G

La 5G est la cinquième génération de réseau de télécommunications cellulaires, offrant une bande passante accrue et un débit plus élevé qui permettent de réaliser tout ce que vous voulez, de la vidéo haute définition aux jeux à très faible latence, en passant par la télémédecine avancée, avec la promesse d’applications encore plus avancées à mesure que la technologie évolue et se développe dans le monde entier.

Présentation de la 5G

La 5G est la cinquième génération de réseau de télécommunications cellulaires, offrant une bande passante accrue et un débit plus élevé qui permettent de réaliser tout ce que vous voulez, de la vidéo haute définition aux jeux à très faible latence, en passant par la télémédecine avancée, avec la promesse d’applications encore plus avancées à mesure que la technologie évolue et se développe dans le monde entier.

Environ 40 % de la population mondiale devrait avoir accès à la 5G d’ici 2024, et la 5G devrait permettre de réaliser un chiffre d’affaires de 13,1 billions de dollars d’ici 2035. Les dépenses d’investissement (CapEx) et de recherche et développement (R&D) mondiales liées à la 5G sont en hausse de 10,8 % par rapport à l’année précédente et devraient atteindre 265 milliards de dollars au cours des 15 prochaines années.

La course à la 5G est une ruée vers l’or, et les opérateurs télécoms foncent, donnant la priorité à la disponibilité et à la sécurité dans la course pour la première place. Cela est compréhensible cependant, la gestion de l’augmentation inévitable de la consommation d’énergie est un défi imminent.

5G : Comment nous en sommes arrivés là

Le passage de la 2G à la 3G, puis à la 4G a été assez linéaire et s’est fait par le biais d’un changement plus que progressif, mais moins qu’une révolution technologique. La 3G a modernisé le smartphone et a permis d’accéder à des données de base et des fonctionnalités Internet. La 4G a affiné ces réseaux et augmenté leur débit, rendant la vidéo mobile viable. Pour en savoir plus sur les différences entre la 5G et les générations mobiles précédentes, consultez le rapport de 451 Research intitulé « 5G primer : Qu’est-ce qui le rend différent des réseaux «G» précédents ? »

La 5G est la dernière évolution, mais c'est peu dire que la mise en œuvre de la 5G représente un changement profond. La 5G augmente considérablement la bande passante du réseau et accroît de façon exponentielle le débit du réseau, permettant ainsi des applications qui n’étaient tout simplement pas possibles auparavant. À terme, les réseaux 5G permettront de fabriquer des véhicules autonomes, d’effectuer des analyses avancées en temps réel et l’intelligence artificielle qui transformeront toutes les industries et tous les domaines de la vie.

800x600-fpo.jpg

« La 5G est une modernisation du réseau sans précédent pour le secteur des télécommunications ».

Brian Partridge, Vice-président de la Recherche, 451 Research

L’architecture 5G s’appuie sur les réseaux existants. Néanmoins, elle introduit d’autres systèmes informatiques qui permettent d’offrir des solutions informatiques rapides et puissantes allant du cœur au Edge. La promesse de la 5G consiste à faciliter le traitement des données et la réalisation de calculs sur chaque site et microsite afin de permettre à l’utilisateur final de mener des opérations à très faible latence.

Cette dépendance accrue à l’égard de l’informatique pose de nouveaux défis et exige des changements fondamentaux du réseau. Les équipements informatiques ne s’intègrent pas de manière transparente dans les sites télécom classiques, comme le comprennent sans aucun doute les opérateurs après avoir passé la dernière décennie à transformer leurs sites centraux en ce qui constitue effectivement des datacenters au cœur de leurs réseaux. L’infrastructure 5G sera un hybride des modèles d’infrastructures traditionnels des télécommunications et de l’informatique et nécessitera des transitions transparentes entre tous les systèmes à tout moment.

Comprendre l’architecture 5G

Le réseau 5G sera beaucoup plus dense que les réseaux 3G et 4G existants afin de tenir la double promesse consistant à garantir une meilleure bande passante et réduire la latence. Ainsi, nous assisterons à une recrudescence des sites cellulaires sur le réseau et chaque site abritera davantage d’équipements informatiques. Ce sont des différences importantes. Les opérateurs ne se contentent pas de renforcer leurs réseaux existants, ils créent de nouveaux réseaux sur la base de ces architectures 3G et 4G.

Ces différences se manifestent de différentes manières. L’ajout d’équipements informatiques sur le réseau exige de veiller particulièrement à la protection de l’environnement de ces composants électroniques sensibles. Cela implique des armoires et enceintes plus résistants, ainsi qu’un contrôle précis du refroidissement et de l’humidité. En général, le refroidissement de précision n’était pas nécessaire dans tous les environnements (sauf les contextes les plus extrêmes) de réseaux de télécommunications classiques, étant donné que ces réseaux, notamment la 3G et la 4G nécessitaient un équipement informatique minimal dans l’espace d’accès. Ce n’est pas le cas de la 5G.

800x600-269010-vocabulary-of-5g-infographic_269014_0.jpg

800x600-fpo.jpg

L’intégration généralisée de systèmes informatiques au réseau entraîne une autre difficulté. Les équipements informatiques nécessitent beaucoup plus d’énergie pour fonctionner et sont donc généralement alimentés en courant alternatif, alors que les réseaux et équipements de télécommunications existants reposent sur une alimentation DC. De plus, des sources d’énergie alternatives sont utilisées pour renforcer l’alimentation des réseaux dans plusieurs régions du monde, et ces sources produisent également du courant continu. Ce fossé peut être comblé avec le bon partenaire. Vertiv possède une expertise approfondie et unique dans les domaines de l’informatique et des télécommunications qui peut aider les opérateurs à maîtriser des architectures d’alimentation électrique parfois peu familières.

Les solutions informatiques et l’alimentation AC sont intégrées depuis plusieurs années dans les sites centraux, et cette modernisation se poursuit. L’espace d’accès est la nouvelle frontière de la 5G, les sites de tours de téléphonie cellulaires subissent d’importantes modifications ou améliorations visant à prendre en charge la 5G et ces nouvelles ressources informatiques. Ces sites sont passés par de multiples architectures, de RAN à D-RAN, puis à C-RAN, pour aboutir à ce qui sera finalement le Cloud-RAN, c’est-à-dire un réseau cellulaire virtualisé qui transfère les charges de manière transparente entre les sites et les zones géographiques.

Ces architectures ont évolué afin de répondre aux exigences du réseau ; les équipements au sol ont été déplacés vers la tour et ceux à la base de la tour sont transférés vers des hubs centralisés en fonction des besoins en bande passante et en latence.

Les premières stations de base macro dotées d’une architecture de réseau d’accès radio (RAN) étaient constituées d’une tour cellulaire et d’une antenne, avec tous les équipements nécessaires à la base de la tour reliés à l’antenne par un câble coaxial. Ces types de sites nécessitaient plusieurs enceintes ou parfois des shelters plus grands hébergeant tous les équipements nécessaires.

Avec le réseau d’accès radio distribué (D-RAN), les têtes radio à distance (RRH) ont été déplacées de la base de la tour au sommet de la tour, à côté de l’antenne, et le câble coaxial a été remplacé par la fibre optique. Les autres équipements sont restés à la base. Le réseau D-RAN a permis de réduire la puissance nécessaire et d’améliorer la capacité du réseau en limitant la distance entre l’antenne et la radio, atténuant ainsi la perte de signal. L’utilisation de RRH sur la tour a également permis de réduire l’encombrement des équipements à la base de la tour.

800x600-fpo.jpg

800x600-fpo.jpg

L’évolution plus récente vers un réseau d’accès radio centralisé (C-RAN) a été plus bouleversante. Les architectures C-RAN ont pris en charge la 4G et ont permis de dégager les équipements de la base de la tour pour les centraliser ailleurs afin de desservir plusieurs sites. Cela a permis de réduire l’empreinte physique au niveau de la tour et d’offrir d’autres avantages liés à la surveillance et à l’entretien des équipements. De nombreux sites 4G actuels sont équipés des architectures C-RAN, mais le passage à la 5G nécessite une autre réévaluation de la conception des sites cellulaires.

Encore une fois, la promesse de la 5G repose sur la capacité des opérateurs à rapprocher l’informatique au plus près du consommateur, en commençant par là où ils ont déjà accès à un espace, au niveau des tours cellulaires. Le système C-RAN a permis d’éliminer les équipements informatiques de ces sites. Nous n’assisterons pas à un revirement immédiat, étant donné que ces sites C-RAN centralisés joueront un rôle dans la 5G, mais nous observerons le retour d’un grand nombre d’équipements informatiques au niveau de ces tours de téléphonie cellulaires, l’introduction du réseau d’accès radio ouvert (O-RAN), ainsi qu’une toute nouvelle vague de défis en matière de déploiement.

Déploiement de la 5G au cœur du réseau

On a tendance à penser que la 5G se limite aux sites de tours cellulaires existants; cela constitue certainement l’un des objectifs de la campagne de déploiement mondial en cours. En réalité, cependant, la 5G peut être déployée dans les sites centraux, sur les nouveaux sites cellulaires et dans les équipements informatiques au niveau du Edge du réseau. Le réseau 5G est beaucoup plus dense et plus complexe que les générations précédentes, et son déploiement est un véritable défi.

Sur le site central, le but est de moderniser les installations existantes afin qu’elles puissent prendre en charge les serveurs informatiques nécessaires au trafic 5G. Les sites centraux classiques étaient des centres de commutation alimentés exclusivement en courant continu et avec une charge thermique de 2 à 3 kW qui nécessitait peu de refroidissement. La 5G change tout. Les câbles en cuivre et les commutateurs de ligne ont été éliminés et remplacés par des racks de serveurs, des systèmes d’energie DC supplémentaires et/ou des onduleurs AC, ainsi que des unités de refroidissement de précision capables de gérer la charge thermique correspondante.

800x600-fpo.jpg

800x600-129028_129064_0.jpg

Ce sont là des différences fondamentales entre les architectures des télécommunications et de l’informatique depuis des décennies. Le secteur des télécommunications s’appuie sur l’alimentation DC pour faire fonctionner le réseau et nécessite un refroidissement minimal. Les datacenters et les installations informatiques alimentent leurs serveurs en courant alternatif. Par ailleurs, les composants électroniques de ces serveurs sont plus sensibles à la chaleur et nécessitent un refroidissement plus important pour un fonctionnement optimal.

Grâce à la 5G, il n’y a plus de limites. Davantage d’équipements informatiques sont introduits dans les milieux traditionnels des télécoms, ce qui modifie complètement les profils d’alimentation et de refroidissement de ces installations. Dans la plupart des cas, il ne s’agit pas d’une simple alimentation en courant alternatif ou continu. Ces installations évoluent et incluent désormais les deux types d’alimentation, ce qui nécessite une expertise particulière pour une installation sûre et une gestion efficace. Fort de plusieurs décennies de savoir-faire dans la prise en charge des infrastructures de télécoms et de datacenters, Vertiv propose des solutions destinées aux environnements à alimentation AC et DC et maîtrise les deux architectures.

Depuis au moins 20 ans, le secteur des datacenters pense recourir aux systèmes d’énergie DC haute tension comme architecture d’alimentation alternative dans ces installations. La raison est simple : ils permettent de réduire la conversion d’énergie, ce qui la rend plus efficace. L’expérience est restée essentiellement théorique, bien que des datacenters isolés aient été créés et que de nombreux projets pilotes reposaient sur des architectures DC haute tension. En fin de compte, l’absence de savoir-faire en matière de DC et le fait que la plupart des serveurs sont alimentés en courant alternatif ont empêché une adoption généralisée.

Cette approche est l’une de celles qui gagnent du terrain dans ces nouveaux centres de télécommunications 5G à forte intensité informatique. Il s’agit d’installations déjà équipées pour recevoir l’alimentation DC et gérées par des décideurs qui se sont familiarisés avec le système de courant continu. L’inertie du statu quo des datacenters est absente dans la sphère des télécommunications.

D’autres opérateurs effectuent une transition plus ou moins complète vers une architecture d’alimentation AC semblable à celle d’un datacenter, abandonnant presque totalement les racines des systèmes d’énergie DC de leurs centres. Dans ces cas, ces installations fonctionnent à température contrôlée, ce qui permet d’éliminer la plupart des équipements de l’ancien site central et de les remplacer par des solutions informatiques modulaires entièrement intégrées, souvent préfabriquées, telles que les systèmes SmartRow ou SmartAisle de Vertiv.

800x600_Telcos & Edge Computing_thumbnail-2

L’approche la plus courante est un mélange, qui consiste à utiliser des systèmes d’énergie DC pour certains éléments de l’installation en y associant des onduleurs AC comme alimentation de secours des serveurs. Une tendance émerge dans tous les cas : le recours au refroidissement de précision. Ce système est nécessaire pour refroidir les équipements informatiques, mais il ajoute des équipements supplémentaires à la charge énergétique. C’est l’une des raisons pour lesquelles, même si la 5G est plus efficace que la 4G en termes de gigaoctet, la consommation énergétique globale sera beaucoup plus élevée avec la 5G.

Bien qu’ils soient conçus à l’origine pour les environnements de datacenters, les systèmes SmartRow et SmartAisle peuvent être configurés de manière à prendre en charge ces environnements mixtes AC/DC, bien que ces modules AC et DC soient le plus souvent séparés pour des raisons de sécurité. Dans les sites centraux, SmartRow et SmartAisle sont généralement déployés avec 10 à 20 racks et intègrent le confinement des allées chaudes ou froides pour favoriser l’efficacité énergétique.

Déploiement de la 5G au niveau du Edge

En complément de ce modèle traditionnel cœur/accès, on assiste à l’émergence de la périphérie du réseau nécessaire pour prendre en charge la 5G. Ces ressources Edge renforcent les capacités informatiques qui deviennent davantage à la portée de l’utilisateur final, ce qui est nécessaire pour faciliter les applications à faible latence et à large bande passante rendues possibles grâce à la 5G. Ces ressources peuvent être déployées au niveau des antennes ou ailleurs dans l’espace d’accès.

On assiste à la croissance du Edge dans les datacenters depuis plusieurs années. De plus, les opérateurs télécoms déploient désormais leurs propres ressources d’Edge Computing et, dans certains cas, tirent parti des fournisseurs d’Edge Computing et de cloud existants pour satisfaire leurs besoins en matière de 5G.

800x600_gettyimages-1253805460_331229_0.jpg

800x600-fpo.jpg

Ces datacenters Edge sont perfectionnés et essentiels à la fourniture de fonctionnalités 5G complètes. Le système Vertiv™ SmartMod™ est une solution modulaire à ce besoin ; elle est généralement déployée comme datatcenter de 100 kW, avec jusqu’à 10 racks à 10 kW par rack. Le SmartMod comporte des salles distinctes pour les équipements informatiques, les systèmes d’alimentation et les batteries, et prévoit une gestion de refroidissement de tous les systèmes.

S’il semble que la 5G nécessite une expertise supérieure à celle exigée des opérateurs télécoms par le passé, c’est parce que c’est le cas. Ce réseau 5G est un hybride de ressources de télécommunications et de datacenters, combinant les équipements et les architectures AC et DC d’une manière peu familière à la plupart des opérateurs. Des compétences avérées dans les deux domaines sont essentielles pour optimiser le déploiement de la 5G.

Vertiv se distingue par sa connaissance et son expérience en matière d’équipements et d’architectures de datacenters et de télécommunications. Nous soutenons ces industries convergentes grâce à notre expertise inégalée et la fourniture de solutions intégrées en toute transparence, en supprimant ces obstacles inconnus des opérateurs qui n’ont pas le temps d’apprendre.

Déploiement de la 5G dans l’espace d’accès

La 5G impose au réseau d’accès des changements presque aussi drastiques que ceux observés au niveau du site central. Les stations de base sur les sites d’antennes relais supportent une charge d’environ 5 kW sur un site 3G ou 4G standard. Avec la 5G, la charge passe à 20 à 40 kW. Cette augmentation considérable de la puissance et de la performance informatique nécessite des améliorations importantes des sites existants.

La gestion de l’espace limité sur ces sites constitue la préoccupation majeure, et c’est l’une des raisons pour lesquelles les radios ont été déplacées au sommet des antennes relais. Ainsi, ces dernières peuvent désormais contenir des dizaines de radios. Dans certains cas, des redresseurs comme la série NetSure IPE sont également placés sur les antennes, ce qui permet à l’opérateur d’alimenter l’antenne en courant alternatif, se traduisant ainsi par des économies puisque le câble à courant alternatif est moins onéreux que le câble à courant continu.

800x600-fpo.jpg

Tout cela entraîne d’autres difficultés, notamment des pertes de puissance entre les systèmes d’alimentation à la base de la tour et les radios au sommet. Les amplificateurs de tension peuvent remédier à ces pertes, en augmentant la tension de 48 à 57 V afin de garantir une alimentation adéquate des équipements de la tour. En Amérique du Nord, Vertiv y parvient grâce à une solution créative, à savoir le convertisseur eSure Power Extend, qui se branche sur un panneau de distribution DC existant pour économiser de l’espace à la base de la tour.

Il est nécessaire de repenser le stockage, la sécurité et le contrôle de l’environnement des équipements supplémentaires de ces sites, en particulier les équipements informatiques permettant les applications 5G. Encore une fois, les équipements informatiques sont plus sensibles que les équipements de télécommunications conventionnels et doivent être stockés de manière appropriée sur les sites des tours.

Il existe plusieurs façons d’y parvenir : l’utilisation d’armoires séparées, plus petites, ou d’enceintes plus grandes pouvant abriter des racks serveurs et des systèmes de refroidissement.. Le choix est déterminé par divers facteurs, notamment la taille du site, la quantité d’équipements nécessaires à la base et les conditions environnementales habituelles.

Comme ce fut le cas pour les sites centraux, l’intégration de l’alimentation AC dans ces sites peut poser des difficultés. Il s’avère quelquefois nécessaire de mettre à niveau le secteur AC ou de le gérer via un logiciel afin de prendre en charge l’augmentation de la charge AC de l’équipement informatique. Ce logiciel empêche le disjoncteur du site AC de se déclencher pendant les heures de pointe, en passant des redresseurs aux batteries.

Vertiv adopte une approche innovante pour relever ce défi, en recourant à l’équilibrage des phases en triphasé pour éviter le déclenchement du disjoncteur. Ce système de gestion intelligente de l’énergie est essentiel, car l’installation d’un nouveau secteur AC par la compagnie d’électricité peut être à la fois longue et coûteuse.

Progrès de la 5G dans le monde

Même si la 5G est une technologie mondiale, elle n’est pas déployée au même rythme ni de la même manière dans le monde entier. La Chine et la Corée du Sud ont pris une longueur d’avance dans la course à la 5G, entraînant avec elles le reste de la région Asie-Pacifique.

Les opérateurs de cette partie du monde ont déployé très rapidement de nouveaux réseaux et équipements de réseau, effectuant des mises à niveau de sites selon les besoins et en complément d’un déploiement agressif de nouveaux sites. Ils ont également été plus ouverts aux architectures DC à haute tension, ce qui n’est pas surprenant étant donné qu’un grand nombre d’utilisateurs de cette technologie dans les datacenters se trouvaient dans cette région.

800x600-fpo.jpg

800x600-fpo.jpg

La stratégie utilisée aux États-Unis a été légèrement plus conservatrice que celle adoptée en Asie, étant donné que les améliorations du site pour passer de la 4G à la 5G ont joué un rôle important. Des différences ont été observées entre les fournisseurs, les plus grands opérateurs ont choisi un déploiement qui satisfait les besoins actuels et futurs, et les petits opérateurs ont opté pour des déploiements plus modestes afin de minimiser les investissements en capital.

L’exception surprenante reste l’Europe, où le déploiement de la 5G est en retard d’environ un an par rapport à l’Asie et aux États-Unis. Plusieurs difficultés sont rencontrées, notamment les retards persistants dans l’attribution des fréquences du spectre.

Il existe quelques exceptions notables : la France et la Finlande ont agi tôt et des fréquences leur ont été rapidement attribuées, mais dans la plupart des cas, les enchères pour obtenir de l’espace sur le spectre n’ont pas encore été effectuées. Environ 70 à 80 % de ces fréquences devraient être attribuées d’ici fin 2021.

Le démarrage lent ne doit pas être confondu avec une absence d’activité en Europe. Les pionniers progressent à un rythme soutenu, et même les opérateurs qui attendent encore la mise aux enchères des fréquences sont fortement engagés dans la préparation du site afin de pouvoir agir rapidement au moment opportun.

De nombreux opérateurs européens vendent leurs tours cellulaires à des sociétés présentes sur ce marché afin de réunir les capitaux nécessaires à l’investissement dans la 5G. Ils font ensuite volte-face et louent ces tours à ces sociétés.

Cette situation nécessite une gestion intelligente de l’alimentation électrique sur ces sites, de sorte que les opérateurs ne sont facturés que pour le temps d’utilisation d’une tour donnée. Vertiv propose des solutions de mesure et de gestion de l’énergie pour ces accords multi-locataires.

800x600-fpo.jpg

800x600-fpo.jpg

En outre, L’Europe a prévu des réglementations concernant le nombre de tours cellulaires pouvant être déployées, de sorte que la densification du réseau 5G s’y produit de différentes manières. Pour pallier l’absence de tours, les opérateurs déploient plusieurs petites cellules qui se chevauchent. Ces conceptions qui se chevauchent permettent aux opérateurs de déployer certains sites sans alimentation de secours, optant plutôt pour le transfert des charges vers un site qui se chevauche.

Garantir la prise en charge des communications vocales par le réseau 5G est une préoccupation surprenante en Europe. Certains réseaux 4G de la région qui ne sont pas aptes à prendre en charge les appels vocaux s’appuient plutôt sur les réseaux 2G et 3G existants. Toutefois, selon les premières observations, de nombreux opérateurs prévoient de mettre hors service ces sites 3G et de conserver l’ancien réseau 2G pour les transmissions vocales.

Le déploiement plus lent en Europe a permis aux opérateurs de se concentrer davantage sur la consommation d’énergie, les émissions et l’impact global de leurs réseaux sur l’environnement. Ces problèmes sont prioritaires sur l’ensemble du continent, quel que soit le type d’énergie utilisé, et les opérateurs télécoms sont conscients des problèmes inhérents à la 5G.

Les opérateurs télécoms européens ont longtemps adopté des systèmes d’énergie hybrides et devraient continuer sur la même lancée afin de prendre en charge la 5G et de réduire l’empreinte carbone de ces réseaux.

Comme on pouvait s’y attendre, les investissements et les progrès au Moyen-Orient et en Afrique étaient limités aux pays les plus riches et aux centres urbains.

800x600-fpo.jpg

Efficacité et durabilité de la 5G

La 5G deviendra la technologie de communication la plus transformatrice de sa génération et permettra de créer un grand nombre de nouveaux services, ceci incluant des capacités avancées de gestion de l’énergie qui s’avéreront essentielles pour la résolution des défis croissants en matière d’énergie et de durabilité. Cependant, des défis pratiques doivent être relevés par les opérateurs télécoms confrontés à une hausse considérable de la consommation d’énergie et des émissions due à la 5G.

Même si les réseaux 5G sont jusqu’à 90 % plus efficaces que leurs prédécesseurs 4G, ils nécessitent encore beaucoup plus d’énergie en raison de la densité accrue du réseau, de la forte dépendance aux systèmes informatiques, de l’utilisation accrue du réseau et de la croissance accélérée du trafic. Les opérateurs doivent surmonter ces défis en adoptant les meilleures pratiques écoénergétiques sur l’ensemble de leurs réseaux, qui peuvent contribuer à atténuer l’augmentation de la consommation d’énergie et des émissions, ainsi que les coûts associés.

Comme c’est le cas pour tout ce qui concerne la 5G, ces pratiques sont nouvelles, peu familières et fondamentalement différentes de tout ce qui a été fait auparavant. Un réseau 5G entièrement opérationnel nécessite davantage de sites au niveau du Edge et est beaucoup plus dense que ses prédécesseurs 3G et 4G ; il s’agit là de changements importants nécessaires pour prendre en charge les fréquences 5G et satisfaire les besoins en matière de bande passante et de latence des applications compatibles avec la 5G et de leurs utilisateurs. Les sites cellulaires eux-mêmes sont différents et disposent de davantage d’équipements informatiques qui consomment beaucoup plus d’énergie.

Dans l’industrie, et certainement lors du premier stade de couverture de la 5G, on a eu tendance à se focaliser sur le fait que le réseau 5G sera plus efficace que les réseaux 3G ou 4G en termes de gigaoctets. Cela est certainement vrai toutefois, l’augmentation considérable du nombre de sites et des besoins en énergie de ces sites dépendants des systèmes informatiques entraînera une hausse équivalente à la consommation d’énergie. Cette hausse sera importante.

Le trafic mondial de données mobiles sera presque multiplié par quatre d’ici 2025, entraînant ainsi une augmentation globale de la consommation d’énergie du réseau de 150 à 170 % d’ici 2026. Les opérateurs télécoms le savent, puisque 94% d’entre eux prévoient une augmentation de la consommation d’énergie avec le déploiement du réseau 5G. Cependant, un déploiement rapide a été la priorité lors des prémices de la 5G. De nos jours, à mesure que ces réseaux se développent et que leur adoption se généralise, les opérateurs portent leur attention sur la consommation d’énergie et les coûts d’exploitation de ces réseaux.

Cette préoccupation n’est pas nouvelle. Après tout, 92 % des coûts d’exploitation des réseaux sont consacrés à la consommation d’énergie. La 5G ne fait qu’amplifier le problème.

De nombreuses stratégies et tactiques peuvent être adoptées, aussi bien des mesures modestes que les opérateurs devraient déjà mettre en œuvre, que les approches plus ambitieuses nécessitant de repenser profondément l’architecture des sites.

Le réseau 5G nécessite l’utilisation de nombreux nouveaux sites cellulaires pour augmenter de manière adéquate la densité du réseau, mais des centaines de milliers de sites existants dans le monde font l’objet d’une modernisation 5G. Une grande partie de ces sites, si ce n’est la plupart, sont dotés d’équipements anciens et inefficaces, et le remplacement des anciens systèmes d’énergie DC existants par des systèmes plus récents équipés de redresseurs à haut rendement peut améliorer l’efficacité de 5 à 6 %. Bien entendu, tout nouveau site doit privilégier l’efficacité et être doté d’équipements à haut rendement, dans la mesure du possible.

Les systèmes d’énergie DC d’aujourd’hui sont plus intelligents et capables de gérer l’énergie de manière plus avancée, des fonctionnalités qui ont été généralement ignorées au profit d’un fonctionnement statique sur les sites cellulaires classiques. Les opérateurs peuvent réduire les coûts en tirant parti de ces fonctionnalités. Par exemple, les opérateurs télécoms peuvent choisir des modes de fonctionnement qui leur permettent de stocker une énergie moins chère, en dehors des heures de pointe, pour l’utiliser pendant les heures de pointe afin de réduire la consommation et les coûts en période de pointe.

Les progrès technologiques dans le domaine des batteries offrent d’autres possibilités d’amélioration de l’efficacité. Les batteries lithium-ion (Li-ion) offrent de nombreux avantages par rapport aux batteries plomb-étanche (VRLA) classiques, avec un prix en baisse qui rend le retour sur investissement plus que satisfaisant.

Puisque les batteries Li-ion sont plus petites et peuvent fonctionner à des températures plus élevées, elles ne nécessitent pas le même niveau de refroidissement que les VRLA, ce qui se traduit par la réduction de la consommation d’énergie et des coûts.

Les batteries Li-ion durent plus longtemps que les batteries VRLA et, en prolongeant la durée de vie des batteries, les opérateurs réduisent les besoins de surveillance et de remplacement, les déplacements en camion et les coûts, ainsi que les émissions de dioxyde de carbone (CO2) liées à ces activités.

Les systèmes d’énergie DC d’aujourd’hui sont plus intelligents et capables de gérer l’énergie de manière plus avancée, des fonctionnalités qui ont été généralement ignorées au profit d’un fonctionnement statique sur les sites cellulaires classiques. Les opérateurs peuvent réduire les coûts en tirant parti de ces fonctionnalités. Par exemple, les opérateurs télécoms peuvent choisir des modes de fonctionnement qui leur permettent de stocker une énergie moins chère, en dehors des heures de pointe, pour l’utiliser pendant les heures de pointe afin de réduire la consommation et les coûts en période de pointe.

En outre, les batteries Li-ion dotées de systèmes intelligents de gestion de la batteriecontribuent à adopter une stratégie énergétique globale du réseau en permettant l’écrêtement des pics, en stimulant la conversion et en favorisant un fonctionnement optimal du système d’alimentation.

Il s’agit d’opportunités importantes et immédiates d’amélioration de l’efficacité. Prenons l’exemple de l’année 2019 : 66 % des opérateurs télécoms ont modernisé leurs batteries et 81 % ont déclaré qu’ils le feraient dans les cinq ans.

Des améliorations progressives, bien qu’importantes, ne seront pas suffisantes pour faire face au défi énergétique que pose la 5G. Au cœur de la promesse de la 5G repose la capacité de traiter des données et d’effectuer des calculs sur chaque site et microsite afin de permettre à l’utilisateur final de réaliser des opérations à très faible latence. Pour y parvenir, les opérateurs doivent intégrer des équipements informatiques sur leurs vastes réseaux en pleine croissance. Il s’agit de la différence la plus importante entre la 4G et la 5G.

Malheureusement, ces équipements informatiques sont conçus pour des datacenters sécurisés et à température contrôlée et non pour le milieu difficile du réseau d’accès des télécommunications. Comme indiqué précédemment, ils peuvent également être associés à l’alimentation AC.

L’intégration d’équipements alimentés en courant alternatif dans ces environnements de télécommunications renforce la conversion de l’énergie, et chaque étape de conversion supplémentaire entraîne une baisse d’énergie. Cela signifie que vous devez commencer avec plus de puissance pour obtenir le même résultat. Plus de puissance implique plus de chaleur, et les équipements informatiques sont plus sensibles à la chaleur que les équipements télécoms traditionnels, faisant ainsi du refroidissement une priorité. Le refroidissement consomme de l’énergie.

Il est essentiel de refroidir les shelters en béton de 12 m, communs à de nombreux sites cellulaires, dans lesquels sont positionnés ces équipements. Le refroidissement de ces grandes structures en béton, même lorsque les systèmes informatiques fonctionnent aux limites supérieures de leur plage thermique, nécessite beaucoup d’air froid et beaucoup d’énergie.

Les enceintes modernes plus petites permettent de protéger les équipements sensibles contre les intempéries et peuvent être équipés de différents types de systèmes de refroidissement, de l’air extérieur libre aux technologies de refroidissement liquide et tout autre système, en vue de répondre aux besoins uniques de tout site et en tout lieu.

Les systèmes de gestion intelligents s’appuient sur l’intelligence artificielle (IA) et l’analyse des données pour calibrer en continu les paramètres thermiques optimaux, contrôler les pompes et les ventilateurs afin d’obtenir le meilleur résultat possible.

Ce sont de petits problèmes pour un seul site, mais ces sites de réseau peuvent se compter par centaines de milliers. Même de petites augmentations de la consommation d’énergie font rapidement grimper la facture. Heureusement, il en va de même pour les petites améliorations.

La consommation d’énergie n’est qu’un élément du défi plus important en matière de durabilité auquel sont confrontés les opérateurs télécoms d’aujourd’hui. L’accent mis au niveau mondial sur le changement climatique et la réduction des émissions influence les décideurs du secteur.

Verizon et Vodafone visent à atteindre des émissions nettes nulles d’ici 2040, etTelefónica s’est engagée à atteindre un niveau net zéro sur ses quatre principaux marchés d’ici 2030. Pour ce faire, Verizon et Vodafone ciblent une réduction de 50 % de la consommation électrique d’ici 2025 et Telefónica une réduction de 70 % d’ici 2030.

Il s’agit là de promesses audacieuses, et les stratégies à mettre en œuvre intégreront très certainement les meilleures pratiques susmentionnées. Toutefois, ces stratégies sont insuffisantes.

Les sources d’énergie renouvelables et les systèmes électriques hybrides doivent faire partie de la solution. L’Afrique et l’Europe déploient des systèmes hybrides depuis deux décennies, et d’autres régions du monde suivent le mouvement. Les États-Unis ont largement ignoré les technologies hybrides dans le domaine des télécommunications, car le coût et la disponibilité de l’énergie sont restés faibles, et le coût des panneaux solaires et de l’énergie était exorbitant.

Cette situation change dans certaines zones des États-Unis avec l’augmentation des coûts énergétiques, la disponibilité de plus en plus précaire de l’énergie et l’évolution des technologies solaires qui rapproche le prix du kilowattheure de la parité réseau.

En ce qui concerne les déploiements sur le réseau, une extension solaire constitue un moyen de réduire la dépendance au réseau sans avoir à augmenter les coûts d’infrastructure pour obtenir de meilleures batteries. Lorsque les mesures incitatives à disposition sont prises en compte, elles constituent une recommandation fiable. À mesure que le marché américain des systèmes hybrides se développe, les investissements suivront, ce qui stimulera l’innovation et réduira les coûts.

Vertiv 5G Infographic_US-IN-NA

Passer à la 5G avec Vertiv

Grâce à l’augmentation exponentielle de la vitesse et du volume de transmission de données, les réseaux 5G ouvriront la voie à d’innombrables applications nouvelles, avancées et de plus en plus importantes dans tous les domaines de la vie. À mesure que nous nous appuyons sur ces applications, la fiabilité et la sécurité du réseau deviennent encore plus essentielles.

Cela représente un défi sans précédent pour les opérateurs télécoms d’aujourd’hui qui doivent moderniser des centaines de milliers de sites existants, créer autant de nouveaux sites et gérer la hausse vertigineuse de la consommation d’énergie qui accompagnera la prolifération des systèmes informatiques sur le réseau.

800x600-fpo.jpg

800x600-fpo.jpg

L’intégration généralisée de l’informatique dans le secteur des télécommunications reste la préoccupation majeure en termes d’alimentation et de protection du réseau 5G. L’ajout de l’informatique au cœur, à l’accès et au niveau du Edge implique l’ajout d’une alimentation AC dans des environnements généralement alimentés en courant continu, ce qui est un concept étranger pour la plupart des opérateurs télécoms. Leur expertise en matière d’alimentation DC remonte à plus d’un siècle. Tourefois, le courant alternatif est nouveau, différent et ajoute une complexité qu’ils ne peuvent ignorer.

Le modèle qui émerge est une sorte d’hybride des architectures traditionnelles des télécoms et des datacenters. Fort de son savoir-faire unique dans ces deux secteurs, Vertiv collabore avec des opérateurs du monde entier pour déployer des solutions d’infrastructure qui soutiennent ces intérêts parfois opposés et garantissent le fonctionnement fiable et efficace de leur réseau 5G.

Connexion partenaire

Langue & Localisation