En uppgradering till mer effektiva mobilradiotorn kan spara tillräckligt med el för att driva städer som Phoenix, New Orleans eller Seattle, enligt en ny studie producerad av Det amerikanska undersökningsföretaget J. Gold Associates.
Årligen använder amerikanska cellplatser totalt nästan 21 miljoner megawattimmar (MWh) energi. Det motsvarar den genomsnittliga energianvändningen av nästan två miljoner hem.
“Mobiltjänster har blivit en kritisk komponent i det moderna livets infrastruktur. “Det är svårt att föreställa sig att inte kunna kommunicera på språng med våra mobila enheter, eller i allt högre grad genom en trådlös hemgateway som möjliggör Internettjänster för både privatkunder och företagskunder”, står det i rapporten. “Men det diskuteras inte ofta den börda som många cellplatser lägger på elförsörjningen som behövs för att hålla dem drivna och kostnaderna förknippade med strömförsörjningen.”
Varje 10-procentig minskning av den totala energin på cellplatsen genererar tillräckligt med el som sparas för att driva motsvarande 195 000 hem. Och en minskning på 40 % ger tillräckligt med el för att driva motsvarande nästan 782 000 hem, enligt studien “U.S. Cell Sites: A Sustainability Analysis.”
Genom att uppgradera både radiohårdvara och hanteringsprogramvara kan varje cellplats spara upp till 40 % av sitt elbehov, står det i rapporten.
“Hållbar återanvändning av el kan användas för att driva ett stort antal likvärdiga hem utan behov av nya energikällor”, står det i rapporten. “Mängden och kostnaden för el för att driva vår moderna cellulära infrastruktur är enorm och har en effekt på användarens abonnemangskostnader, såväl som belastningen på elnätet och skapandet av växthusgaser från energiproduktion.
“Det skulle vara fördelaktigt för branschen att röra sig i den här riktningen så snabbt som möjligt”, avslutar studien.
En typisk modern, högpresterande cellplats skulle sannolikt kosta runt 200 000 dollar, enligt Jack Gold, huvudanalytiker och författare till rapporten. Varje operatör skulle ansvara för sin egen utrustning, även om de delar ett fysiskt torn med andra. Vanligtvis ägs tornet av ett tornföretag, som sedan hyr ut tomten till olika operatörer (liknande en flerbostadsuthyrning, till exempel en bostadsrätt eller flerbostadshus).
“Så varje operatör är ansvarig för sin egen uppgradering av sin utrustning,” sa Gold i en intervju.
Enligt Cellular Telecommunications Internet Association (CTIA) det fanns 417 215 cellsajter i USA i slutet av 2020. Även om det antalet är ett rörligt mål eftersom fler cellsajter läggs till när nya områden eller tjänster lanseras, använde J. Gold Associates det numret för din rapport. beräkningar (CTIA är en branschorganisation som representerar den amerikanska industrin för trådlös kommunikation).
Radioelementet i ett cellulärt telekommunikationsnätverk kallas RAN (vilket är en förkortning för radioaccessnätverk). Den typiska RAN varar ungefär åtta år innan den kräver uppgraderingar eller ersättning, sa Gold.
(Eftersom det finns stor variation i åldern på mobilsajter globalt är det svårt att uppskatta hur många som för närvarande behöver bytas ut, enligt en talesperson för det svenska tele- och nätverksföretaget Ericsson.)
Istället för att bara ersätta gammal hårdvara, kommer att flytta till en mer virtualiserad miljö istället för dedikerad hårdvara hjälpa till att minska det totala energibehovet, sa Gold.
AI erbjuder möjligheter
Genom att använda artificiell intelligens (AI) i programvara för hantering av mobiltelefoner kan tjänsteleverantörer dessutom driva infrastrukturen mer proaktivt med verktyg för att övervaka passiv utrustning och möjliggöra förutsägande underhåll och kontaktlös felsökning för att minska kostnader, energianvändning och besök på plats. .
“AI-verktyg är användbara för att hantera mobilhårdvara genom att bättre förstå hur mycket ström som behövs för varje anslutning, snarare än att bara slå på och stänga av radioapparater med full effekt, vilket i princip är vad som händer i enheter.” äldre, sa Gold. . “Om du är nära tornet behöver du inte sända en signal till mig med full kraft.”
AI kan också känna igen tidigare mönster och hantera team baserat på det (mjukvaran kan “lära sig” att en webbplats sällan har trafik från 02:00 till 03:00 och sätter den till ett minimum). Den typen av granulär hantering kan minska energin avsevärt. Och bättre antenner, som effektivare 5G Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO)-enheter, kan också hjälpa till att begränsa den överföringseffekt som behövs.
Ericsson tillkännagav nyligen ett mer energieffektivt RAN Den drivs av företagets nästa generations kisel, som den hävdar använder 25 % mindre energi. Portföljuppgraderingen inkluderar allt från dubbelbandsradio till ultralätta Massive MIMO-radioapparater, lågutrymmesantenner och energibesparande mjukvarufunktioner.
“Dessutom kan nyare enheter ha programvara installerad som bättre kan interagera med ledningen för att ta hänsyn till ett antal energibesparande funktioner, precis som nyare datorer också klarar sig bättre än äldre datorer,” sa Gold.
En annan avgörande komponent för energieffektiviteten är effektförstärkaren (PA) i radion som används för att generera de signaler som sänds, enligt Ericsson. Vanligtvis förbrukar PA:n mer än 60 % av radions ström. Som ett resultat kan effektiviteten hos radiohårdvara optimeras för den specifika uteffekten eller konfigurationen som används genom att kontinuerligt integrera mer diskreta steg i ett enda paket, anta nya tekniker som högeffektiv galliumnitrid (GaN) och bredbands multiradiobredband PA-teknik, sa Ericssons talesman.
Övergången till 5G spelar också roll
Ungefär en fjärdedel av världens befolkning har för närvarande tillgång till 5G-täckning. Cirka 70 miljoner 5G-abonnemang lades till bara under första kvartalet 2022, enligt Ericsson. År 2027 kommer omkring tre fjärdedelar av världens befolkning att ha tillgång till 5G, enligt Ericsson juni 2020 Mobilitetsrapport.
Sedan skapandet av 5G RAN 2015, sa Ericsson att de har skickat 8 miljoner enheter till sina kunder, “de mest installerade 5G-förberedda radioapparaterna i branschen”, sa en talesman via e-post.
Det finns för närvarande cirka 210 5G-nät i kommersiell tjänst och Ericsson säger sig vara marknadsledande med cirka 50 % (120 nät) av den globala mobila 5G-trafiken utanför Kina.
I en tidigare rapportEricsson sa att det finns en uppfattning om att äldre utrustning på mobiltelefoner kan hantera den ökade trafikefterfrågan från fler mobila enheter och uppgraderingar till 5G, vilket företaget bestrider.
“Övergången från 4G till 5G för med sig en stor ökning av datorkraven: de har ökat med en faktor på mer än 150”, sa Ericssons talesperson. “Medan allmänna datorlösningar kan användas för 5G behöver du specialbyggt kisel för att verkligen leverera 5G-prestanda med högsta strömeffektivitet. Ericssons System on a Chip (SoC) design är den optimala lösningen för att uppnå detta.”
Ericsson hävdar att dess senaste 5G-radiosystem kan minska strömförbrukningen med cirka 30 % när det används för att modernisera nuvarande infrastruktur. Systemet stöder fristående och icke-fristående 5G-, 4G-, 3G- och 2G-accessteknologier. “Den levererar höga nivåer av orkestrering och automatisering för operativ effektivitet och ger upp till 20 % besparingar på infrastrukturen med molnbaserad verksamhet”, sa företaget.
“I vissa fall betalar du till och med för uppgraderingen inom tre år”, sa företaget i sin rapport. “Kundberättelser visar att tjänsteleverantörer har minskat energiförbrukningen på platsen med upp till 15 % genom intelligenta lösningar för platsstyrning.”
Vissa studier hävdar dock att 5G förbrukar upp till dubbelt så mycket energi som 4G-system. “En typisk 5G-basstation förbrukar upp till två gånger eller mer kraften hos en 4G-basstation”, skrev Matt Walker, chefsanalytiker på MTN Consulting i en rapport med titeln “Operatörer står inför energikostnadskris.”
