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Guia da Vertiv para a tecnologia 5G

O 5G é a quinta geração da rede de telecomunicações celulares, oferecendo maior largura de banda e velocidades mais rápidas que possibilitam tudo desde vídeos de alta definição até jogos de latência ultrabaixa e telemedicina avançada, com a promessa de aplicações ainda mais avançadas à medida que a tecnologia amadurece e se expande em todo o mundo.

Introdução ao 5G

O 5G é a quinta geração da rede de telecomunicações celulares, oferecendo maior largura de banda e velocidades mais rápidas que possibilitam tudo desde vídeos de alta definição até jogos de latência ultrabaixa e telemedicina avançada, com a promessa de aplicações ainda mais avançadas à medida que a tecnologia amadurece e se expande em todo o mundo.

Espera-se que cerca de 40% da população mundial tenha acesso ao 5G até 2024 e o 5G deve possibilitar US$ 13,1 trilhões em vendas até 2035. As despesas de capital (CapEx) globais com 5G e pesquisa e desenvolvimento (P&D) aumentaram 10,8% por ano e devem atingir US$ 265 bilhões anuais nos próximos 15 anos.

A corrida para o 5G é uma corrida do ouro, e as operadoras de telecomunicações estão correndo na frente, priorizando a disponibilidade e a segurança na corrida para chegarem primeiro. Isso é compreensível, mas gerenciar o inevitável aumento no consumo de energia é um desafio iminente.

5G: como chegamos aqui

A mudança de 2G para 3G para 4G foi bastante linear e precisou de um pouco mais do que uma mudança incremental, e menos do que uma revolução tecnológica. O 3G tornou o smartphone moderno possível e forneceu recursos básicos de dados e Internet. O 4G refinou essas redes e aumentou 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 ‘Gs’ anteriores?

O 5G é a próxima evolução, mas dizer isso subestima a profunda mudança que a implementação do 5G representa. O 5G aumenta drasticamente a largura de banda da rede e aumenta exponencialmente as velocidades de rede, possibilitando aplicações que simplesmente não eram possíveis anteriormente. As redes 5G eventualmente possibilitarão veículos autônomos, analytics avançadas em tempo real e inteligência artificial que serão transformadoras em todas as indústrias e esferas da vida.

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“O 5G representa a atualização de rede mais impactante e difícil já vista pela indústria de telecom.”

Brian Partridge, VP de Pesquisas da 451 Research

A arquitetura 5G se baseia nas redes existentes, mas introduz sistemas de TI adicionais que possibilitam uma computação rápida e poderosa do core ao edge. Esta é a promessa do 5G: a capacidade de processar dados e realizar computação em cada site e microsite para possibilitar aplicações de latência ultrabaixa para o usuário final.

Essa maior dependência da TI apresenta novos desafios e exige algumas mudanças fundamentais em toda a rede. Os equipamentos de TI não se encaixam perfeitamente nos sites das empresas de telecomunicações tradicionais, o que as operadoras sem dúvida entendem depois de passar a última década fazendo a transição de seus escritórios centrais para o que efetivamente são data centers no core de suas redes. A infraestrutura de 5G será um híbrido de modelos tradicionais de infraestrutura de telecom e TI, exigindo transições perfeitas entre todos os sistemas em todos os momentos.

Entender a arquitetura 5G

As redes 5G serão muito mais densas do que as redes 3G e 4G existentes para cumprir as promessas duplas de aumento de largura de banda e menor latência. Isso significa que haverá muito mais estações rádio base em toda a rede e cada estação apresentará mais equipamentos de TI. Essas são diferenças significativas. As operadoras não estão apenas agregando às suas redes; elas estão construindo novas redes encima dessas arquiteturas 3G e 4G.

Essas diferenças se manifestam de várias maneiras. A adição de equipamentos de TI em toda a rede exige maior atenção à proteção ambiental desses equipamentos eletrônicos sensíveis. Isso significa gabinetes e invólucros resistentes e refrigeração e controle de umidade exclusivos. A refrigeração de precisão normalmente era desnecessária em todos os climas, exceto nos mais extremos para as redes de telecom tradicionais, já que essas redes, incluindo iterações 3G e 4G, exigiam 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 traz outra complicação. Os equipamentos de TI exigem muito mais energia para funcionar e, portanto, normalmente operam com energia AC, enquanto as redes e equipamentos de telecom existentes dependem da DC power. Além disso, fontes de energia alternativas são usadas para complementar a energia da rede em muitas partes do mundo e essas fontes também produzem DC power. Pode ser feita uma ponte para solucionar essa divisão, mas isso requer o parceiro certo. A Vertiv tem uma expertise profunda e exclusiva em espaços de TI e telecom que pode ajudar as operadoras a navegar por arquiteturas energéticas com as quais estão pouco familiarizadas.

Essa adição de TI e a introdução de energia AC vem funcionando nos escritórios centrais há vários anos e continuam até hoje. O espaço de acesso é a nova fronteira do 5G com sites de torres de celular que passam por mudanças significativas ou atualizações para ter suporte 5G e esses novos recursos de TI. Esses locais passaram por várias arquiteturas, de RAN a D-RAN e C-RAN, encaminhando-se ao que, em última análise, será o Cloud-RAN ou, basicamente, uma rede celular virtualizada que desloca cargas de forma contínua entre locais e regiões geográficas.

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

A macroestação de base inicial com arquitetura de rede de acesso por rádio (RAN) consistia em uma torre celular e antena com todos os equipamentos associados na base da torre conectados à antena por meio de um cabo coaxial. Esses tipos de estação exigiam vários gabinetes ou, às vezes, abrigos maiores que protegiam todos os equipamentos necessários.

A rede de acesso de rádio distribuída (D-RAN) moveu as unidades de rádio remotas (remote radio heads, RRHs) da base da torre para o topo da torre junto com a antena e substituiu o cabo coaxial por fibra. O restante do equipamento permaneceu na base. A D-RAN reduziu a energia necessária e aumentou a capacidade da rede, reduzindo a distância entre a antena e o rádio (reduzindo a perda de sinal). O uso de RRHs na torre também significou um espaço ocupado por equipamentos menor na base da torre.

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A mudança mais recente para a rede de acesso de rádio centralizada (C-RAN) foi mais disruptiva. As arquiteturas C-RAN surgiram para ter suporte 4G e pegaram equipamentos da base da torre e os centralizaram em outro lugar para atender a vários sites. Isso reduziu o espaço físico ocupado na torre e proporcionou outros benefícios relacionados ao monitoramento e manutenção do equipamento. Muitos sites de 4G atuais empregam arquiteturas C-RAN, mas a mudança para 5G exige outra reavaliação do design de estações rádio base.

Novamente, a promessa do 5G se baseia na capacidade das operadoras de colocar a computação o mais perto possível do consumidor, começando onde elas já têm acesso a imóveis: em sites de torres de celular. A C-RAN removeu equipamentos de computação desses locais. Não veremos uma reversão imediata; esses locais de C-RAN centralizados desempenharão um papel no 5G, mas veremos mais equipamentos de TI retornando para esses sites de torre, a introdução da rede de acesso de rádio aberta (Open Radio Access Network, O-RAN) e um conjunto totalmente novo de desafios de implementação.

Implementação de 5G no core

Há uma tendência a pensar sobre o 5G conforme ele se aplica às estações de torres de celular existentes e isso certamente é uma frente na campanha de implementação global em andamento. Na realidade, no entanto, a implementação de 5G está acontecendo em escritórios centrais, em estações rádio base não explorados e em implementações de TI no edge da rede. As redes 5G são muito mais densas e mais complexas do que as gerações anteriores e a implementação representa cada bit de desafio sugerido.

Em um escritório central, isso significa modernizar as instalações existentes para suportar os servidores de TI necessários para o tráfego 5G. Os escritórios centrais tradicionais eram centros de comutação operando exclusivamente com DC power e com uma carga de calor de 2 a 3 kW, que exigia pouca atenção à refrigeração. O 5G está mudando tudo isso. Os cabos de cobre e interruptores de linha estão fora, tendo sido substituídos por racks de servidores, sistemas de DC power adicionais e/ou sistemas UPS CA e unidades de refrigeração de precisão para gerenciar a carga de calor correspondente.

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Essas têm sido as diferenças fundamentais entre as arquiteturas de telecomunicações e TI há décadas. Empresas de telecomunicações dependem de DC power para operar a rede e precisam de refrigeração mínima. Data centers e instalações de TI usam energia AC para operar servidores e os componentes eletrônicos desses servidores são mais sensíveis ao calor e exigem refrigeração mais sofisticada para funcionar corretamente.

Com o 5G, essas divisões ficam menos claras. Mais equipamentos de TI estão sendo introduzidos em ambientes tradicionais de empresas de telecomunicações, mudando completamente os perfis de energia e refrigeração dessas instalações. Na maioria dos casos, não é tão simples quanto AC ou DC power. Essas instalações estão evoluindo para incluir ambos, e isso requer uma expertise especial para instalar com segurança e gerenciar com eficácia. A Vertiv, com décadas de experiência em suporte de infraestrutura de telecom e data center, possui soluções para ambientes AC e DC e está igualmente capacitada em ambas as arquiteturas.

Por pelo menos 20 anos, a indústria de data centers tem explorado o uso de DC power de alta tensão como uma arquitetura de energia alternativa nessas instalações. O argumento é simples: reduz uma conversão de energia, tornando-a mais eficiente. O experimento permaneceu em grande parte no plano teórico, embora tenha havido data centers isolados e vários projetos piloto que usaram arquiteturas DC de alta tensão. Em última análise, a falta de familiaridade com DC e a realidade de que a maioria dos servidores permanece alimentada por energia AC impediram a adoção generalizada.

Essa abordagem está entre as que vêm ganhando força nesses novos escritórios centrais de telecomunicações 5G altamente baseados em TI. São instalações já equipadas para DC power e operadas por tomadores de decisão que estão à vontade com DC. A inércia do status quo que existe no data center está ausente nas telecomunicações.

Outras operadoras estão fazendo a transição de maneira mais ou menos integral para uma arquitetura de energia AC semelhante a um data center, tudo isso sem abandonar as raízes de DC de seus escritórios centrais. Nesses casos, essas instalações são totalmente condicionadas, removendo a maior parte dos equipamentos do antigo escritório central e, muitas vezes, substituindo-os por soluções de TI modulares totalmente integradas, muitas vezes pré-fabricadas, como o Vertiv SmartRow.

Telcos & Edge Computing

A abordagem mais comum é uma combinação, aproveitando os sistemas de DC power para alguns elementos da instalação e ao mesmo tempo adicionando sistemas UPS CA de energia de reserva para os servidores. Uma tendência emergente em todos os casos: a introdução da refrigeração de precisão. Isso é necessário para refrigerar os equipamentos de TI, mas acrescenta outros equipamentos à carga de energia. Essa é uma razão pela qual, embora o 5G seja mais eficiente do que o 4G por gigabyte, o consumo de energia geral seja muito maior com o 5G.

SmartRow e SmartAisle, embora originalmente projetados para ambientes de data center, podem ser configurados para suportar esses ambientes combinados AC/DC, embora os pods AC e DC frequentemente fiquem separados por segurança. Em escritórios centrais, SmartRow e SmartAisle normalmente são implementados com 10 a 20 racks e incorporam confinamento de corredor quente ou corredor frio para eficiência energética.

Implementação de 5G no edge

A suplementação desse modelo tradicional de core/acesso é um edge emergente da rede que é necessário para suportar o 5G. Esses recursos de edge agregam computação mais perto do usuário final, o que é necessário para habilitar as aplicações de baixa latência e alta largura de banda possibilitadas pelo 5G. Esses recursos podem ser implementados em sites de torres ou em outros locais no espaço de acesso.

A proliferação de edge vem acontecendo na frente do data center há vários anos e, agora, as operadoras de telecom estão implementando seus próprios recursos de edge computing e, em alguns casos, aproveitando os fornecedores de edge computing/cloud existentes para atender às suas necessidades de 5G.

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Esses data centers de edge são sofisticados e críticos para oferecer a funcionalidade 5G completa. O Vertiv™ SmartMod™ é uma solução modular para essa necessidade, normalmente implementada como um data center de 100 kW, com até 10 racks de 10 kW por rack. O SmartMod possui salas separadas para equipamentos de TI e sistemas de energia e baterias, e inclui gerenciamento térmico para todos os sistemas.

Se parece que o 5G exige expertise além da que era exigida das empresas de telecomunicações no passado, é porque ele de fato o faz. Essas redes 5G são um híbrido de recursos de empresas de telecomunicações e data centers, combinando equipamentos e arquiteturas AC e DC de maneiras pouco familiares para a maioria das operadoras. A expertise em ambas as arenas é crítica para otimizar a implementação do 5G.

A Vertiv é única em seu conhecimento e experiência com equipamentos e arquiteturas de telecom e data center. Estamos apoiando essas indústrias convergentes com expertise incomparável e soluções perfeitamente integradas, removendo esses obstáculos não familiares para as operadoras que não têm tempo para uma curva de aprendizagem.

Implementação de 5G no espaço de acesso

O 5G está forçando mudanças na rede de acesso que são quase tão drásticas quanto as que foram vistas nos escritórios centrais. As estações de base em sites de torres de celular suportam uma carga de cerca de 5 kW em um local padrão 3G ou 4G. Com o 5G, essas cargas são de 20 a 40 kW. Esse tipo de aumento maciço em energia e computação exige atualizações significativas nos locais existentes.

Gerenciar os imóveis limitados sites locais é a primeira consideração, e isso foi um fator para mover os rádios para o topo das torres de celular; essas torres agora podem conter dezenas de rádios. Em alguns casos, os retificadores também são colocados nas torres, permitindo que a operadora ligue a torre em energia AC, o que proporciona economia de custos porque o cabo AC é mais barato do que o cabo DC.

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Tudo isso traz outras complicações, incluindo algumas quedas de potência do sistema de alimentação na base da torre para os rádios localizados na parte superior da torre. Amplificadores de tensão podem superar essas quedas, amplificando de 48V a 57V para garantir que alimentação suficiente chegue ao equipamento na torre. A Vertiv realiza isso através de uma solução criativa, o Conversor eSure Power Extend Converter que se conecta a um painel de distribuição de CC para conservar espaço na base da torre.

Os equipamentos adicionais nesses sites, especificamente os equipamentos de TI que habilitam as aplicações de 5G, demandam uma nova forma de pensar sobre armazenamento, segurança e controle ambiental. Novamente, o equipamento de TI é mais sensível do que os equipamentos tradicionais de telecom e precisam ser armazenados adequadamente nos sites de torres.

Isso pode ser feito de diferentes maneiras, de gabinetes separados e menores a invólucros maiores que podem abrigar racks de servidores e sistemas de gerenciamento térmico. A escolha é determinada por vários fatores, incluindo o tamanho do site, a quantidade de equipamentos necessários na base e as condições ambientais padrão.

Assim como no escritório central, a introdução de energia AC nesses sites pode levar a outras complicações. Em geral, a rede elétrica AC precisa ser atualizada ou gerenciada por meio de software para suportar o aumento da carga AC que suporta os equipamentos de TI. Este software impede que o disjuntor de AC do site desarme durante as horas de pico, fazendo a transição ao sair dos retificadores e ir para as baterias.

A Vertiv adota uma abordagem inovadora para esse desafio, usando o equilíbrio trifásico para evitar desarmar o disjuntor. Esse tipo de gerenciamento inteligente de energia é crítico porque trazer uma nova rede elétrica AC da concessionária pode ser demorado e caro.

Progresso do 5G pelo mundo

O 5G pode ser uma tecnologia global, mas a implementação não está acontecendo no mesmo ritmo ou da mesma forma em todo o mundo. A China e a Coreia do Sul saíram na frente na corrida para o 5G, levando o resto da região Ásia-Pacífico com eles.

As operadoras nessa parte do mundo têm sido mais rápidas na implementação de novas redes e equipamentos de rede, realizando atualizações no local conforme necessário e como um complemento para uma implementação agressiva de novos sites. Elas também têm estado mais abertas a arquiteturas DC de alta tensão, o que não é surpreendente, considerando que muitos dos que adotam essa tecnologia no data center estavam localizados na região.

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A estratégia nos EUA tem sido um pouco mais conservadora do que a escolhida na Ásia, com as atualizações dos locais de 4G para 5G desempenhando um papel importante. Houve diferenças entre os fornecedores, com as operadoras maiores optando por implementar para atender às necessidades atuais e futuras e as operadoras menores optando por implementações menores para minimizar o investimento de capital.

O surpreendente exemplo atípico é a Europa, onde as implementações de 5G estão cerca de um ano atrás da Ásia e dos EUA. Há uma série de problemas, começando com atrasos contínuos na atribuição de frequências no espectro.

Há algumas exceções notáveis: a França e a Finlândia mudaram cedo e receberam atribuições de espectro rapidamente; mas, na maioria dos casos, os leilões para espaço no espectro ainda não aconteceram. A expectativa é que cerca de 70 a 80% dessas atribuições poderiam acontecer até o final de 2021.

O início lento não deve ser confundido com falta de atividade na Europa. Os primeiros que estão se movendo estão progredindo em um ritmo acelerado, e mesmo as operadoras que ainda esperam por esses leilões de espectro estão fortemente envolvidas na preparação do site para que possam mudar rapidamente quando chegar a hora.

Muitas operadoras europeias estão vendendo suas torres de celular de volta para as empresas de torres, aumentando o capital necessário para o investimento em 5G. Depois, elas alugam o uso dessas torres das empresas de torres.

Isso está criando uma necessidade de gerenciamento de energia inteligente nesses sites, para que as operadoras sejam cobradas apenas pelo tempo de uso em uma determinada torre. A Vertiv possui soluções de medição e gerenciamento de energia para esses arranjos multilocatários.

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A Europa também tem regulamentações sobre o número de torres de celular que podem ser implementadas, o que faz com que o adensamento da rede 5G aconteça de diferentes maneiras. Para superar a falta de torres, as operadoras implementam muitas células pequenas sobrepostas. Esses designs sobrepostos permitem que as operadoras implementem alguns sites sem energia de reserva, optando por deslocar cargas para um site sobreposto.

Um problema surpreendente na Europa: garantir que as redes 5G possam suportar comunicações de voz. Algumas redes 4G na região não estão equipadas para suportar chamadas de voz e dependem de redes 2G e 3G herdadas. A indicação inicial, no entanto, é que muitas operadoras planejam desativar esses sites de 3G e manter o 2G para transmissões de voz.

A implementação mais lenta na Europa deu às operadoras tempo para se concentrarem mais no consumo de energia, emissões e impacto ambiental geral de suas redes. Essas questões são priorizadas no continente, independentemente da energia, mas as empresas de telecomunicações estão cientes dos problemas inerentes ao 5G.

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

Como esperado, o investimento e o progresso no Oriente Médio e na África ficaram centralizados 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 e possibilitará um universo de novos serviços, incluindo recursos avançados de gerenciamento de energia que serão críticos para resolver desafios crescentes de energia e sustentabilidade. No entanto, ainda há desafios práticos para as operadoras de telecomunicações que enfrentam picos no consumo de energia e nas emissões devido ao 5G.

Mesmo que as redes 5G sejam até 90% mais eficientes do que suas antecessoras 4G, elas ainda exigem muito mais energia devido ao aumento da densidade da rede, dependência pesada de sistemas de TI, aumento do uso da rede e aumento acelerado do tráfego. As operadoras devem enfrentar esses desafios adotando as práticas recomendadas de eficiência energética em suas redes, que podem ajudar a mitigar o aumento do consumo de energia e das emissões e os custos associados.

Como ocorre com tudo relacionado ao 5G, essas práticas são novas, desconhecidas e fundamentalmente diferentes de qualquer coisa que tenha surgido antes. Uma rede 5G totalmente concretizada exige mais sites em edge e é muito mais densa do que suas antecessoras 3G e 4G; grandes mudanças são necessárias para suportar frequências 5G e atender às demandas de largura de banda e latência de aplicações possibilitadas pelo 5G e de seus usuários. As próprias estações rádio base são diferentes, com muito mais equipamentos de TI que consomem muito mais energia.

Houve uma tendência em toda a indústria, e certamente na cobertura inicial de 5G, de focar no fato de que as redes 5G serão mais eficientes por gigabyte do que o 3G ou 4G. Isso certamente é verdade, mas o aumento maciço no número de sites e as demandas de energia desses sites dependentes de TI resultarão em um pico correspondente no consumo de energia. Esse pico será significativo.

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

Esta não é uma consideração nova. Afinal, 92% dos custos operacionais de rede são gastos em consumo de energia. O 5G está apenas aumentando o problema.

Há uma variedade de estratégias e táticas a considerar, variando de etapas modestas que as operadoras já devem estar implementando a abordagens mais ambiciosas que exigem uma reconsideração fundamental das arquiteturas de site.

As redes 5G exigem que muitas estações rádio base novas aumentem adequadamente a densidade da rede, mas centenas de milhares de sites existentes em todo o mundo estão passando por modernizações de 5G. Muitos desses sites, se não a maioria, estão equipados com equipamentos mais antigos e ineficientes, e substituir sistemas de DC power herdados por sistemas mais novos com retificadores de alta eficiência pode melhorar a eficiência em 5 a 6%. É claro que qualquer local novo deve priorizar a eficiência e ser configurado com equipamentos de alta eficiência sempre que possível.

Os sistemas de DC power de hoje são mais inteligentes e capazes de gerenciamento de energia mais avançado; recursos que foram amplamente ignorados em favor da operação estática em estações rádio base tradicionais. As operadoras podem reduzir custos aproveitando esses recursos. Por exemplo, as operadoras de telecom podem selecionar modos de operação que permitam armazenar energia mais barata e fora do pico para uso durante horários de pico, para reduzir os custos e o consumo de serviços públicos durante o pico.

Os avanços tecnológicos nas baterias apresentam oportunidades adicionais para melhorias de eficiência. As baterias de íons de lítio (Li-ion) oferecem vários benefícios quando comparadas às baterias tradicionais de chumbo-ácido reguladas por válvula (valve-regulated lead-acid, VRLA) com um ponto de queda de preço que torna o retorno sobre o investimento mais do que aceitável.

Como as baterias Li-ion são menores e podem operar em temperaturas mais altas, elas não exigem o mesmo nível de refrigeração que as VRLA, reduzindo os custos e o uso de energia.

As baterias Li-ion duram mais do que as VRLA e, ao prolongar a vida útil das baterias, as operadoras reduzem as necessidades de monitoramento e substituição, visitas técnicas e custos, juntamente com as emissões de dióxido de carbono (CO2) associadas a essas atividades.

Os sistemas de DC power de hoje são mais inteligentes e capazes de gerenciamento de energia mais avançado; recursos que foram amplamente ignorados em favor da operação estática em estações rádio base tradicionais. As operadoras podem reduzir custos aproveitando esses recursos. Por exemplo, as operadoras de telecom podem selecionar modos de operação que permitam armazenar energia mais barata e fora do pico para uso durante horários de pico, para reduzir os custos e o consumo de serviços públicos durante o pico.

Além disso, as baterias Li-ion com sistemas inteligentes de gerenciamento de bateria contribuem para uma estratégia de energia de rede abrangente, possibilitando a redução de picos, aumentando a conversão e permitindo a operação do sistema de alimentação de energia acima da capacidade.

Essas são oportunidades importantes e imediatas para melhorias de eficiência. Considere que, em 2019, 66% das empresas de telecomunicações estavam no processo de atualização de suas baterias e 81% disseram que fariam isso dentro de cinco anos.

Melhorias incrementais, embora sejam importantes, não serão suficientes para gerenciar o desafio de energia do 5G. Em sua essência, a promessa do 5G é a capacidade de processar dados e realizar computação em cada site e microsite para possibilitar aplicações de latência ultrabaixa para o usuário final. Para que isso aconteça, as operadoras devem introduzir equipamentos de TI em suas vastas redes em crescimento. Esta é a diferença mais significativa entre o 4G e o 5G.

Infelizmente, esses equipamentos de TI foram projetados para data centers seguros e climatizados, e não para o mundo difícil e instável da rede de acesso de telecom. Conforme discutido anteriormente, também foram projetados para funcionar com energia AC.

Apresentar equipamentos alimentados por energia AC nesses ambientes de telecom adiciona uma etapa de conversão de energia e cada conversão extra resulta em uma queda de energia. Isso significa que você precisa começar com mais energia para alcançar o mesmo resultado. Mais energia significa mais calor, e equipamentos de TI são mais sensíveis ao calor do que os equipamentos de telecomunicações tradicionais, o que significa que a refrigeração se torna uma prioridade. A refrigeração consome energia.

Colocar esses equipamentos em abrigos de concreto de 12 metros, comuns em muitas estações rádio base, significa que esses abrigos devem ser refrigerados. Refrigerar essas grandes estruturas de concreto, mesmo quando os sistemas de TI são operados nos limites superiores de sua faixa térmica, exige muito ar frio e muita energia.

Gabinetes menores e modernos são projetados para proteger equipamentos sensíveis contra as intempéries e podem ser equipados com diferentes tipos de refrigeração, desde ar externo gratuito até tecnologias de refrigeração a líquido, passando por todos os intermediários, para atender às necessidades exclusivas de qualquer site.

Os sistemas de gerenciamento inteligentes usam inteligência artificial (IA) e análise de dados para calibrar continuamente configurações térmicas ideais, bombas de controle e ventiladores para alcançar o melhor resultado possível.

Esses são problemas pequenos para um único site, mas esses sites de rede podem chegar a centenas de milhares. Mesmo pequenos aumentos no consumo de energia se acumulam rapidamente. Felizmente, isso também acontece com as pequenas melhorias.

O consumo de energia é apenas uma parte de um desafio maior de sustentabilidade enfrentado pelas operadoras de telecom atuais. O foco global na mudança climática e na redução das emissões já está influenciando os tomadores de decisão da indústria.

A Verizon e a Vodafone visam zerar as emissões líquidas até 2040, e a Telefónica comprometeu-se a zerar as emissões líquidas em seus quatro principais mercados operacionais até 2030. Para chegar lá, a Verizon e a Vodafone visam reduzir 50% no uso de eletricidade até 2025 e a Telefónica visa uma redução de 70% até 2030.

São promessas ousadas e as estratégias para chegar lá quase certamente incorporarão as práticas recomendadas mencionadas acima. No entanto, apenas essas estratégias não serão suficientes.

Fontes de energia renováveis e sistemas de energia híbridos devem fazer parte da solução. A África e a Europa têm implementado sistemas híbridos há duas décadas e outras partes do mundo estão seguindo o exemplo. Os Estados Unidos ignoraram em grande parte as tecnologias híbridas no espaço de telecomunicações, pois o custo e a disponibilidade de energia permaneceram baixos e o custo da energia e dos painéis solares era proibitivo.

Isso está mudando em partes dos EUA, com o aumento dos custos de energia e a disponibilidade se tornando mais precária; os avanços nas tecnologias solares aproximam o custo por quilowatt-hora da rede de distribuição.

Para implementações na rede, um complemento solar é uma maneira de reduzir a dependência da rede de distribuição sem ter que aumentar os custos de infraestrutura para melhores baterias. Quando os incentivos disponíveis são levados em conta, é uma recomendação sólida. À medida que o mercado de sistemas híbridos dos EUA crescer, os investimentos farão o mesmo, o que estimulará a inovação e reduzirá os custos.

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Transição para 5G com a Vertiv

Ao oferecer aumentos exponenciais na velocidade e no volume da transmissão de dados, as redes 5G abrirão as portas para inúmeras aplicações novas, avançadas e cada vez mais valiosas em todas as esferas da vida. À medida que nos tornamos dependentes dessas aplicações, a confiabilidade e a segurança da rede se tornam ainda mais críticas.

Isso apresenta um desafio sem precedentes para as operadoras de telecom de hoje, que precisam atualizar centenas de milhares de sites existentes, construir essa mesma quantidade de novos sites e gerenciar o enorme aumento no consumo de energia que virá com a proliferação de sistemas de TI em toda a rede.

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Essa ampla introdução de TI no espaço de telecom é a questão central em termos de fornecer energia e proteger essas redes 5G. Adicionar TI no core, no acesso e no edge significa adicionar energia AC em ambientes tradicionalmente alimentados por DC power e isso é um conceito estranho para a maioria das empresas de telecomunicações. Sua expertise em DC power remonta a mais de um século, mas a AC é nova, diferente e adiciona uma complicação que eles não podem ignorar.

O modelo emergente é algo semelhante a um híbrido de arquiteturas tradicionais de empresas de telecomunicações e data centers. A Vertiv, com expertise exclusiva em ambos os setores, está trabalhando com operadoras em todo o mundo para implementar soluções de infraestrutura que suportam esses interesses às vezes opostos e garantir que suas redes 5G operem de forma confiável e eficiente.

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