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Guia Vertiv para a tecnologia 5G

A 5G é a quinta geração da rede de telecomunicações celulares, fornecendo maior largura de banda e velocidades mais rápidas, que permitem tudo, desde vídeo de alta definição a jogos de latência ultra baixa e telemedicina avançada, com a promessa de aplicações ainda mais avançadas à medida que a tecnologia vai amadurecendo e se expande em todo o mundo.

Introdução ao 5G

A 5G é a quinta geração da rede de telecomunicações celulares, fornecendo maior largura de banda e velocidades mais rápidas, que permitem tudo, desde vídeo de alta definição a jogos de latência ultra baixa e telemedicina avançada, com a promessa de aplicações ainda mais avançadas à medida que a tecnologia vai amadurecendo e se expande em todo o mundo.

Prevê-se que cerca de 40% da população mundial tenha acesso ao 5G até 2024 e prevê-se que o 5G permita 13,1 biliões de dólares em vendas até 2035. As despesas de capital globais em 5G (CapEx) e a investigação e desenvolvimento (I e D) aumentam 10,8% ao longo do ano e estima-se que atinjam os 265 mil milhões de dólares anualmente ao longo dos próximos 15 anos.

A corrida para o 5G é uma corrida ao ouro e as operadoras de telecomunicações estão a avançar, priorizando a disponibilidade e a segurança na corrida para serem os primeiros. Isto é compreensível, mas gerir o inevitável aumento do consumo de energia é um desafio iminente.

5G: Como chegámos aqui

A mudança de 2G para 3G e de 3G para 4G tem sido bastante linear e alcançada através de algo mais do que uma mudança incremental, mas menos do que uma revolução tecnológica. O 3G tornou possível o smartphone moderno e forneceu dados básicos e capacidades de Internet. O 4G aperfeiçoou essas redes e aumentou a sua velocidade, tornando o vídeo móvel viável. Saiba mais sobre como o 5G é diferente das gerações móveis anteriores neste relatório da 451 Research, “5G primer: O que o torna diferente dos “G” anteriores?

O 5G é a próxima evolução, mas isso sublinha a profunda mudança que a implementação do 5G representa. O 5G aumenta drasticamente a largura de banda da rede e aumenta exponencialmente as velocidades da rede, permitindo aplicações que simplesmente não eram possíveis antes. As redes 5G irão em algum momento permitir veículos autónomos, análises avançadas em tempo real e inteligência artificial que serão transformadoras em todos os setores industriais e áreas da vida.

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“O 5G representa a atualização de rede mais difícil e com maior impacto alguma vez enfrentada pelo setor das telecomunicações.”

Brian Partridge, VP de Investigação, 451 Research

A arquitetura 5G constrói-se em redes existentes, mas introduz sistemas de TI adicionais, que permitem uma computação rápida e poderosa, do core à periferia. Esta é a promessa do 5G – a capacidade de processar dados e executar computação em cada local e microlocal, para permitir aplicações de latência ultra baixa para o utilizador final.

Esta maior dependência das TI apresenta novos desafios e exige algumas mudanças fundamentais em toda a rede. Os equipamentos de TI não se enquadram perfeitamente nas instalações de telecomunicações tradicionais, algo que as operadoras compreendem, sem dúvida, depois de passarem a última década a converter os seus escritórios centrais para o que são efetivamente centros de dados no centro das suas redes. A infraestrutura 5G será um híbrido de modelos tradicionais de infraestruturas de telecomunicações e TI, exigindo transições contínuas entre todos os sistemas em todos os momentos.

Compreender a arquitetura 5G

As redes 5G serão muito mais densas do que as redes 3G e 4G existentes, para cumprir as promessas duplas de maior largura de banda e latência mais baixa. Isso significa que existirão muito mais torres celulares em toda a rede e cada unidade incluirá mais equipamento de TI. Estas são diferenças significativas. As operadoras não estão apenas a adicionar às suas redes existentes; estão a construir novas redes para além dessas arquiteturas 3G e 4G.

Estas diferenças manifestam-se de várias formas. A adição de equipamentos de TI em toda a rede requer uma maior atenção à proteção ambiental dos componentes eletrónicos sensíveis. Isto significa armários e recintos endurecidos e arrefecimento e controlo de humidade dedicados. O arrefecimento de precisão era normalmente desnecessário em todos os climas, exceto nos mais extremos, nas redes de telecomunicações tradicionais, uma vez que essas redes – incluindo as iterações 3G e 4G – precisavam de equipamentos de TI mínimos no espaço de acesso. Não é assim com o 5G.

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A introdução generalizada de sistemas de TI em toda a rede introduz outra complicação. Os equipamentos de TI requerem muito mais energia para funcionar e, por isso, funcionam normalmente com alimentação CA, enquanto as redes de telecomunicações existentes e os equipamentos dependem da alimentação CC. Além disso, fontes de energia alternativas são usadas para complementar a energia da rede em muitas partes do mundo e essas fontes também produzem energia CC. Esta divisão pode ser superada, mas requer o parceiro certo. A Vertiv tem conhecimentos profundos e únicos nos espaços de TI e telecomunicações que podem ajudar as operadoras a navegar no que podem ser arquiteturas de energia desconhecidas.

Esta adição de TI e introdução de energia CA tem ocorrido nos escritórios centrais há vários anos e continua hoje em dia. O espaço de acesso é a nova fronteira do 5G com locais de torres celulares que passam por mudanças ou atualizações significativas para suportar o 5G e estes novos recursos de TI. Estas instalações passaram por várias arquiteturas, desde RAN a D-RAN e C-RAN, em direção ao que, em última instância, será o Cloud-RAN ou, basicamente, uma rede móvel virtualizada que desloca as cargas de forma simples em todos os locais e geografias.

Essas arquiteturas evoluíram para suportar as exigências da rede, movendo equipamentos do solo para a torre e da base da torre para hubs centralizados, com base nos requisitos de largura de banda e latência.

A antiga estação de base macro com arquitetura de rede de acesso via rádio (RAN) consistia numa torre celular e antena com todos os equipamentos associados na base da torre ligados à antena através de um cabo coaxial. Esses tipos de locais exigiam vários compartimentos ou, por vezes, abrigos maiores que alojam todos os equipamentos necessários.

A rede de acesso de rádio distribuída (D-RAN) moveu as cabeças de rádio remotas (RRH) da base da torre para o topo da torre ao longo da antena e substituiu o cabo coaxial por fibra. O resto dos equipamentos permaneceram na base. O D-RAN reduziu a potência necessária e aumentou a capacidade da rede, reduzindo a distância entre a antena e o rádio (reduzindo a perda de sinal). O uso de RRH na torre também significava uma menor pegada de equipamentos na base da torre.

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A mudança mais recente para a rede centralizada de acesso à rádio (C-RAN) tem sido mais disruptiva. As arquiteturas C-RAN emergiram para suportar o 4G e retiraram equipamentos da base da torre e centralizaram-nos noutro local para servir vários locais. Isso reduziu a pegada física na torre e forneceu outros benefícios relacionados com a monitorização e a manutenção dos equipamentos. Muitas unidades 4G atuais empregam arquiteturas C-RAN, mas a mudança para 5G requer outra reavaliação do design da torre celular.

Uma vez mais, a promessa do 5G baseia-se na capacidade de as operadoras colocarem a computação o mais próximo possível do consumidor, começando onde já têm acesso a imóveis – em locais de torres celulares. O C-RAN tem estado a remover equipamentos informáticos desses locais. Não vamos ver uma reversão imediata – esses locais C-RAN centralizados irão desempenhar um papel no 5G – mas vamos ver mais equipamento de TI a regressar a esses locais de torre, a introdução da rede de acesso de rádio aberto (O-RAN) e um novo conjunto de desafios de implementação.

Implementação do 5G no core

Existe uma tendência para pensar sobre o 5G na medida em que se aplica a locais de torres celulares existentes e isso é certamente uma das frentes da campanha de implementação global em curso. No entanto, na realidade, a implementação do 5G está a acontecer em escritórios centrais, em torres celulares e em implementações de TI na periferia da rede. As redes 5G são muito mais densas e mais complexas do que as gerações anteriores e a implementação é realmente desafiante como parece.

No escritório central, isso significa reequipar as instalações existentes para suportar os servidores de TI necessários para o tráfego do 5G. Os escritórios centrais tradicionais eram centros de comutação que funcionavam exclusivamente com energia CC e com uma carga térmica de 2–3 kW que requeria pouca atenção ao arrefecimento. O 5G está a mudar tudo. Esses cabos de cobre e comutadores de linha são substituídos por bastidores de servidores, sistemas de alimentação CC adicionais e/ou sistemas de UPS CA e unidades de arrefecimento de precisão para gerir a carga térmica correspondente.

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Há décadas que estas diferenças têm sido fundamentais entre as arquiteturas de telecomunicações e de TI. As telecomunicações contam com energia CC para operar a rede e requerem um arrefecimento mínimo. Os Centros de Dados e as instalações de TI utilizam energia CA para operar servidores e os componentes eletrónicos nesses servidores são mais sensíveis ao calor e requerem um arrefecimento mais sofisticado para funcionarem corretamente.

Com o 5G, essas linhas ficam esbatidas. Estão a ser introduzidos mais equipamentos de TI em ambientes de empresas de telecomunicações tradicionais, alterando completamente os perfis de potência e arrefecimento dessas instalações. Na maioria dos casos, não é tão simples como a alimentação CA ou CC. Estas instalações estão a evoluir para incluir ambas e isso requer um conhecimento especial para instalar com segurança e gerir de forma eficaz. A Vertiv, com décadas de experiência no suporte de infraestruturas de telecomunicações e de centros de dados, tem soluções para ambientes de CA e CC e é igualmente competente com ambas as arquiteturas.

Desde há pelo menos 20 anos, o setor dos centros de dados explora a utilização da energia CC de alta tensão como uma arquitetura de energia alternativa nessas instalações. O argumento é simples: reduz a conversão de potência, tornando-a mais eficiente. A experiência tem permanecido amplamente teórica, embora tenham existido centros de dados isolados e numerosos projetos piloto que utilizaram arquiteturas CC de alta tensão. Em última análise, a falta de familiarização com a CC e a realidade de que a maioria dos servidores continua a ser alimentada por CA impediram a adoção generalizada.

Essa abordagem está entre aqueles que ganham alguma força nestes novos escritórios centrais de telecomunicações 5G, pesados em TI. Estas são instalações já equipadas para alimentação CC e geridas por decisores confortáveis com CC. A inércia para o status quo que existe no centro de dados está ausente nas telecomunicações.

Outras operadoras estão a transitar mais ou menos completamente para uma arquitetura de energia CA semelhante a um centro de dados, abandonando todas as raízes CC dos seus escritórios centrais. Nestes casos, estas instalações estão totalmente condicionadas, removendo a maior parte dos equipamentos do antigo escritório central e substituindo-o frequentemente por soluções de TI modulares totalmente integradas, muitas vezes pré-fabricadas, como o Vertiv SmartRowou SmartAisle.

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A abordagem mais comum é uma mistura, continuando a tirar-se partido dos sistemas de alimentação CC para alguns elementos das instalações, ao mesmo tempo que adiciona sistemas de UPS CA para alimentação de reserva aos servidores. Uma tendência emergente em todos os casos: a introdução do arrefecimento de precisão. Isto é necessário para arrefecer os equipamentos de TI, mas adiciona equipamentos adicionais à carga de energia. Esta é uma razão pela qual, embora o 5G seja mais eficiente do que o 4G numa base por gigabyte, o consumo geral de energia será muito mais elevado com o 5G.

O SmartRow e o SmartAisle, apesar de originalmente concebidos para ambientes de centros de dados, podem ser configurados para suportar estes ambientes combinados de CA/CC, embora os módulos CA e CC sejam mais frequentemente separados para maior segurança. Nos escritórios centrais, o SmartRow e o SmartAisle são normalmente implementados com 10–20 bastidores e incorporam contenção de corredor quente ou frio para eficiência energética.

Implementação do 5G na periferia

Suplementar este modelo tradicional de core/acesso é emergente na rede Edge, necessária para suportar o 5G. Estes recursos periféricos adicionam computação adicional mais próxima do utilizador final, o que é necessário para permitir as aplicações de baixa latência e alta largura de banda tornadas possíveis pelo 5G. Estes recursos podem ser implementados em locais de torre ou noutro local no espaço de acesso.

A proliferação da computação periférica está a acontecer no centro de dados há vários anos e agora as operadoras de telecomunicações estão a implementar os seus próprios recursos de computação periférica e, em alguns casos, a tirar partido dos fornecedores de computação periférica/cloud existentes para satisfazer as suas necessidades 5G.

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Estes centros de dados periféricos são sofisticados e críticos para fornecer uma funcionalidade 5G completa. O Vertiv™ SmartMod™ é uma solução modular para esta necessidade, tipicamente implementada como um centro de dados de 100 kW, com até 10 bastidores a 10 kW por bastidor. O SmartMod possui salas separadas para equipamentos de TI e sistemas de energia e baterias e inclui gestão térmica para todos os sistemas.

Se parece que o 5G requer conhecimentos para além do que foi exigido às empresas de telecomunicações no passado, é porque é verdade. Estas redes 5G são um híbrido de recursos de telecomunicações e centro de dados, combinando equipamentos e arquiteturas CA e CC de formas desconhecidas para a maioria das operadoras. A especialização em ambos os campos é fundamental para otimizar a implementação do 5G.

A Vertiv é singular nos seus conhecimentos e experiência em equipamentos e arquiteturas de centros de dados e telecomunicações. Estamos a apoiar estes setores convergentes com uma experiência inigualável e soluções perfeitamente integradas, removendo estes obstáculos desconhecidos para operadoras sem tempo para uma curva de aprendizagem.

Implementação do 5G no espaço de acesso

O 5G está a forçar mudanças na rede de acesso que são quase tão drásticas como as vistas no escritório central. As estações de base nas torres de celulares suportam uma carga de cerca de 5 kW numa instalação padrão 3G ou 4G. Com 5G, essas cargas são de 20–40 kW. Esse tipo de aumento enorme de potência e computação requer atualizações significativas nos locais existentes.

Gerir os imóveis limitados nestes locais é a primeira consideração e esse foi um impulsionador para mover rádios para o topo de torres celulares, podendo essas torres conter agora dezenas de rádios. Em alguns casos, retificadores como a série NetSure IPE também são colocados nas torres, permitindo que o operador opere a alimentação CA na torre, o que permite uma redução de custos, porque o cabo CA é menos dispendioso do que o cabo CC.

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Tudo isto introduz outras complicações, incluindo quedas de energia dos sistemas de energia na base da torre para os rádios no topo. Os impulsionadores de tensão podem ultrapassar essas quedas, aumentando de 48 V a 57 V para garantir que a energia suficiente chega ao equipamento na torre. Na América do Norte, a Vertiv consegue isto com uma solução criativa, o conversor de extensão de potência eSure, que se liga a um painel de distribuição CC existente para poupar espaço na base da torre.

Os equipamentos adicionais nestes locais, especificamente os equipamentos de TI para permitir aplicações 5G, requerem um novo pensamento sobre armazenamento, segurança e controlo ambiental. Novamente, os equipamentos de TI são mais sensíveis do que os equipamentos de telecomunicações tradicionais e devem ser armazenados adequadamente em locais de torre.

Isto pode ser tratado de formas diferentes, desde armários mais pequenos separados a armários maiores que podem alojar bastidores de servidores e sistemas de gestão térmica. A escolha é determinada por vários fatores, incluindo o tamanho do local, a quantidade de equipamentos necessários na base e condições ambientais padrão.

Tal como no escritório central, a introdução de alimentação CA nestes locais pode levar a outras complicações. Muitas vezes, a alimentação CA tem de ser atualizada ou gerida através de software para suportar a carga CA aumentada que suporta os equipamentos de TI. Este software impede que o disjuntor de CA do local dispare durante as horas de pico, fazendo a transição dos retificadores para as baterias.

A Vertiv assume uma abordagem inovadora a este desafio, utilizando um equilíbrio trifásico para evitar que o disjuntor seja disparado. Este tipo de gestão de energia inteligente é fundamental, porque a introdução de uma nova fonte de alimentação CA da rede pública pode ser morosa e dispendiosa.

Progresso 5G em todo o mundo

O 5G pode ser uma tecnologia global, mas a implementação não está a acontecer ao mesmo ritmo ou da mesma forma em todo o mundo. A China e a Coreia do Sul aceleraram na frente na corrida para o 5G, levando o resto da região Ásia-Pacífico consigo.

As operadoras nessa parte do mundo têm sido mais rápidas a implementar novas redes e equipamentos de rede, realizando atualizações de locais conforme necessário e como complemento a uma implementação agressiva de novos locais. Elas também têm estado mais abertas a arquiteturas de CC de alta tensão, o que não é surpresa, pois muitas das que adotaram essa tecnologia no centro de dados estavam localizadas na região.

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A estratégia nos EUA tem sido ligeiramente mais conservadora do que o que aconteceu na Ásia, com as atualizações do local de 4G para 5G a desempenharem um papel importante. Houve diferenças entre os fornecedores, com as operadoras maiores a escolherem implementar para satisfazer as necessidades atuais e futuras e as operadoras mais pequenas a optarem por implementações mais pequenas para minimizar o investimento de capital.

O caso excecional é a Europa, onde os lançamentos do 5G estão cerca de um ano atrasados relativamente à Ásia e aos EUA. Existem vários problemas contínuos, começando com atrasos contínuos na atribuição de frequências no espectro.

Existem algumas exceções notáveis – a França e a Finlândia avançaram cedo e receberam rapidamente atribuições de espectros – mas na maioria dos casos, os leilões para espaço no espectro ainda não aconteceram. A expectativa é que cerca de 70–80% dessas atribuições possam acontecer até ao final de 2021.

O início lento não deve ser confundido com uma falta de atividade na Europa. Os primeiros a avançar estão a progredir a um ritmo rápido e mesmo as operadoras que ainda esperam por esses leilões de espectro estão fortemente envolvidas na preparação do local para que possam avançar rapidamente quando chegar o momento.

Muitas operadoras europeias estão a vender as suas torres celulares novamente às empresas de torres, para angariar o capital necessário para o investimento no 5G. Depois, estão a mudar de comportamento e a alugar o uso dessas torres às empresas de torres.

Isto está a criar uma necessidade de gestão de energia inteligente nesses locais e, por isso, é cobrado às operadoras apenas o tempo de utilização numa dada torre. A Vertiv tem soluções de medição e gestão de potência para estes acordos multi-inquilino.

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A Europa também tem regulamentos sobre o número de torres celulares que podem ser implementadas e, por isso, a densificação da rede 5G está a acontecer de formas diferentes. Para ultrapassar a falta de torres, as operadoras implementam muitas células pequenas sobrepostas. Estes designs sobrepostos permitem às operadoras implementar alguns locais sem energia de reserva, optando em vez disso por transferir cargas para um local sobreposto.

Um problema surpreendente na Europa: garantir que as redes 5G possam suportar comunicações por voz. Algumas redes 4G na região não estão equipadas para suportar chamadas de voz e, em vez disso, dependem de redes 2G e 3G legadas. A indicação inicial, no entanto, é que muitas operadoras planeiam desativar esses locais 3G e manter o 2G mais antigo para transmissões de voz.

A implementação mais lenta em toda a Europa permitiu que as operadoras se concentrassem mais no consumo de energia, nas emissões e no impacto ambiental geral das suas redes. Estas questões são priorizadas em todo o continente, independentemente da energia, mas as empresas de telecomunicações estão cientes das questões inerentes ao 5G.

As empresas europeias de telecomunicações adotaram há muito sistemas de energia híbridos e espera-se que continuem a fazê-lo para apoiar o 5G e minimizar a pegada de carbono dessas redes.

Como esperado, o investimento e o progresso no Médio Oriente e em África estão centrados em países e centros urbanos mais ricos.

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Eficiência e sustentabilidade do 5G

O 5G será a tecnologia de comunicações mais transformadora de uma geração, permitindo um universo de novos serviços, incluindo capacidades avançadas de gestão de energia que serão críticas para resolver os crescentes desafios energéticos e de sustentabilidade. No entanto, continuam a existir desafios práticos para as operadoras de telecomunicações que enfrentam picos no consumo de energia e emissões devido ao 5G.

Embora as redes 5G sejam até 90% mais eficientes do que as suas antecessoras 4G, continuam a necessitar de muito mais energia devido ao aumento da densidade da rede, à dependência elevada dos sistemas de TI e ao aumento do uso da rede e crescimento acelerado do tráfego. As operadoras devem enfrentar estes desafios adotando as melhores práticas de eficiência energética nas suas redes, que podem ajudar a mitigar o aumento do consumo e das emissões de energia, bem como os custos associados.

Tal como acontece com tudo o que está relacionado com o 5G, estas práticas são novas, desconhecidas e fundamentalmente diferentes do que aconteceu antes. Uma rede 5G totalmente implementada requer mais locais na periferia e é muito mais densa do que os seus antecessores 3G e 4G – mudanças significativas que são necessárias para suportar frequências 5G e satisfazer as exigências de largura de banda e latência de aplicações ativadas por 5G e os seus utilizadores. As próprias torres celulares são diferentes, com muito mais equipamentos de TI, que consomem muito mais energia.

Houve uma tendência em todo o setor – e certamente na cobertura inicial do 5G – para se concentrar no facto de que as redes 5G serão mais eficientes numa base por gigabyte do que o 3G ou 4G. Isto é certamente verdade, mas o enorme aumento no número de locais e as exigências energéticas desses locais dependentes de TI resultarão num aumento correspondente no consumo de energia. Este pico será significativo.

O tráfego global de dados móveis crescerá quase quatro vezes até 2025, levando a um aumento geral no consumo de energia da rede de 150–170% até 2026. As operadoras de telecomunicações sabem isto, pois 94% prevêem um aumento no consumo de energia com a implementação de redes 5G. No entanto, a implementação rápida tem sido a prioridade nos primeiros dias do 5G. Agora, à medida que essas redes se expandem e a adoção se torna mais generalizada, as operadoras estão a chamar a sua atenção para o uso de energia e os custos de operação destas redes.

Isto não é uma nova consideração. Afinal, 92% dos custos operacionais da rede são gastos no consumo de energia. O 5G está meramente a amplificar o problema.

Há uma variedade de estratégias e táticas a considerar, desde os passos modestos que as operadoras já devem implementar, até abordagens mais ambiciosas que exijam uma reformulação fundamental das arquiteturas dos locais.

As redes 5G requerem que muitas novas torres celulares aumentem adequadamente a densidade da rede, mas centenas de milhares de instalações existentes em todo o mundo estão a ser submetidas a remodelações 5G. Muitos, se não a maioria desses locais, têm equipamentos mais antigos e ineficientes e a substituição dos sistemas de energia CC tradicionais por sistemas mais recentes com retificadores de alta eficiência pode melhorar a eficiência em 5–6%. Sempre que possível, todos os novos locais devem priorizar a eficiência e ser configurados com equipamentos de alta eficiência.

Os sistemas de energia CC atuais são mais inteligentes e capazes de uma gestão de energia mais avançada – características que foram amplamente ignoradas a favor do funcionamento estático em torres celulares tradicionais. As operadoras podem reduzir os custos ao tirar partido destas capacidades. Por exemplo, as operadoras de telecomunicações podem selecionar modos de funcionamento que lhes permitam armazenar energia mais barata e fora do pico para utilizar durante horas de pico, de modo a reduzir os consumos e custos da rede pública durante o pico.

Os avanços tecnológicos nas baterias apresentam oportunidades adicionais para melhorias de eficiência. As baterias de iões de lítio oferecem vários benefícios em relação às baterias tradicionais de chumbo-ácido reguladas por válvula (VRLA) com um ponto de preço em queda que torna o retorno do investimento mais do que aceitável.

Uma vez que as baterias de iões de lítio são mais pequenas e podem funcionar a temperaturas mais elevadas, não necessitam do mesmo nível de arrefecimento que as de VRLA, reduzindo a utilização de energia e os custos.

As baterias de iões de lítio duram mais tempo do que o VRLA e, ao prolongar a vida útil das baterias, as operadoras reduzem as necessidades de monitorização e substituição, os rolos de camiões e os custos – juntamente com as emissões de dióxido de carbono (CO2) associadas a essas atividades.

Os sistemas de energia CC atuais são mais inteligentes e capazes de uma gestão de energia mais avançada – características que foram amplamente ignoradas a favor do funcionamento estático em torres celulares tradicionais. As operadoras podem reduzir os custos ao tirar partido destas capacidades. Por exemplo, as operadoras de telecomunicações podem selecionar modos de funcionamento que lhes permitam armazenar energia mais barata e fora do pico para utilizar durante horas de pico, de modo a reduzir os consumos e custos da rede pública durante o pico.

Além disso, as baterias de iões de lítio com sistemas inteligentes de gestão de baterias contribuem para uma estratégia de energia de rede abrangente, permitindo o corte de picos, aumentando a conversão e permitindo o funcionamento do sistema de energia acima da capacidade.

Estas são oportunidades importantes e imediatas para melhorias de eficiência. Considerem em 2019: 66% das empresas de telecomunicações estavam no processo de atualizar as suas baterias e 81% disseram que o fariam dentro de cinco anos.

As melhorias incrementais, embora importantes, não serão suficientes para gerir o desafio energético do 5G. Na sua essência, a promessa do 5G é a capacidade de processar dados e executar computação em cada local e microlocal, para permitir aplicações de latência ultrabaixa para o utilizador final. Para que isso aconteça, as operadoras devem introduzir equipamentos de TI nas suas vastas redes em crescimento. Esta é a diferença mais significativa entre 4G e 5G.

Infelizmente, esses equipamentos de TI foram concebidos para centros de dados seguros e climatizados e não para o mundo duro e agitado da rede de acesso às telecomunicações. Como discutido anteriormente, também foram concebidos para funcionar com alimentação CA.

A introdução de equipamentos com alimentação CA nestes ambientes de telecomunicações acrescenta um passo de conversão de potência e cada conversão extra resulta numa quebra de energia. Isso significa que tem de começar com mais potência para conseguir o mesmo resultado. Mais potência significa mais calor e os equipamentos de TI são mais sensíveis ao calor do que os equipamentos de telecomunicações tradicionais, o que significa que o arrefecimento se torna mais prioritário. O arrefecimento consome energia.

A colocação deste equipamento nos abrigos de betão de 12 metros comuns a muitas torres celulares significa que esses abrigos devem ser arrefecidos. O arrefecimento dessas grandes estruturas de betão – mesmo ao operar os sistemas de TI nos limites superiores da sua faixa térmica – requer muito ar frio e muita energia.

Os armários mais pequenos e modernos foram concebidos para proteger os equipamentos sensíveis dos elementos e podem ser equipados com diferentes tipos de arrefecimento – desde o ar exterior livre às tecnologias de arrefecimento líquido e tudo o resto – para satisfazer as necessidades únicas de qualquer local, em qualquer localização.

Os sistemas de gestão inteligente usam inteligência artificial (IA) e análise de dados para calibrar continuamente as definições térmicas ideais e controlar bombas e ventiladores, para alcançar o melhor resultado possível.

Estes são problemas pequenos para um único local, mas estes locais de rede podem ser centenas de milhares. Mesmo pequenos aumentos no consumo de energia acumulam-se rapidamente. Felizmente, as pequenas melhorias também.

O consumo de energia é apenas um dos maiores desafios de sustentabilidade enfrentados pelas operadoras de telecomunicações atuais. O foco global nas alterações climáticas e na redução de emissões está já a influenciar os decisores do setor.

A Verizon e a Vodafone estão a procurar obter emissões líquidas zero até 2040 e a Telefónica comprometeu-se a obter emissões líquidas zero nos seus quatro principais mercados operacionais até 2030. Para lá chegar, a Verizon e a Vodafone têm como objetivo a redução em 50% na utilização de eletricidade até 2025 e a Telefónica uma redução de 70% até 2030.

Estas são promessas ousadas e as estratégias para lá chegar irão quase certamente incorporar as práticas recomendadas acima mencionadas. Essas estratégias, no entanto, não serão suficientes.

A solução deve incluir fontes de energias renováveis e sistemas de energia híbridos. África e Europa têm vindo a implementar sistemas híbridos há duas décadas e outras partes do mundo estão a seguir o exemplo. Os Estados Unidos têm maioritariamente ignorado as tecnologias híbridas no espaço das telecomunicações, uma vez que o custo e a disponibilidade da energia permaneceram baixos e o custo dos painéis solares e da energia solar era proibitivo.

Isto está a mudar em partes dos EUA, com os custos de energia a aumentarem, a disponibilidade a tornar-se mais precária e os avanços nas tecnologias solares a aproximarem o custo por quilowatt-hora da paridade da rede.

Para implementações na rede, um suplemento solar é uma forma de reduzir a dependência na rede sem ter de aumentar os custos da infraestrutura para melhores baterias. Quando os incentivos disponíveis são tidos em conta, são uma recomendação sólida. À medida que o mercado dos EUA para sistemas híbridos cresce, o investimento seguir-se-á, o que estimulará a inovação e reduzirá os custos.

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A fazer a transição para 5G com a Vertiv

Proporcionando aumentos exponenciais na velocidade e no volume da transmissão de dados, as redes 5G irão abrir as portas a inúmeras aplicações novas, avançadas e cada vez mais valiosas em todas as áreas da vida. À medida que confiamos nestas aplicações, a fiabilidade e a segurança da rede tornam-se ainda mais críticas.

Isto representa um desafio sem precedentes para as operadoras de telecomunicações de hoje, que têm de atualizar centenas de milhares de instalações existentes, construir igualmente muitas instalações novas e gerir o enorme aumento do consumo de energia que irá ocorrer com a proliferação de sistemas de TI em toda a rede.

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Essa introdução generalizada das TI no espaço das telecomunicações é o problema central em termos de alimentação e proteção destas redes 5G. Adicionar TI no core, no acesso e na periferia significa adicionar energia CA em ambientes tradicionalmente alimentados por CC e este é um conceito estranho para a maioria das empresas de telecomunicações. A sua experiência em energia CC tem mais de um século, mas a CA é nova, diferente e acrescenta uma complicação que não podem ignorar.

O modelo emergente é um híbrido de arquiteturas tradicionais de telecomunicações e centros de dados. A Vertiv, com conhecimentos únicos em ambos os setores, está a trabalhar com operadoras em todo o mundo para implementar soluções de infraestruturas que apoiem estes interesses por vezes opostos e garantam que as suas redes 5G funcionam de forma fiável e eficiente.

Idioma e Localização