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

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

Przewodnik Vertiv po technologii 5G

5G to komórkowa sieć telekomunikacyjna piątej generacji, która zapewnia większą przepustowość i większą prędkość i umożliwia korzystanie z wideo o wysokiej rozdzielczości, gier o bardzo niskiej latencji i zaawansowanej telemedycyny oraz obiecuje jeszcze bardziej zaawansowane aplikacje w miarę dojrzewania i rozwoju technologii na całym świecie.

Wprowadzenie do 5G

5G to komórkowa sieć telekomunikacyjna piątej generacji, która zapewnia większą przepustowość i większą prędkość i umożliwia korzystanie z wideo o wysokiej rozdzielczości, gier o bardzo niskiej latencji i zaawansowanej telemedycyny oraz obiecuje jeszcze bardziej zaawansowane aplikacje w miarę dojrzewania i rozwoju technologii na całym świecie.

Prognozuje się, że do 2024 roku około 40% ludności świata będzie miało dostęp do sieci 5G, a 5G pozwoli na osiągnięcie 13,1 biliona dolarów przychodów do 2035 roku. Globalne wydatki inwestycyjne na 5G oraz badania i rozwój (R&D) rosną w tempie 10,8% rok do roku i przewiduje się, że w ciągu najbliższych 15 lat ich wartość osiągnie osiągnie poziom 265 mld USD rocznie.

Wyścig 5G to gorączka złota, a operatorzy telekomunikacyjni zwiększają tempo, stawiając na pierwszym miejscu dostępność i bezpieczeństwo. To zrozumiałe. Jednak należy pamiętać o nieuniknionym wzroście zużycia energii. To właśnie kwestia zarządzania poborem mocy staje coraz większym wyzwaniem.

5G: jak tu dotarliśmy?

Przejście z 2G na 3G, a następnie 4G odbywało się w postępie liniowym. Była to dynamika więcej niż stopniowa, ale trudno ją określić mianem rewolucji technologicznej. Technologia 3G umożliwiła korzystanie z nowoczesnego smartfona i oferowała podstawowe możliwości transmisji danych i korzystania z internetu. Technologia 4G przeniosła sieci na wyższy poziom i zwiększyła ich prędkość, umożliwiając korzystanie z mobilnego wideo. Więcej na temat różnić między technologią 5G i poprzednimi generacjami przeczytasz w raporcie 451 Research, „Elementarz 5G: Czym 5G różni się od wcześniejszych generacji?

5G to kolejny krok w ewolucji telekomunikacji, a jej wdrożenie przynosi głębokie zmiany. Nowa technologia 5G radykalnie poprawia przepustowość sieci i wykładniczo zwiększa jej prędkość, umożliwiając korzystanie z aplikacji, które wcześniej po prostu nie były możliwe. Sieci 5G docelowo pozwolą na korzystanie z autonomicznych pojazdów, zaawansowanej analityki w czasie rzeczywistym oraz sztucznej inteligencji, a technologie te będą miały przełomowe znaczenie dla wszystkich branż i dziedzin życia.

800x600-fpo.jpg

„5G to przełomowa technologia, która zakłada najdalej idącą i najtrudniejszą modernizację sieci, z jaką kiedykolwiek miała do czynienia branża telekomunikacyjna".

Brian Partridge, Wiceprezes ds. Badań, 451 Research

Architektura 5G opiera się na istniejących sieciach, ale wprowadza dodatkowe systemy IT, które umożliwiają szybkie i wydajne przetwarzanie od rdzenia do brzegu. U podstaw obietnicy 5G leży możliwość przetwarzania danych i wykonywania obliczeń w każdym obiekcie i mikro obiekcie, co umożliwi użytkownikom końcowym korzystanie z aplikacji o bardzo niskiej latencji.

Wyższa zależność od IT stwarza nowe wyzwania i wymaga fundamentalnych zmian w całej sieci. Sprzętu IT nie można wdrożyć bezproblemowo w tradycyjnych centralach telefonicznych. Rozumieją to operatorzy, którzy w ostatniej dekadzie przekształcili centrale telefoniczne w obiekty, które stały się w rzeczywistości centrami danych. Infrastruktura 5G będzie połączeniem tradycyjnych modeli infrastruktury telekomunikacyjnej oraz IT i będzie wymagać płynnej współpracy pomiędzy wszystkimi systemami.

Zrozumieć architekturę 5G

Sieci 5G, których zaletą będzie zwiększenie przepustowości i obniżenie latencji, będą o wiele gęstsze niż obecne architektury 3G i 4G. To oznacza, że w sieci będzie działać więcej stacji bazowych, a każda z nich będzie wyposażona w większą niż obecnie ilość sprzętu. Są to znaczące różnice. Operatorzy nie tylko rozbudowują istniejące sieci, ale również tworzą nowe oparte na architekturach 3G i 4G.

Różnice te manifestują się na różne sposoby. Zwiększenie ilości sprzętu IT w całej sieci wymaga zapewnienia wyższej poziomu ochrony środowiska pracy takich wrażliwych urządzeń elektronicznych. Wiąże się to ze stosowaniem wzmocnionych szaf i obudów oraz dedykowanego zarządzania temperaturą i wilgotnością. W tradycyjnych sieciach telekomunikacyjnych, takich jak 3G i 4G, stosowanie klimatyzacji precyzyjnej nie było konieczne, poza lokalizacjami w ekstremalnych strefach klimatycznych, ponieważ wymagały one minimalnego sprzętu IT w przestrzeni dostępowej. W przypadku sieci 5G sytuacja jest inna.

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

800x600-fpo.jpg

Powszechne wdrażanie systemów IT w całej sieci stanowi kolejne utrudnienie. Sprzęt teleinformatyczny wymaga znacznie więcej energii i dlatego zazwyczaj jest zasilany prądem przemiennym, natomiast funkcjonujące sieci i urządzenia telekomunikacyjne polegają na zasilaniu prądem stałym. Dodatkowo w wielu częściach świata wykorzystywane są alternatywne źródła energii, które również wytwarzają prąd stały. Rozwiązanie tych kwestii jest możliwe z odpowiednim partnerem. Vertiv posiada bogatą, unikalną wiedzę specjalistyczną zarówno w dziedzinie IT, jak i telekomunikacji, i pomaga operatorom poruszać się po nieznanych architekturach zasilania.

Proces wdrażania IT i zasilania prądem przemiennym w centralach telekomunikacyjnych trwa od kilku lat. Przestrzeń dostępowa to kolejny obszar wymagający zmian pod kątem 5G. Stacje bazowe przechodzą znaczne zmiany i są modernizowane w celu obsługi 5G i nowych zasobów IT. Obiekty te przeszły wiele zmian od architektury RAN, przez D-RAN, C-RAN, aż po architekturę Cloud-RAN, czyli zwirtualizowaną siecią komórkową, która płynnie przenosi obciążenia pomiędzy obiektami i obszarami geograficznymi.

Architektury te ewoluowały, aby sprostać wymaganiom sieci. Przeniesiono sprzęt z podstawy stacji na maszt i do scentralizowanych węzłów, by obsługiwać zapotrzebowanie na wyższa przepustowość i niższą latencję.

Pierwsze makrostacje bazowe z architekturą radiowej sieci dostępowej (RAN) składały się z masztu komórkowego i anteny wraz ze wszystkimi powiązanymi urządzeniami, które instalowano u podstawy masztu i łączono z anteną kablem koncentrycznym. Tego rodzaju obiekty wymagały stosowania wielu obudów lub większych osłon chroniących potrzebny sprzęt.

Rozproszona sieć dostępu radiowego (D-RAN) spowodowała przeniesienie transceiverów (RRH) z podstawy do górnej części masztu obok anteny i zastąpienie kabla koncentrycznego światłowodem. Pozostała część sprzętu pozostała u podstawy. Architektura D-RAN zmniejszyła wymagania co do zasilania i zwiększyła przepustowość sieci poprzez zmniejszenie odległości między anteną a radiem (zmniejszając straty sygnału). Umieszczenie transceiverów RRH na maszcie przełożyło się również na mniejszą powierzchnię zajmowaną przez sprzęt u podstawy masztu.

800x600-fpo.jpg

800x600-fpo.jpg

W ostatnich latach najbardziej przełomową zmianą było wdrożenie scentralizowanej sieci dostępu radiowego (C-RAN). Pojawiły się architektury C-RAN obsługujące 4G. Spowodowały one przeniesienie sprzętu z masztów komórkowych do scentralizowanych obiektów obsługujących wiele lokalizacji. Pozwoliły na zmniejszenie fizycznych rozmiarów masztów i przyniosły inne korzyści związane z monitorowaniem i serwisowaniem sprzętu. Obecnie wiele obiektów 4G wykorzystuje architektury C-RAN, ale migracja do 5G wymaga ponownej oceny projektu stacji bazowej telefonii komórkowej.

U podstaw korzyści płynących z 5G leży możliwość przetwarzania danych jak najbliżej użytkownika, a pierwszym takim miejscem, do którego mają dostęp operatorzy, są stacje bazowe w masztach telefonii komórkowej. Architektura C-RAN spowodowała usunięcie sprzętu obliczeniowego z tych obiektów. Sytuacja nie odwróci się natychmiast — scentralizowane obiekty C-RAN nadal będą odgrywać swoją rolę w 5G — ale zauważymy, że do masztów komórkowych zacznie powracać coraz więcej sprzętu IT i powstanie otwarta sieć dostępu radiowego (O-RAN), a także pojawią się nowe wyzwania związane z jej wdrażaniem.

Wdrażanie 5G w podstawowych obiektach

Panuje przekonanie, że globalna kampania wdrożeniowa 5G jest związana z istniejącymi stacjami bazowymi. Jednak w rzeczywistości wdrażanie technologii 5G odbywa się w centralach, w lokalizacjach naziemnych oraz w środowiskach IT na obrzeżach sieci. Sieci 5G są znacznie gęstsze i bardziej złożone niż poprzednie generacje, a ich wdrożenie jest pod każdym względem wyzwaniem.

Ich wdrażanie zakłada modernizację istniejących instalacji w centralach w celu obsługi serwerów IT wymaganych do obsługi ruchu 5G. Tradycyjne centrale to obiekty zasilane wyłącznie prądem stałym, charakteryzujące się obciążeniem cieplnym rzędu 2–3 kW i nie wymagające specjalistycznego chłodzenia. 5G zmienia wszystko. Usunięto miedziane kable oraz przełączniki sieciowe i zastąpiono je szafami serwerowymi, dodatkowymi systemami zasilania prądem stałym i/lub systemami zmiennoprądowych zasilaczy UPS oraz jednostkami chłodzenia precyzyjnego do zarządzania obciążeniem cieplnym.

800x600-fpo.jpg

800x600-129028_129064_0.jpg

Od dziesięcioleci są to fundamentalne różnice między architekturami telekomunikacyjnymi i IT. Telekomunikacja wykorzystuje do obsługi sieci zasilanie prądem stałym i nie wymaga specjalnego chłodzenia. Centra przetwarzania danych i obiekty IT wykorzystują zasilanie prądem przemiennym do obsługi serwerów, których elektronika jest bardziej wrażliwa na ciepło i do prawidłowej pracy wymaga bardziej zaawansowanego chłodzenia.

W przypadku 5G podział ten zaciera się. W tradycyjnych środowiskach telekomunikacyjnych instaluje się coraz więcej sprzętu IT, co powoduje całkowitą zmianę profilu zasilania i chłodzenia tych obiektów. W większości przypadków problem nie sprowadza się wyłącznie do wyboru zasilania prądem przemiennym albo stałym. Obiekty te ewoluują a bezpieczna instalacja i efektywne zarządzanie hybrydowymi instalacjami zasilania wymaga specjalistycznej wiedzy. Firma Vertiv, posiadająca kilkudziesięcioletnie doświadczenie zarówno w obsłudze infrastruktury telekomunikacyjnej i centrów danych, oferuje rozwiązania dla obu środowisk: AC i DC.

Od co najmniej 20 lat branża centrów danych bada możliwość wykorzystania wysokonapięciowego zasilania DC jako rozwiązania alternatywnego. Powód jest prosty: ten typ zasilania ogranicza liczbę konwersji i sprawia, że zasilanie jest bardziej efektywne. Eksperymenty te nie znalazły jednak szerszego zastosowania w praktyce, chociaż powstały centra danych i liczne projekty pilotażowe wykorzystujące architekturę wysokonapięciową DC. Brak powszechnego stosowania tego rozwiązania był związany z niewystarczającą wiedzą na temat zasilania stałoprądowego i faktem, że większość serwerów była zasilana prądem przemiennym.

Obecnie taka koncepcja zasilania zyskuje na popularności w nowych centralach telekomunikacyjnych 5G wyposażonych w dużą ilość sprzętu IT. Obiekty te są budowane z myślą o zasilaniu prądem stałym i kierują nimi menedżerowie doceniający zalety takiego rozwiązania. Branża telekomunikacyjna pokonała inercję, która panuje w tej kwestii w środowisku centrum danych.

Inni operatorzy w większym lub mniejszym stopniu wdrażają architekturę zasilania prądem przemiennym stosowaną w centrach danych. Nie dotyczy to jednak central zasilanych prądem stałem. W obiektach tych stosuje się pełne kondycjonowanie. Rezygnuje się ze starych rozwiązań i zastępuje się je w pełni zintegrowanymi, prefabrykowanymi i modułowymi rozwiązaniami IT , takimi jak Vertiv SmartRow lub SmartAisle.

800x600_Telcos & Edge Computing_thumbnail-2

Najpowszechniejszym podejściem jest łączenie różnych systemów zasilania: prądem stałym dla niektórych elementów obiektu i systemów zasilania awaryjnego UPS dla serwerów. Konfiguracje te zawsze wymagają precyzyjnego chłodzenia. Sprzęt IT wymaga chłodzenia, a to skutkuje zwiększeniem zapotrzebowania na zasilanie. To jeden z powodów, dla którego całkowite zużycie energii przez 5G jest wyższe niż 4G, mimo że jest ona bardziej wydajna w przeliczeniu na gigabajt.

SmartRow i SmartAisle, zaprojektowane dla środowisk centrów danych, można skonfigurować do obsługi mieszanych środowisk AC/DC, chociaż obie te strefy są zazwyczaj odseparowane ze względów bezpieczeństwa. W centralach telefonicznych najczęściej stosuje się rozwiązania SmartRow i SmartAisle składające się z 10–20 szaf rack oraz obejmujące system separacji strefy gorącej i zimnej w celu zapewnienia efektywności energetycznej.

Wdrażanie 5G na brzegu sieci

Uzupełnieniem tego tradycyjnego modelu podstawowego/dostępowego jest rozwijający się brzeg sieci, niezbędny do obsługi sieci 5G. Zasoby brzegowe zapewniają dodatkową moc obliczeniową bliżej użytkownika końcowego — warunek niezbędny dla korzystania z aplikacji wymagających niskich opóźnień i dużej przepustowości, zapewnianych przez 5G. Mogą być one stosowane w masztach nadawczych lub w innych obiektach dostępowych.

Rozwiązania brzegowe są wdrażane w centrach danych od kilku lat. Obecnie obecnie operatorzy telekomunikacyjni implementują własne zasoby przetwarzania brzegowego, a czasami wykorzystują istniejące systemy przetwarzania na krawędzi sieci lub usługi chmurowe, aby zaspokoić potrzeby związane z technologią 5G.

800x600_gettyimages-1253805460_331229_0.jpg

800x600-fpo.jpg

Takie Brzegowe centra danych są zaawansowanymi technologicznie obiektami, mającymi mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia pełnej funkcjonalności 5G. Vertiv™ SmartMod™ to modułowe rozwiązanie, które spełnia tę potrzebę i jest najczęściej wdrażane jako centrum danych o mocy 100 kW, z maksymalnie 10 szafami o mocy 10 kW każda. SmartMod posiada oddzielne pomieszczenia dla sprzętu IT, systemów zasilania i akumulatorów oraz obejmuje klimatyzację precyzyjną dla wszystkich systemów.

5G powoduje, że operatorzy telekomunikacyjni potrzebują wiedzy specjalistycznej wykraczającej poza dotychczasowe wymagania. Sieci 5G są hybrydą zasobów telekomunikacyjnych i centrów danych, łączą sprzęt i architektury AC i DC w sposób nieznany większości operatorów. Doświadczenie w obu obszarach ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji wdrożenia technologii 5G.

Vertiv posiada szeroką wiedzę i doświadczenie w zakresie sprzętu i architektury zarówno dla centrów danych, jak i telekomunikacji. Wspieramy te konwergentne branże niezrównaną wiedzą fachową i zintegrowanymi rozwiązaniami oraz likwidujemy przeszkody jakie napotykają operatorzy.

Wdrażanie 5G w przestrzeni dostępowej

5G wymusza zmiany w sieci dostępowej i są one niemal tak samo głębokie, co zmiany obserwowane w centralach. Standardowe stacje bazowe 3G lub 4G w masztach komórkowych obsługują obciążenia rzędu 5 kW. W obiektach 5G obciążenia te wynoszą 20–40 kW. Tak duży wzrost mocy i wydajności obliczeniowej wymaga znacznej modernizacji istniejących obiektów.

Ograniczona przestrzeń w takich obiektach była czynnikiem, który spowodował przenoszenie nadajników w górne części masztów komórkowych, a obecnie maszty te mieszczą dziesiątki nadajników. Często na masztach umieszczane są również prostowniki, takie jak NetSure serii IPE, które pozwalają operatorowi zasilać wieżę prądem przemiennym i zapewniają oszczędności okablowania, ponieważ przewody prądu przemiennego są tańsze niż kable do prądu stałego.

800x600-fpo.jpg

Powyższe rozwiązania skutkują innymi komplikacjami: spadkami mocy od systemów zasilania u podstaw masztu komórkowego po nadajniki na ich szczycie. Wzmacniacze napięcia pomagają niwelować te spadki i podnoszą napięcie z 48 V do 57 V, co pozwala zapewnić odpowiednie zasilanie sprzętu na maszcie. W Północnej Ameryce, Vertiv osiąga to dzięki kreatywnemu rozwiązaniu: konwerterowi eSure Power Extend Converter, podłączanemu do tablicy rozdzielczej dystrybucji prądu stałego w podstawie masztu.

Dodatkowy sprzęt w tych obiektach, a zwłaszcza sprzęt IT umożliwiający działanie 5G, wymaga nowego podejścia do magazynowania, bezpieczeństwa i kontroli środowiska. Również tutaj należy pamiętać, o fakcie, że sprzęt IT jest bardziej wrażliwy niż tradycyjny sprzęt telekomunikacyjny i musi być on odpowiednio zabezpieczony w masztach komórkowych.

Można je obsługiwać na różne sposoby, stosując oddzielne, mniejsze szafki lub większe obudowy, w których można umieścić szafy serwerowe i systemy klimatyzacji precyzyjnej. Wybór zależy od różnych czynników, w tym od wielkości obiektu, ilości sprzętu potrzebnego u podstawy i warunków środowiskowych.

Podobnie jak w przypadku central, wdrożenie zasilania prądem przemiennym w tych obiektach może prowadzić do kolejnych komplikacji. Sieci prądu przemiennego, dla obsługi zwiększonego obciążenia ze strony sprzętu IT, wymagają modernizacji lub zarządzania za pomocą oprogramowania. To oprogramowanie zapobiega wyzwoleniu wyłącznika sieciowego AC w godzinach szczytu i przełącza prostowniki na zasilanie akumulatorowe.

Vertiv stosuje innowacyjne podejście do tego wyzwania i wykorzystuje równoważenie trójfazowe zapobiegające wyzwoleniu wyłącznika. Ten rodzaj inteligentnego zarządzania energią ma kluczowe znaczenie, ponieważ doprowadzenie nowej linii zasilania sieciowego może być czasochłonne i kosztowne.

Rozwój 5G na całym świecie

5G może stać się globalną technologią, ale jej wdrażanie nie odbywa się w tym samym tempie i w ten sam sposób na całym świecie. Chiny i Korea Południowa znalazły się w czołówce wyścigu do 5G i pociągnęły za sobą resztę regionu Azji i Pacyfiku.

Operatorzy w tej części świata szybciej wdrażali nowe sieci i sprzęt sieciowy, przeprowadzając w razie potrzeby modernizacje obiektów. Byli również bardziej otwarci na architekturę wysokonapięciowych systemów DC, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę, że wielu z nich w tym regionie korzystało już z tej technologii w centrach danych.

800x600-fpo.jpg

800x600-fpo.jpg

W Stanach Zjednoczonych przyjęto strategię nieco bardziej konserwatywną niż w Azji i ważną rolę odegrała modernizacja obiektów 4G do 5G. Nie ma zgody wśród dostawców. Najwięksi operatorzy decydują się na pełne wdrożenie i zaspokajanie obecnych i przyszłych potrzeb, a mniejsi operatorzy wybierają mniejsze wdrożenia w celu zminimalizowania inwestycji kapitałowych.

Zaskakuje sytuacja w Europie, gdzie wdrożenie 5G odbywa się z rocznym opóźnieniem w porównaniu do Azji i USA. Nieustannie pojawiają się nowe problemy, w tym ciągłe opóźnienia w przydziale częstotliwości.

Od tej reguły odstaje Francja i Finlandia, gdzie wdrażanie rozpoczęto wcześnie i przydzielono częstotliwości, ale w większości krajów przetargi na pasma jeszcze się nie odbyły. Prognozuje się, że około 70–80% przydziałów nastąpi do końca 2021 roku.

W Europie sieć 5G rozwija się powoli, ale tego powolnego startu nie należy mylić z brakiem działań. Prekursorzy rozwijają się w szybkim tempie i nawet operatorzy, którzy nadal czekają na przydział częstotliwości, intensywnie przygotowują obiekty, by móc działać błyskawicznie, gdy nadejdzie ich czas.

Wielu europejskich operatorów odsprzedaje swoje maszty komórkowe firmom zarządzającym masztami, by zdobyć kapitał potrzebny na inwestycje 5G. A następnie dzierżawią je od takich firm.

Zmiany te rodzą potrzebę inteligentnego zarządzania energią w obiektach — operatorzy telekomunikacyjni płacą wyłącznie za czas korzystania z danego masztu. Vertiv oferuje rozwiązania do pomiaru i zarządzania energią w obiektach, z których korzysta wielu dzierżawców.

800x600-fpo.jpg

800x600-fpo.jpg

W Europie obowiązują przepisy dotyczące dopuszczalnej liczby instalowanych masztów komórkowych, więc operatorzy znajdują inne sposoby na uzyskanie odpowiedniej gęstości sieci 5G. Operatorzy wdrażają wiele nakładających się na siebie małych komórek. Umożliwiają one operatorom wdrożenie niektórych instalacji bez zasilania rezerwowego i przenoszenie obciążeń na sąsiadujące komórki.

Wyzwanie dla Europy: obsługa komunikacji głosowej przez sieci 5G Niektóre sieci 4G w regionie nie są przystosowane do obsługi połączeń głosowych i w tym celu wykorzystuje się starsze sieci 2G i 3G. Wielu operatorów planuje wyłączyć obiekty 3G i do transmisji głosowych wykorzystywać starszą technologię 2G.

Wolniejszy rozwój sieci w Europie pozwolił operatorom skupić się w większym stopniu na zużyciu energii, emisjach i ogólnym wpływie ich sieci na środowisko. Kwestie te są traktowane priorytetowo na całym kontynencie, a firmy telekomunikacyjne są świadome problemów związanych z 5G.

Europejscy operatorzy telekomunikacyjni od dawna stosują hybrydowe systemy zasilania i prognozuje się, że takie rozwiązania będą nadal stosowane dla obsługi 5G i minimalizowania śladu węglowego tych sieci.

Tak jak prognozowano, inwestycje i rozwój na Bliskim Wschodzie oraz w Afryce skoncentrowały się na bogatszych krajach i ośrodkach miejskich.

800x600-fpo.jpg

Wydajność i zrównoważony rozwój 5G

5G, będąca najbardziej rewolucyjną technologią komunikacyjną naszego pokolenia, umożliwi powstanie szeregu nowych usług, w tym zaawansowane możliwości zarządzania zasilaniem, które będą miały kluczowe znaczenie dla rozwiązywania problemów związanych energią i zrównoważonym rozwojem. Jednak operatorzy telekomunikacyjni nadal muszą zmagać się praktycznymi wyzwaniami 5G, takimi jak wzrost zużycia energii i emisje.

Sieć 5G jest nawet o 90% bardziej wydajna niż sieć 4G. Jednak wymaga większej ilości energii ze względu na wyższą gęstość sieci, silną zależność od systemów IT oraz zwiększone wykorzystanie pasma i szybszy wzrost ruchu. Operatorzy muszą sprostać tym wyzwaniom i wdrażać w swoich sieciach najlepsze praktyki w zakresie energooszczędności, które przyczynią się do zmniejszenia zużycia energii, emisji i powiązanych kosztów.

Podobnie jak wszystko, co jest związane z 5G, również te praktyki są nowe i zasadniczo różne od znanych nam dotychczas. W pełni funkcjonalna sieć 5G wymaga większej liczby obiektów na brzegu sieci i jest gęstsza niż 3G i 4G — a to oznacza ogromne zmiany, które pozwolą obsługiwać częstotliwości 5G oraz spełniać wymagania dotyczące przepustowości i opóźnień aplikacji 5G oraz ich użytkowników. Również stacje bazowe są inne i wyposażone w większą ilość sprzętu IT, który zużywa znacznie więcej energii.

W całej branży — a na pewno na początku jej rozwoju — użytkownicy zwracają uwagę na większą wydajność sieci 5G w przeliczeniu na gigabajt niż uzyskiwana przez 3G lub 4G. To na pewno jest prawdziwe. Jednak ogromny wzrost liczby lokalizacji i zapotrzebowania na energię w tych obiektach zależnych od IT spowoduje proporcjonalny wzrost zużycia energii. Wzrost ten będzie znaczny.

Do roku 2025 globalny ruch danych w sieciach komórkowych mobilnych wzrośnie niemal czterokrotnie, co doprowadzi do ogólnego podwyższenia zużycia energii w sieci o 150–170% do 2026 r. Wiedzą o tym operatorzy telekomunikacyjni, ponieważ 94% z nich przewiduje wzrost zużycia energii wraz z wprowadzeniem sieci 5G. Na początku ery 5G priorytetem było szybkie jej wdrożenie. Obecnie, wraz z rozwojem i upowszechnianiem się tych sieci, operatorzy zwracają uwagę na kwestie zużycia energii i koszty eksploatacji.

Nie jest to nowe zagadnienie. W końcu 92% kosztów operacyjnych sieci to koszty zużycia energii. 5G jedynie potęguje problem.

Istnieje wiele strategii i taktyk, które można wdrożyć: od małych kroków, które operatorzy powinni już teraz przedsięwziąć, po bardziej ambitne podejścia wymagające fundamentalnego przeprojektowania architektury obiektów.

Sieci 5G wymagają budowy wielu nowych stacji bazowych, które pozwolą odpowiednio zwiększyć gęstość sieci. Jednocześnie na całym świecie modernizuje się pod kątem 5G setki tysięcy funkcjonujących obiektów. Wiele, jeśli nie większość, z tych obiektów jest wyposażonych w starszy, nieefektywny sprzęt. Zastąpienie klasycznych systemów zasilania DC nowszymi rozwiązaniami wyposażonymi w prostowniki o wysokiej sprawności może poprawić efektywność o 5–6%. Oczywiście wszystkie nowe obiekty powinny priorytetowo traktować wydajność i zostać wyposażone w miarę możliwości w wysokowydajny sprzęt.

Współczesne systemy zasilania prądem stałym są bardziej inteligentne i wyposażone w zaawansowane funkcje zarządzania energią, które w dużej mierze były ignorowane w tradycyjnych stacjach bazowych telefonii komórkowej. Dzięki wykorzystaniu tych możliwości operatorzy mogą obniżać koszty. Mogą na przykład wybrać tryby pracy, które pozwalają przechowywać tańszą, pozyskiwaną poza szczytem energię i wykorzystywać ją w godzinach najwyższego zapotrzebowania oraz zmniejszyć jej zużycie i koszty.

Postęp technologiczny w dziedzinie akumulatorów stwarza dodatkowe możliwości w zakresie poprawy wydajności. Akumulatory litowo-jonowe (Li-ion), w porównaniu z tradycyjnymi regulowanymi zaworowo akumulatorami kwasowo-ołowiowymi (VRLA), oferują szereg korzyści, a ich cena spada, co sprawia, że zwrot z inwestycji jest bardziej niż zadowalający.

Akumulatory litowo-jonowe są mniejsze i mogą pracować w wyższych temperaturach. Dlatego nie wymagają takiego samego poziomu chłodzenia, co ogniwa VRLA i dzięki temu maleje zużycie i koszty energii.

Akumulatory litowo-jonowe charakteryzują się dłuższą żywotnością niż rozwiązania VRLA, a tym samym mniejszymi potrzebami w zakresie monitorowania, wymiany, transportu i niższymi kosztami — a także niższą emisją dwutlenku węgla (CO2) związaną z tymi czynnościami.

Współczesne systemy zasilania prądem stałym są bardziej inteligentne i wyposażone w zaawansowane funkcje zarządzania energią, które w dużej mierze były ignorowane w tradycyjnych stacjach bazowych telefonii komórkowej. Dzięki wykorzystaniu tych możliwości operatorzy mogą obniżać koszty. Mogą na przykład wybrać tryby pracy, które pozwalają przechowywać tańszą, pozyskiwaną poza szczytem energię i wykorzystywać ją w godzinach najwyższego zapotrzebowania oraz zmniejszyć jej zużycie i koszty.

Ponadto akumulatory litowo-jonowe z inteligentnymi systemami zarządzania akumulatorami pomagają zbudować kompleksową strategii energetyczną, umożliwiającą wyrównywanie zapotrzebowania szczytowego, optymalizację konwersji i wysoko wydajną pracę systemu zasilania.

Są to istotne i bezpośrednie możliwości poprawy efektywności. Weźmy dla przykładu rok 2019. W tym okresie 66% firm telekomunikacyjnych było w trakcie procesu modernizacji akumulatorów, a 81% z nich stwierdziło, że przystąpi do niego w ciągu pięciu lat.

Stopniowe ulepszenia, choć istotne, nie wystarczą, aby sprostać wyzwaniom energetycznym związanym z 5G. U podstaw obietnicy 5G leży możliwość przetwarzania danych i wykonywania obliczeń w każdym obiekcie i mikro obiekcie, co umożliwi użytkownikom końcowym korzystanie z aplikacji o bardzo niskiej latencji. Aby to było możliwe, operatorzy muszą wdrażać sprzęt IT w rozległych i rozwijających się sieciach. To najważniejsza różnica między technologią 4G a 5G.

Niestety sprzęt IT został zaprojektowany z myślą o bezpiecznych, klimatyzowanych centrach danych, a nie o trudnym i niesprzyjającym środowisku telekomunikacyjnych sieci dostępowych. Jak wspomnieliśmy wcześniej, sprzęt ten jest również zasilany prądem przemiennym.

Wdrożenie sprzętu zasilanego prądem przemiennym do środowisk telekomunikacyjnych powoduje konieczność konwersji zasilania, a każda dodatkowa konwersja skutkuje stratami energii. Oznacza to, że dla osiągnięcia pożądanego poziomu zasilania, należy zapewnić wyższą moc początkową. Wyższa moc oznacza wytwarzanie większej ilości ciepła, a sprzęt IT jest bardziej wrażliwy na wysokie temperatury niż tradycyjny sprzęt telekomunikacyjny. To natomiast oznacza, że kwestia chłodzenia tych urządzeń staje się zadaniem priorytetowym. Chłodzenie zużywa energię.

Umieszczenie sprzętu w niewielkich obiektach współdzielonych o powierzchni 40 stóp przez wiele stacji bazowych oznacza konieczność ich chłodzenia. Chłodzenie dużych, betonowych konstrukcji — nawet gdy sprzęt IT pracuje w górnym zakresie dopuszczalnej temperatury — wymaga dużej ilości zimnego powietrza i dużej ilości energii.

Mniejsze, nowoczesne obudowy zostały zaprojektowane w celu ochrony wrażliwego sprzętu przed czynnikami atmosferycznymi i mogą być wyposażone w różnego rodzaju chłodzenie — od freecoolingu po technologie chłodzenia cieczą — w celu zaspokojenia unikatowych potrzeb każdego obiektu w każdej lokalizacji.

Inteligentne systemy zarządzania wykorzystują sztuczną inteligencję (AI) i analitykę danych do ciągłej kalibracji optymalnych ustawień temperatury, sterowania pompami i wentylatorami w celu osiągnięcia jak najlepszych wyników.

W przypadku pojedynczego obiektu skala problemów jest niewielka, ale w sieci może pracować setki tysięcy takich rozwiązań. Nawet niewielki wzrost zużycia energii w pojedynczym obiekcie przekłada się na duże globalne liczby. Na szczęście, analogicznie dzieje się z wszelkimi usprawnieniami.

Zużycie energii to tylko jeden z elementów większego wyzwania w zakresie zrównoważonego rozwoju, przed którym stoją dzisiejsi operatorzy telekomunikacyjni. Już teraz menedżerowie branży znajdują się pod wpływem globalnej presji na podejmowanie działań ograniczających zmianę klimatu i redukujących emisje.

Verizon i Vodafone dążą do uzyskania zerowej emisji netto do 2040 roku, a Telefónica zobowiązała się do osiągnięcia tego celu na czterech najważniejszych rynkach operacyjnych do 2030 roku. Verizon i Vodafone dążą do zmniejszenia zużycia energii elektrycznej o 50% do roku 2025, a Telefónica o 70% do 2030 r.

Są to odważne obietnice, a wyżej wymienione praktyki niewątpliwie staną się elementem tej strategii. Jednak same strategie nie wystarczą.

Źródła energii odnawialnej i hybrydowe systemy zasilania muszą stać się elementem rozwiązania. Afryka i Europa wdrażają systemy hybrydowe od dwóch dekad, a inne kontynenty idą ich śladem. Stany Zjednoczone w dużej mierze ignorowały technologie hybrydowe w przestrzeni telekomunikacyjnej, ponieważ energia była tania i dostępna, a koszty paneli słonecznych wysokie.

Jednak w tej części Stanów Zjednoczonych, gdzie rosną koszty energii, jej dostępność staje się coraz bardziej niepewna a rozwój technologii solarnych sprawia, że koszt wyprodukowania jednej kilowatogodziny zbliża się do poziomu kosztu energii dostarczanej przez sieć, następują zmiany .

Rozbudowa systemu o elementy solarne jest sposobem na zmniejszenie zależności od sieci bez konieczności zwiększania kosztów infrastruktury i zakupu wydajniejszych akumulatorów. Takie podejście zaleca się zwłaszcza w regionach, gdzie dostępne są wszelkiego programy pomocowe. Wraz z rozwojem rynku systemów hybrydowych w Stanach Zjednoczonych zwiększa się liczba inwestycji, co sprzyja opracowywaniu innowacji i obniżaniu kosztów.

Vertiv 5G Infographic_US-IN-NA

Transformacja 5G z Vertiv

Sieci 5G, zapewniające wykładniczy wzrost prędkości i ilości transmitowanych danych, zapoczątkują rozwój licznych nowych, zaawansowanych i coraz bardziej wartościowych aplikacji we wszystkich dziedzinach życia. Kiedy zaczynamy polegać na tych rozwiązaniach, coraz większego znaczenia nabiera niezawodność i bezpieczeństwo sieci.

Sieć 5G stanowi bezprecedensowe wyzwanie dla współczesnych operatorów telekomunikacyjnych, którzy muszą zmodernizować setki tysięcy istniejących obiektów, zbudować tyle samo nowych lokalizacji i zarządzać ogromnym wzrostem zużycia energii, związanym z rosnącą liczbą systemów IT działających w sieci.

800x600-fpo.jpg

800x600-fpo.jpg

Powszechne wdrażanie IT w przestrzeni telekomunikacyjnej staje się głównym problemem w kategoriach zasilania i ochrony sieci 5G. Więcej sprzętu IT w obiektach podstawowych, dostępowych i na obrzeżach sieci oznacza więcej zasilania prądem przemiennym w środowiskach zasilanych tradycyjnie prądem stałym, a ta koncepcja jest obca dla większości operatorów telekomunikacyjnych. Posiadają oni ponad stuletnie doświadczenie w dziedzinie zasilania prądem stałym i prąd przemienny jest dla nich nowym zagadnieniem. Stanowi dodatkową komplikację, której nie można ignorować.

Powstający model jest hybrydą tradycyjnych architektur telekomunikacyjnych i centrów danych. Vertiv, dysponujący unikalną wiedzą specjalistyczną w obu branżach, współpracuje z operatorami na całym świecie i wdraża rozwiązania infrastrukturalne, które wychodzą na przeciw tym często sprzecznym interesom i gwarantują niezawodne oraz wydajne działanie sieci 5G.

Logowanie dla Partnerów

Język i lokalizacja