La actualización de las torres de telefonía móvil podría ahorrar suficiente energía para alimentar ciudades enteras

La actualización a torres de radio celular más eficientes podría ahorrar suficiente electricidad para alimentar ciudades como Phoenix, Nueva Orleans o Seattle, según un nuevo estudio producido por Empresa de investigación estadounidense J. Gold Associates.

Anualmente, los sitios celulares de EE. UU. usan un total de casi 21 millones de megavatios hora (MWh) de energía. Eso es el equivalente a la energía promedio utilizada por casi dos millones de hogares.

“Los servicios celulares se han convertido en un componente crítico de la infraestructura de la vida moderna. Es difícil imaginar no poder comunicarse sobre la marcha con nuestros dispositivos móviles, o cada vez más a través de una puerta de enlace doméstica inalámbrica que permite servicios de Internet tanto para clientes residenciales como comerciales”, dice el informe. “Pero no se discute a menudo la carga que los numerosos sitios de celda imponen sobre los suministros de electricidad necesarios para mantenerlos alimentados y los costos asociados con la energía suministrada”.

Cada reducción del 10 % en la energía total del sitio de la celda genera suficiente electricidad ahorrada para alimentar el equivalente a 195 000 hogares. Y una reducción del 40 % proporciona suficiente electricidad para alimentar el equivalente de casi 782 000 hogares, según el estudio, «Sitios celulares de EE. UU.: un análisis de sostenibilidad».

Al actualizar tanto el hardware de radio como el software de administración, cada sitio celular podría ahorrar hasta un 40% de sus necesidades de electricidad, indica el informe.

Asociados J. Gold

“La reutilización sostenible de la electricidad se puede utilizar para alimentar una gran cantidad de hogares equivalentes sin necesidad de nuevas fuentes de energía”, dice el informe. “La cantidad y el costo de la electricidad para operar nuestra infraestructura celular moderna es enorme y tiene un efecto en los costos de suscripción de los usuarios, así como en la carga de la red eléctrica y la creación de gases de efecto invernadero a partir de la generación de energía.

“Sería beneficioso para la industria moverse en esta dirección lo más rápido posible”, concluye el estudio.

Un sitio celular típico moderno y de alto rendimiento probablemente costaría alrededor de $ 200,000, según Jack Gold, analista principal y autor del informe. Cada operador sería responsable de su propio equipo, incluso si comparte una torre física con otros. Por lo general, la torre es propiedad de una empresa de torres, que luego arrienda el sitio a varios operadores (similar a un alquiler de unidades múltiples, como un condominio o un edificio de apartamentos).

“Entonces, cada operador es responsable de su propia actualización de su equipo”, dijo Gold en una entrevista.

Ericsson

De acuerdo con la Asociación de Internet de Telecomunicaciones Celulares (CTIA) había 417,215 sitios celulares en los EE. UU. a fines de 2020. Si bien ese número es un objetivo móvil a medida que se agregan más sitios celulares a medida que se implementan nuevas áreas y/o servicios, J. Gold Associates usó ese número para su informe. calculos (CTIA es una asociación comercial que representa a la industria de comunicaciones inalámbricas de EE. UU.).

El elemento de radio de una red de telecomunicaciones celular se denomina RAN (que es la abreviatura de red de acceso de radio). La RAN típica dura alrededor de ocho años antes de que requiera actualizaciones o reemplazo, dijo Gold.

(Debido a que existe una gran variación en la antigüedad de los sitios celulares a nivel mundial, es difícil estimar cuántos necesitan ser reemplazados actualmente, según un portavoz de la empresa sueca de redes y telecomunicaciones Ericsson).

En lugar de simplemente reemplazar el hardware antiguo, pasar a un entorno más virtualizado en lugar de hardware dedicado ayudará a reducir la necesidad general de energía, dijo Gold.

La IA ofrece oportunidades

Además, mediante el uso de inteligencia artificial (IA) en el software de administración de sitios celulares, los proveedores de servicios pueden operar la infraestructura de manera más proactiva con herramientas para controlar equipos pasivos y permitir el mantenimiento predictivo y la resolución de problemas sin intervención para reducir los costos, el uso de energía del sitio y las visitas al sitio. .

Asociados J. Gold

“Las herramientas de inteligencia artificial son útiles para administrar el hardware de los sitios celulares, al comprender mejor cuánta energía se necesita para cada conexión, en lugar de simplemente encender y apagar las radios a máxima potencia, que es básicamente lo que sucede en los equipos más antiguos”, dijo Gold. . «Si estás cerca de la torre, no necesitas transmitirme una señal a máxima potencia».

AI también puede reconocer patrones anteriores y administrar equipos sobre esa base (el software podría «aprender» que un sitio rara vez tiene tráfico de 2 am a 3 am y lo pone en potencia mínima). Ese tipo de gestión granular puede reducir significativamente la energía. Y mejores antenas, como los dispositivos 5G Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) más eficientes, también pueden ayudar a limitar la potencia de transmisión necesaria.

Ericsson

Ericsson anunció recientemente una RAN de mayor eficiencia energética está alimentado por el silicio de última generación de la compañía, que, según afirma, utiliza un 25% menos de energía. La actualización de la cartera incluye todo, desde radios de doble banda hasta radios Massive MIMO ultralivianos, antenas de bajo espacio y funciones de software de ahorro de energía.

“Además, los dispositivos más nuevos pueden tener un software instalado que puede interactuar mejor con la administración para tener en cuenta una serie de funciones de ahorro de energía, al igual que las PC más nuevas también lo hacen mejor que las PC más antiguas”, dijo Gold.

Otro componente crucial para la eficiencia energética es el amplificador de potencia (PA) en la radio que se utiliza para generar las señales que se transmiten, según Ericsson. Por lo general, el PA consume más del 60% de la energía de la radio. Como resultado, la eficiencia del hardware de radio se puede optimizar para la potencia de salida específica o la configuración utilizada mediante la integración continua de pasos más discretos en un solo paquete, adoptando nuevas tecnologías como el nitruro de galio (GaN) de alta eficiencia y la tecnología PA de banda ancha multi -radios de banda ancha, dijo el vocero de Ericsson.

El paso a 5G también juega un papel

Aproximadamente una cuarta parte de la población mundial actualmente tiene acceso a cobertura 5G. Se agregaron unas 70 millones de suscripciones 5G solo durante el primer trimestre de 2022, según Ericsson. Para 2027, alrededor de las tres cuartas partes de la población mundial podrá acceder a 5G, según Informe de movilidad de junio de 2020 de Ericsson.

Desde la creación de RAN 5G en 2015, Ericsson dijo que ha enviado 8 millones de dispositivos a sus clientes, «las radios listas para 5G más instaladas en la industria», dijo un portavoz por correo electrónico.

En la actualidad, hay alrededor de 210 redes 5G en servicio comercial y Ericsson afirma liderar el mercado con aproximadamente el 50 % (120 redes) del tráfico mundial de 5G móvil fuera de China.

En un informe anteriorEricsson afirmó que existe la percepción de que los equipos más antiguos en los sitios celulares pueden manejar la mayor demanda de tráfico de más dispositivos móviles y actualizaciones a 5G, lo que la empresa cuestiona.

“La transición de 4G a 5G trae consigo un gran aumento en los requisitos de cómputo: se han incrementado en un factor de más de 150”, dijo el portavoz de Ericsson. “Si bien las soluciones informáticas generales se pueden usar para 5G, para ofrecer realmente un rendimiento 5G con la mayor eficiencia energética, necesita silicio especialmente diseñado. El diseño System on a Chip (SoC) de Ericsson es la solución óptima para lograrlo”.

Ericsson afirma que su sistema de radio 5G más nuevo puede reducir el consumo de energía en aproximadamente un 30 % cuando se utiliza para modernizar la infraestructura actual. El sistema admite tecnologías de acceso 5G, 4G, 3G y 2G independientes y no independientes. “Ofrece altos niveles de orquestación y automatización para la eficiencia operativa y proporciona hasta un 20 % de ahorro en infraestructura con operaciones nativas de la nube”, dijo la compañía.

“En algunos casos, incluso paga la actualización dentro de los tres años”, dijo la compañía en su informe. «Los casos de los clientes muestran que los proveedores de servicios han reducido el consumo de energía del sitio hasta en un 15 % a través de soluciones inteligentes de control del sitio».

Sin embargo, algunos estudios afirman que 5G consume hasta el doble de energía que los sistemas 4G. “Una estación base 5G típica consume hasta el doble o más de la potencia de una estación base 4G”, escribió Matt Walker, analista jefe de MTN Consulting en un informe titulado “Los operadores enfrentan la crisis del costo de la energía.”