Пятое поколение мобильных сетей, скорее всего, станет одной из самых важных технологий этого десятилетия. Если эта технология реализует свой потенциал, то, как считают эксперты, она изменит наш подход к работе, общению и развлечениям.
Внедрение, которое началось в растущем количестве стран, может стать необходимым источником дохода для операторов телекоммуникационных сетей, которые последовательно отмечают превращение услуг −— голосовой связи, обмена сообщениями и широкополосного подключения в обезличенный товар, —− а также снижение прибыли.
Согласно одному прогнозу, к 2024 году около 40 % населения мира получат доступ к 5G. Согласно другому, к 2035 году технология 5G обеспечит рост продаж на 13,1 триллиона долларов США.
Однако, чтобы получить эти преимущества, операторы связи и компании — владельцы вышек сотовой связи, которые сдают их в аренду телекоммуникационным операторам, должны преодолеть серьезные проблемы.
Сети должны решить проблему задержки (время, необходимое для передачи набора данных между двумя точками) и при этом справиться с экспоненциальным ростом объема данных и связанных с 5G программных приложений, работающих на ресурсоемких устройствах искусственного интеллекта и подключенных к Интернету устройствах или приложениях «Интернета вещей» (IoT).
Возможно, самой большой проблемой будет предоставление всех этих услуг без резкого увеличения затрат на электроэнергию. Согласно исследованиям STL, научно-исследовательской и консалтинговой компании, работающей в партнерстве с Vertiv, затраты на электроэнергию уже составляют от 5 % до 7 % операционных расходов телекоммуникационных компаний.
Стоимость электроэнергии
Согласно результатам этого исследования, опубликованного в феврале, к 2025 году глобальный объем трафика 5G превысит объем трафика 3G/4G. 40 % из 500 предприятий, которые мы опросили в ходе этого исследования, считают, что энергетическая эффективность должна быть первой или второй по приоритетности целью для телекоммуникационных операторов при развертывании сетей 5G.
Согласно исследованиям Vertiv и 451 Research, переход на 5G, скорее всего, увеличит общее энергопотребление сети на 150–170 % к 2026 году. При этом большая часть придется на макроцентры, узлы и сетевые центры обработки данных. Если расходы операторов на электроэнергию слишком вырастут с внедрением 5G, это может привести к снижению их прибыли и не позволит выполнить обещания по сокращению выбросов парниковых газов и достижения углеродной нейтральности в течение следующих трех десятилетий. Это может вызвать негативную реакцию потребителей, а также давление со стороны правительств, инвесторов и регулирующих органов, которые потребуют улучшения экологических показателей.
Несмотря на то, что сети 5G на 90 % эффективнее, чем их 4G-предшественники, им все равно требуется гораздо больше энергии из-за повышенной плотности сети, сильной зависимости от ИТ-систем, а также расширения использования сети и ускорения роста трафика.
Как телекоммуникационные компании, операторы вышек и центров обработки данных могут предоставлять услуги 5G без ущерба для планеты? Это одна из тем, которую обсуждали на встрече TowerXchange Europe 2021.
В ходе группового обсуждения на мероприятии («Решение энергетической проблемы 5G») отраслевые эксперты, в том числе Джон Эбботт (Jon Abbott) из компании Vertiv, директор по технологиям глобальных стратегических клиентов в сфере телекоммуникаций, Европы, Ближнего Востока и Африки, обсудили проблемы и возможности энергопотребления 5G. Они также рассмотрели прогнозирование и мониторинг энергии, технологии охлаждения, преимущества литий-ионных батарей и использование возобновляемой энергии на вышках сотовой связи.
Интеллектуальные данные
В ходе масштабного обсуждения участники заявили, что несмотря на сложность прогнозирования скорости распространения сетей 5G по всему миру или объемов увеличения энергопотребления обеспечение их экологической устойчовости жизненно важно для будущего телекоммуникационной отрасли.
«[5G] потребует модернизации объектов [телекоммуникаций], но также есть возможности для внедрения экологичных решений в области энергоснабжения [и] достижения углеродной нейтральности», — отметил Мишель Фрайссе (Michel Fraisse), технический директор и вице-президент подразделения энергоснабжения объектов телекоммуникационной компании Huawei (EMEA). «Мы считаем, что технологии не против природы, а часть природы».
Приоритеты должны включать в себя улучшение мониторинга потребления энергии программным обеспечением, гарантию того, что технология охлаждения в центрах обработки данных и сетях является энергоэффективной, а также все более активное локальное использование возобновляемой энергии.
«Большинство европейских [телекоммуникационных] предприятий перешли на фильтровентиляционные модули, но в других областях, таких как вышки сотовых сетей, потенциал повышения энергоэффективности еще большой, — говорит Эбботт. — Радиооборудование теперь размещается в верхней части [телекоммуникационной] вышки, но питание подается из ее нижней части через устаревшую систему. Это сочетание различных видов технологий».
Анастасиос Кумпарос (Anastasios Koumparos), ведущий энергетик в компании европейском операторе вышек Vantage Tower, добавил, что технология естественного охлаждения, снижающая температуру в ЦОД за счет нагнетания естественного холодного воздуха или воды извне —− и увеличивающая использование литий-ионных батарей, может повысить энергоэффективность 5G.
Периферийные центры обработки данных
Ильдирай Орнекли (Yildiray Ornekli), менеджер по сетевой инфраструктуре турецкого телекоммуникационного оператора Turkcell, заявил, что компания пытается повысить энергоэффективность двумя основными способами. Первый — замена старого оборудования, такого как «выпрямители» системы электропитания и кондиционеры. Второй способ — создание программной платформы для мониторинга и подключения всех данных об энергопотреблении.
Операторы вышек и телекоммуникационные компании начинают использовать возобновляемые источники энергии для питания ряда своих объектов. «На развивающихся рынках в Африке многие операторы сетей и вышек либо не подключены к энергосетям, либо их подключения фрагментарны, — говорит Стюарт Келли (Stuart Kelly), вице-президент Bladon Micro Turbine по развитию рынка. — При этом возобновляемая энергия может показаться логичной альтернативой, но она не всегда считается достаточно надежной».
Участники также обсудили периферийные вычисления, при которых данные обрабатываются ближе к конечному пользователю или устройству на «периферии» сети в таких местах, как вышки сотовой связи 5G и небольшие готовые центры обработки данных.
5G-сети будут работать на миллионах серверов, большинство из которых будут размещаться в небольших периферийных центрах обработки данных. Помимо сетевых функций, эти распределенные объекты также будут поддерживать периферийные вычислительные нагрузки для приложений 5G, такие как дополненная и виртуальная реальность.
Некоторые услуги 5G потребуют чрезвычайно низкой задержки. Использование периферийных центров обработки данных может обеспечить низкую задержку, потому что «не будет тратиться время для отправки данных в облако и обратно», — говорит Фрайссе из Huawei.
«Некоторые инвестиции в технологии 5G и энергоэффективность будут относительно быстрыми и простыми, но другие потребуют гораздо больше времени и будут стоить дороже, — говорит Эбботт. — Создание эффективных, прибыльных и экологичных сетей 5G является серьезной проблемой для телекоммуникационных компаний и центров обработки данных, которым, возможно, потребуется планировать более длительный период окупаемости инвестиций по сравнению с предыдущими проектами».
