Piąta generacja sieci komórkowych stanie się prawdopodobnie jedną z najważniejszych technologii obecnej dekady. Eksperci uważają, że jeśli uda się wykorzystać jej potencjał, to zmieni ona sposób, w jaki pracujemy, komunikujemy się i konsumujemy rozrywkę.
Wdrażanie tej technologii, które rozpoczęło się już w wielu krajach, może stać się nowym, pożądanym źródłem przychodów dla operatorów telekomunikacyjnych w sytuacji, gdy świadczone przez nich usługi − głosowe, tekstowe i łączności szerokopasmowej zostały skomercjalizowane −, a marże zmalały.
Według jednej z prognoz do 2024 roku około 40% ludności świata uzyska dostęp do sieci 5G. Inne szacunki mówią, że sieć 5G do 2035 r. umożliwi sprzedaż na poziomie 13,1 biliona dolarów.
Jednak, aby móc czerpać z tych korzyści, operatorzy telekomunikacyjni i firmy typu "towercos" (które są właścicielami zasobów telekomunikacyjnych, takich jak maszty, i wynajmują je operatorom telekomunikacyjnym) muszą uporać się z szeregiem problemów.
Sieci muszą zredukować opóźnienia (czas wymagany do przemieszczenia pakietu danych między dwoma punktami), a jednocześnie obsługiwać wykładniczy wzrost ilości danych i aplikacji związanych z 5G, opartych na sztucznej inteligencji i urządzeniach połączonych z internetem lub „Internetem rzeczy” (IoT) intensywnie wykorzystujących dane.
Jednak być może największym wyzwaniem będzie zapewnienie tych trzech elementów bez wzrostu kosztów energii. Według badania przeprowadzonego przez firmę badawczą i doradczą z branży telekomunikacji, STL, przy współpracy z Vertiv, koszty energii stanowią od 5% do 7% wydatków operacyjnych firm telekomunikacyjnych.
Koszty energii
Badanie opublikowane w lutym przewiduje, że do 2025 r. globalny ruch w sieci 5G będzie wyższy niż w sieciach 3G/4G. 40% spośród 500 przedsiębiorstw przebadanych w ramach tego badania stwierdziło, że efektywność energetyczna powinna być pierwszym lub drugim priorytetem operatorów telekomunikacyjnych podczas wdrażania sieci 5G.
Według badania Vertiv i 451 Research, przejście na sieć 5G prawdopodobnie spowoduje zwiększenie całkowitego zużycia energii o około 150% do 170% w 2026 r., przy czym największy wzrost wystąpi w dużych centrach danych, węzłowych i sieciowych. Wzrost kosztów energii ponoszonych przez operatorów telekomunikacyjnych spowodowany wdrożeniem 5G może przyczynić się do obniżenia zysków i zagrozić realizacji obietnicy zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych i neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla. Może on również wywołać sprzeciw ze strony konsumentów oraz spowodować naciski ze strony rządów, inwestorów i organów regulacyjnych na poprawę wyników w zakresie ochrony środowiska.
Sieć 5G jest nawet o 90% bardziej wydajna niż jej poprzednik, sieć 4G. Jednak wymaga o wiele więcej energii ze względu na większą gęstość sieci, silną zależność od systemów IT oraz wyższe wykorzystanie pasma i szybszy wzrost ruchu.
W jaki sposób firmy telekomunikacyjne, operatorzy infrastruktury telekomunikacyjnej i centrów danych mogą dostarczać usługi 5G, które nie będą kosztować fortuny? Był to jeden z tematów poruszanych podczas wydarzenia TowerXchange Meetup Europe 2021.
W trakcie jednej z debat („Jak rozwiązać problemy energetyczne związane z 5G”), eksperci branżowi, w tym Jon Abbott, Dyrektor ds. Technologii ds. globalnych klientów strategicznych z branży telekomunikacyjnej na region Europy, Bliskiego Wschodu i Afryki, omawiali wyzwania i możliwości związane ze zużyciem energii przez 5G. Debatowali również nad takimi zagadnieniami, jak prognozowanie i monitoring energii, technologie chłodzenia, zalety akumulatorów litowo-jonowych oraz wykorzystanie energii odnawialnej w obiektach telekomunikacyjnych.
Inteligentne dane
Podczas szerokiej dyskusji uczestnicy stwierdzili, że chociaż trudno jest dokładnie przewidzieć, jak szybko będą wdrażane sieci 5G na świecie lub w jakiej mierze przyczynią się one do zwiększenia zużycie energii, to zgodzili się, że troska o równowagę środowiskową jest kluczowa dla przyszłości branży telekomunikacyjnej.
„[5G] będzie wymagać modernizacji obiektów [telekomunikacyjnych], ale istnieją również możliwości w postaci wdrażania ekologicznych rozwiązań energetycznych [i] osiągnięcia neutralności branży dla środowiska”, powiedział Michel Fraisse, Dyrektor ds. Technicznych i Wiceprezes ds. Energii (EMEA) w firmie telekomunikacyjnej Huawei. „Wierzymy, że technologia nie jest sprzeczna z naturą, lecz stanowi jej część”.
Wśród priorytetów powinny znaleźć się takie działania, jak usprawnienie monitoringu zużycia energii za pomocą oprogramowania, kontrola energooszczędności rozwiązań chłodzenia w centrach danych i sieciach, a także wykorzystanie energii odnawialnej jako dodatkowego źródła zasilania.
„W większości europejskich obiektów [telekomunikacyjnych] wdrożono filtry wentylatorów, ale nadal istnieje spora przestrzeń na poprawę efektywności energetycznej w innych obszarach, takich jak wieże radiowe”, powiedział Abbott. „Sprzęt radiowy jest teraz umieszczany w górnej części masztu [komórkowego], ale jest zasilany przez tradycyjny system zainstalowany w jego podstawie. To prawdziwa mieszanina technologii”.
Anastasios Koumparos, odpowiedzialny za działania w zakresie zarządzania energią w Vantage Tower, europejskiej firmie obsługującej maszty komórkowe, dodał, że technologia freecoolingu — obniżanie temperatury w centrum danych poprzez wpompowanie naturalnie chłodnego powietrza lub wody z zewnątrz − i wzrost stosowania akumulatorów litowo-jonowych, mogą poprawić efektywność energetyczną sieci 5G.
Brzegowe centra danych
Yildiray Ornekli, menedżer ds. infrastruktury sieciowej w Turkcell, tureckiej firmie telekomunikacyjnej, powiedział, że starał się podnieść efektywność energetyczną na dwa sposoby. Pierwszym z nich była wymiana starego sprzętu, takiego jak „prostowniki” systemu zasilania i urządzenia klimatyzacyjne. Drugi sposób to budowanie platformy oprogramowania do monitoringu i agregacji wszystkich danych dotyczących zużycia energii.
Operatorzy wież komórkowych i telekomunikacyjni zaczynają zasilać część swoich sieci energią odnawialną wytwarzaną w obiektach. Na afrykańskich rynkach wschodzących wiele firm telekomunikacyjnych i operatorów wież komórkowych nie jest podłączonych do sieci zasilającej lub korzysta z nich sporadycznie, powiedział Stuart Kelly, Wiceprezes ds. Rozwoju Rynku w Bladon Micro Turbine. Powiedział on, że energia odnawialna wydaje się logiczną alternatywą, ale nie zawsze jest uważana za wystarczająco niezawodną, powiedział.
Uczestnicy dyskutowali również na temat technologii przetwarzania na krawędzi sieci, która procesuje dane bliżej użytkownika lub urządzenia końcowego na „brzegu” sieci w takich obiektach, jak wieże komórkowe 5G i małe prefabrykowane centra danych.
Działanie sieci 5G będzie opierać się na pracy milionów serwerów, z których większość będzie znajdować się w mniejszych, brzegowych centrach danych. Oprócz funkcji sieciowych, takie rozproszone obiekty będą również wspierać obciążenia robocze przetwarzania na krawędzi sieci dla aplikacji obsługiwanych przez technologię 5G, takich jak rzeczywistość rozszerzona i wirtualna.
Niektóre z usług 5G będą wymagały bardzo niskich opóźnień. Wykorzystanie brzegowych centrów danych może pomóc w zapewnieniu niskich opóźnień, ponieważ „dane nie będą przesyłane z ziemi do chmury i z powrotem”, powiedział Fraisse z Huawei.
Realizacja części inwestycji w 5G i efektywność energetyczną będzie stosunkowo szybka i łatwa. Natomiast część będzie bardziej czasochłonna i kosztowna, powiedział Abbott z Vertiv. Tworzenie wydajnych, rentownych i zrównoważonych sieci 5G jest dużym wyzwaniem dla firm telekomunikacyjnych i centrów danych. Będą one zmuszone zaplanować dłuższy okres zwrotu z inwestycji w porównaniu z poprzednimi projektami, dodał Abbott.
