Soluciones de ahorro energético para redes

Soluciones de ahorro energético para redes

Optimizar el consumo energético de las redes de acceso radioeléctrico

Eficiencia energética en las redes móviles

Optimizar los costesy cumplir los objetivos de cero emisiones netasson dos factores clave que hacen que la eficiencia energética sea una prioridad estratégica para los operadores de redes de comunicaciones móviles. En una encuesta realizada en 2023 por GSMA Intelligence, los operadores citaban la sostenibilidad como el área más importante de la transformación de las redes.

En promedio, el consumo de energía constituye entre el 20 y el 40 % de los gastos de explotaciónde los operadores de redes móviles, a pesar de las continuas mejoras en materia de eficiencia. Optimizar los costes es una necesidad urgente ante el escaso aumento de los ingresos en el sector de las telecomunicaciones, especialmente ante la continua presión derivada de los nuevos componentes para 5Gen los gastos de capital de la red. Una reducción de entre el 5 y el 10 % en los gastos energéticos de explotación supondría una mejora del flujo de cajadel orden de 2 a 3 puntos porcentuales, incluso sin cambios en el crecimiento de los ingresos. La sostenibilidad tiene también una alta prioridad para los consumidores: del 30 al 60 % de los clientes del sector de las telecomunicaciones afirman que estarían dispuestos a pagar más por tarifas móviles con huella de carbono cero.

En la red de acceso radioeléctrico (RAN)es donde recae la mayor parte de la energía que consume un sistema típico de telecomunicaciones móviles, y las unidades de radio (O-RU)son el factor que más repercute en el consumo total de energía. El gasto energético de la RAN incluye el consumo de las BTS, nodos B, eNodeB y gNodeB, así como la necesaria para la infraestructura asociada, como la climatización, inversores y rectificadores. Asimismo, incluye también la energía que consumen los repetidores y todo el consumo energético derivado del transporte por la red de retorno.

Consumo de energía de la red dividido en dominios
Consumo de energía de la red dividido en dominios

Eficiencia energética para unidades de radio O-RAN

Las redes abiertas de acceso radioeléctrico (Open RAN u O-RAN)constituyen un planteamiento transformador de las redes de telecomunicaciones que propone los siguientes puntos:

  • desagregaciónde los componentes de hardware y software
  • adopción de interfaces abiertas
  • uso de virtualización y arquitecturas nativas en el nube

Las O-RAN se alejan del enfoque tradicional de los silos propietarios e impulsan la interoperabilidadentre equipos de diferentes fabricantes. Esto promueve a su vez una mayor innovación, flexibilidad y eficiencia en el despliegue y la gestión de servicios de red.

Las brechas tecnológicas entre las RAN tradicionales y las O-RAN se están cerrando. Algunos elementos de las O-RAN, como las macrounidades de radio (RU) no complejasy plataformas en la nube, están listos para la aplicación en despliegues a gran escala.

La transmisión de datos en 5G es mucho más eficiente que en 4G, pero es de esperar que el consumo energético aumente de forma radical en la medida en que las redes móviles vayan aumentando las velocidades de datos. Las unidades de radio de O-RAN (O-RU)representan del 60 al 80 % del consumo de energía total de una red de telefonía móvil 5G. Por consiguiente, la eficiencia energética de las O-RU figura entre las máximas prioridades de los operadores de redes. El objetivo primordial consiste en lograr que las redes O-RAN alcancen una alta eficiencia energéticasin que ello obstaculice los conceptos que proponen este tipo de redes, como la implementación en la nube y la desagregación.

Desafíos del ahorro energético en su red

Cada nueva generación de la tecnología móvil supera en eficiencia a la anterior. Desde 2G, la eficiencia energética ha aumentado considerablemente gracias a nuevos métodos de modulación, que mejoran la calidad de la señal transmitida empleando menos energía por bit. 4G y 5G tienen una eficiencia energética como mínimo cinco veces mejor que 3G, y la tecnología M-MIMO (entrada múltiple/salida múltiple masiva)de 5G es como mínimo tres veces más eficiente que M-MIMO en 4G. No obstante, si no se adoptan medidas para frenarlo, es probable que el consumo energético se dispare dada la creciente densidad de las redes móviles para poder ofrecer las velocidades de transmisión de datos cada vez más rápidasque demandan los usuarios.

Por densificación de la redse entiende el despliegue de muchas estaciones base pequeñas(o gNB en 5G) para aumentar la capacidad de la red mediante la reutilización eficiente de frecuencias. M MIMO cuenta con la ventaja de utilizar grandes redes de antenas para crear haces espaciales estrechos y atender simultáneamente a muchos usuarios con los mismos recursos de frecuencia temporal. Un caudal de datos más alto de los usuarios equivale a un mayor consumo de energía:

  • las nuevas estaciones base y gNB elevan el consumo de energía,
  • las estaciones base se pueden equipar con grandes redes de antenas, y cada uno de estos elementos de antena necesita hardware, que también consume energía.

Desde la perspectiva de test y medida, los principales desafíos son:

  • controlar la tensión, la corriente y la potencia de forma simultánea a la calidad de RF (rendimiento) con diferentes condiciones de carga de tráfico
  • realizar una monitorización dinámica en tiempo real
  • separar subelementos de la red hasta el nivel de chipset
  • caracterizar RAN virtualizadas (vRAN)

Soluciones de alto rendimiento para el ahorro energético en las redes

Una fuente de alimentaciónes la solución más económica para medir el consumo de energía de las RU y O-RU. Esta aporta una alta resolución y precisión de medida durante periodos de tiempo más prolongados.

Las series de fuentes de alimentación R&S®NGPy R&S®NGTde Rohde & Schwarz proporcionan una salida estable al dispositivo bajo prueba (DUT). Tanto la R&S®NGP como la R&S®NGT miden con precisión el consumo de energía total con resoluciones de tiempo de 8 ms y 10 ms, respectivamente.

Otra opción consiste en utilizar un osciloscopio con sondas de corriente y de tensión. Para este fin nuestra oferta incluye:

  • Osciloscopio R&S®RTO6: la mejor herramienta para correlacionar dinámicas de consumo de energíacon cambios en la señal de radiofrecuencia transmitida
  • Osciloscopio MXO4: ideal para adquirir medidas de potencia dinámicasincluso con cambios de carga rápidos

Ambos instrumentos se complementan a la perfección con la sonda de corriente R&S®RT ZC31y la sonda diferencial de alta tensión R&S®RT ZHD07. Dependiendo de la aplicación, también se puede optar por la sonda de potencia altamente dinámica R&S®RT ZVC, ideal para la depuración del consumo de energía de componentes individuales de O RU.

En cooperación con VIAVI Solutions hemos desarrollado además una solución de test totalmente automática para verificar la eficiencia energética de las O-RU. Esta configuración incluye el osciloscopio R&S®RTO6y una fuente de alimentación R&S®NGPcon todas las sondas necesarias. Todo el sistema de medida cuenta con control y automatización llave en mano mediante la aplicación O-RU Test Manager (O-RU TMA) de VIAVI, que ejecuta los scripts de prueba de eficiencia energética definidos en la especificación de test de conformidad del grupo de trabajo para el fronthaul de la O-RAN ALLIANCE (O-RAN.WG4.CONF.), casos de prueba definidos por ETSI (ES 202 706-1) o scripts de prueba específicos del usuario.

Osciloscopio R&S®RTO6

Depuración rápida con anchos de banda de hasta 6 GHz y medidas de potencia con disparo de eventos

Información del producto

Osciloscopio MXO4

La frecuencia de actualización en tiempo real más rápida del mundo con alta resolución para medidas de potencia de alta precisión

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Serie de fuentes de alimentación R&S®NGP800

Salida estable para suministrar energía a las (O-)RU con conexión en serie/en paralelo para alta tensión/corriente

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Software explorador de señales vectoriales R&S®VSE

Software para el osciloscopio R&S®RTO6 que facilita el análisis de la calidad de RF de la transmisión de datos

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Generador de señales vectoriales R&S®SMM100A

Características de RF excelentes en todo el rango de frecuencias y compatibilidad para casos de prueba de O-RAN

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Analizador de señal y espectro R&S®FSVA3000

El más amplio ancho de banda dentro de su categoría, así como rendimiento de RF y usabilidad excelentes

Información del producto

Ventajas de nuestras soluciones de ahorro energético para redes

Las soluciones de Rohde & Schwarz ofrecen todo un conjunto de funciones avanzadas para medir el consumo de energía de RU y O-RU. Nuestra configuración de medida totalmente automatizadadesarrollada con VIAVI Solutions contempla la especificación predefinida de test de conformidad del grupo de trabajo para el fronthaul de la O-RAN ALLIANCE (O-RAN.WG4.CONF.), así como los casos de prueba de ETSI ES 202 706-1 V1.6.1 (2021-01).

Entre sus ventajas destacan también:

  • Fáciles de manejar: una verdadera solución de único punto de control que ofrece pruebas de O-RU tanto para la homologación como para I+D
  • Totalmente automáticas: reducen los costes de operación
  • Escalablesdesde los test de I+D hasta los ensayos de conformidad: garantía de cumplimiento de estándares industriales y gubernamentales
  • Asistencia al cliente: servicio técnico y recursos excelentes en todo el mundo

¿Desea hablar con nuestros expertos sobre sus casos de test específicos?

Recursos relacionados en Knowledge+

Vídeo: Medidas de eficiencia energética de O-RU

Descubra en este vídeo cómo se utiliza la fuente de alimentación R&S NGP para suministrar energía a la unidad de radio y para monitorizar estadísticas de tensión y corriente a lo largo del tiempo.

Ver video

Ficha de aplicación: Verificar la eficiencia energética de unidades de radio O-RAN

Las unidades de radio O-RAN (O-RU) contribuyen de forma sustancial al alto consumo de energía de las redes 5G. Conseguir mejorar la eficiencia energética de las O-RU sin comprometer las innovaciones en las O-RAN es una prioridad fundamental.

Más información

Póster: Topología de las redes O-RAN

Descargue este póster para obtener una visión general de la arquitectura de red de acceso radio desagregada de las O-RAN, las distintas opciones de división de capa baja (LLS) y la interfaz fronthaul de las O-RAN.

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