Risparmio energetico di rete (NES)

Risparmio energetico di rete (NES)

Ottimizzazione del consumo energetico RAN

Efficienza energetica per reti mobili

L'ottimizzazione dei costie gli impegni verso lo zero nettohanno reso l'efficienza energetica una priorità strategica per gli operatori di reti mobili. In un sondaggio di GSMA Intelligence del 2023, gli operatori hanno classificato la sostenibilità come l'area più importante della trasformazione della rete.

In media, il consumo di energia rappresenta il 20-40% delle spese operative (OpEx)per gli operatori di reti mobili, nonostante i continui miglioramenti in termini di efficienza. L'ottimizzazione dei costi è una questione urgente nel contesto di bassa crescita dei ricavi delle telecomunicazioni, soprattutto con la continua pressione esercitata da nuove strutture 5Gsulle spese di capitale della rete (CapEx). Eliminando il 5 10% dell'OpEx per l'energia, si migliorerebbe il flusso di cassadi 2-3 punti percentuali, anche senza variazioni nella crescita dei ricavi. La sostenibilità è anche una priorità assoluta per i consumatori, con il 30-60% dei clienti delle telecomunicazioni che afferma di essere disposto a supplementi per tariffe mobili a emissioni zero.

La rete di accesso radio (RAN)rappresenta la maggior parte dell'energia consumata da un tipico sistema di telecomunicazioni mobili e le unità radio (O-RU)sono il fattore più significativo del consumo totale di energia. Il consumo energetico della RAN comprende l'utilizzo di energia da parte di BTS, Nodi B, eNodeB e gNodeB, nonché l'energia utilizzata dalle infrastrutture associate, come l'aria condizionata, gli inverter e i raddrizzatori. Include anche l'energia utilizzata dai ripetitori e tutto il consumo energetico associato al trasporto backhaul.

Consumo energetico della rete suddiviso per dominio
Consumo energetico della rete suddiviso per dominio

Efficienza energetica per le unità radio O-RAN

Open RAN (O-RAN)è un approccio trasformativo alle reti di telecomunicazione che sostiene:

  • Disaggregazionedi componenti hardware e software
  • Adozione di interfacce aperte
  • Utilizzo di virtualizzazione e architetture cloud-native.

L'O-RAN abbatte i tradizionali silos proprietari e promuove l'interoperabilitàtra apparecchiature di fornitori diversi. Ciò consente una maggiore innovazione, flessibilità ed efficienza nell'implementazione e nella gestione dei servizi di rete.

Il divario tecnologico tra la RAN tradizionale e la O-RAN si sta riducendo. Alcuni elementi della O-RAN, come le unità radio (RU) macro non complessee le piattaforme cloud, sono pronti per essere distribuiti su larga scala.

La trasmissione dati 5G è molto più efficiente di quella 4G, ma si prevede che il consumo di energia aumenterà drasticamente man mano che le reti cellulari inizieranno a supportare velocità di trasmissione dati più elevate. Le unità radio O-RAN (O-RU)rappresentano il 60-80% del consumo energetico totale di una rete mobile 5G. Per questo motivo, l'efficienza energetica delle O-RU è una priorità elevata per gli operatori di rete. L'obiettivo generale è che le reti O-RAN siano altamente efficienti dal punto di vista energeticosenza sacrificare i concetti di O-RAN come la cloudificazione e la disaggregazione.

Le vostre sfide per il risparmio energetico della rete

Ogni nuova generazione di tecnologia cellulare è più efficiente della precedente. Dal 2G l'efficienza energetica è migliorata notevolmente, grazie a nuove tecniche di modulazione che migliorano la qualità del segnale trasmesso e utilizzano meno energia per bit. Il 4G e il 5G sono almeno cinque volte più efficienti dal punto di vista energetico rispetto al 3G e il 5G massive multiple input multiple output (M-MIMO)è almeno tre volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto al 4G M-MIMO. In assenza di interventi di mitigazione, tuttavia, si prevede che il consumo di energia salga ancora alle stelle perché le reti cellulari stanno diventando sempre più dense per supportare le velocità di trasmissione dei dati sempre più elevaterichieste dagli utenti.

Per densificazione della retesi intende la distribuzione di molte piccole stazioni base(o gNB nel 5G) per aumentare la capacità della rete riutilizzando efficientemente le frequenze. M MIMO sfrutta grandi array di antenne per creare fasci spaziali stretti e servire simultaneamente più utenti con le stesse risorse di tempo-frequenza. A un maggiore throughput degli utenti corrisponde un maggiore consumo energetico:

  • Le nuove stazioni base e i gNB contribuiscono al consumo di energia.
  • Le stazioni radio base possono essere dotate di grandi array di antenne e ciascuno di questi elementi richiede un hardware che consuma energia.

Dal punto di vista dei test e delle misure, le sfide principali sono:

  • Monitoraggio simultaneo di tensione, corrente e potenza con qualità RF (prestazioni) in diverse condizioni di carico del traffico
  • Monitoraggio dinamico in tempo reale
  • Isolamento dei sottoelementi di rete fino al livello del chipset
  • Caratterizzazione della RAN virtualizzata (vRAN)

Soluzioni ad alte prestazioni per il risparmio energetico della rete

Un alimentatoreè la soluzione più economica per misurare il consumo energetico di RU e O RU. Inoltre, offre un'elevata risoluzione e accuratezza di misura per periodi di tempo più lunghi.

La serie di alimentatori R&S®NGPe R&S®NGTdi Rohde & Schwarz fornisce un'uscita stabile al dispositivo in prova (DUT). R&S®NGP e R&S®NGT misurano con accuratezza il consumo energetico complessivo con risoluzioni temporali rispettivamente di 8 ms e 10 ms.

Un'altra opzione è quella di utilizzare un oscilloscopio con sonde di corrente e tensione. Per questo, offriamo:

  • Oscilloscopio R&S®RTO6: il miglior strumento per correlare le dinamiche del consumo di energiaalle variazioni del segnale RF trasmesso
  • Oscilloscopio MXO4: ideale per il monitoraggio delle misure di potenza dinamicaanche con rapide variazioni di carico

Entrambi gli strumenti si abbinano perfettamente alla sonda di corrente R&S®RT ZC31e alla sonda differenziale ad alta tensione R&S®RT ZHD07. A seconda dell'applicazione, si può prendere in considerazione anche la sonda di potenza ad alta dinamica R&S®RT ZVC, ideale per il debug del consumo di potenza dei singoli componenti O RU.

Abbiamo inoltre collaborato con VIAVI Solutions per sviluppare una soluzione di test completamente automatizzata per verificare l'efficienza energetica delle O-RU. Questa configurazione comprende l'oscilloscopio R&S®RTO6e un alimentatore R&S®NGPcon tutte le sonde necessarie. L'intera configurazione è controllata e automatizzata da O-RU Test Manager Application (O-RU TMA) di VIAVI, che esegue gli script di test di efficienza energetica definiti dalla specifica di test dell'O-RAN ALLIANCE Fronthaul Working Group Conformance (O-RAN.WG4.CONF.), i casi di test definiti dall'ETSI (ES 202 706-1) o script di test specifici dell'utente.

Oscilloscopio R&S®RTO6

Debug veloce con larghezze di banda fino a 6 GHz e misure di potenza con trigger di eventi

Informazioni sul prodotto

Oscilloscopio MXO4

La frequenza di aggiornamento in tempo reale più veloce al mondo con alta risoluzione per misure di potenza precise

Informazioni sul prodotto

Famiglia di alimentatori R&S®NGP800

Uscita stabile per l'alimentazione di (O-)RU con collegamento in serie/parallelo per alta tensione/corrente

Informazioni sul prodotto

Software esploratore dei segnali vettoriali R&S®VSE

Software per l'oscilloscopio R&S®RTO6 utilizzato per l'analisi della qualità RF dei dati trasmessi

Informazioni sul prodotto

Generatore di segnali vettoriali R&S®SMM100A

Eccellenti caratteristiche RF sull'intera gamma di frequenze con supporto per i casi di test O-RAN

Informazioni sul prodotto

R&S®FSVA3000 - analizzatore di spettro e segnali

Larghezza di banda più ampia della categoria ed eccellenti prestazioni RF e usabilità

Informazioni sul prodotto

I vantaggi delle nostre soluzioni per il risparmio energetico della rete

Le soluzioni Rohde & Schwarz offrono funzionalità complete per la misura del consumo energetico di RU e O-RU. La nostra configurazione completamente automatizzatacon VIAVI Solutions supporta la specifica di test dell'O-RAN ALLIANCE Fronthaul Working Group Conformance (O-RAN.WG4.CONF.) e i casi di test ETSI ES 202 706-1 V1.6.1 (2021-01).

Fra gli altri vantaggi vi sono:

  • Semplice da utilizzare: una vera e propria soluzione SPOC (Single Point of Control) che supporta O-RU R&D e test di conformità
  • Completamente automatico: riduzione dei costi operativi
  • Scalabileda R&D ai test di conformità: conformità agli standard industriali e governativi
  • Assistenza clienti: eccellente supporto tecnico e risorse a livello mondiale

Volete discutere i vostri casi specifici di test con i nostri esperti?

Risorse correlate su Knowledge+

Video: Test di efficienza energetica O-RU

Guardate questo video e scoprite come gli alimentatori R&S NGP alimentano l'unità radio e monitorano le statistiche di tensione e corrente nel tempo.

Guarda un video

AppCard: Verifica dell'efficienza energetica delle unità radio O-RAN

Le unità radio O-RAN (O-RU) contribuiscono in modo significativo all'elevato consumo energetico delle reti 5G. Rendere le O-RU efficienti dal punto di vista energetico senza sacrificare le innovazioni delle O-RAN è una priorità assoluta.

Maggiori informazioni

Poster: Topologia di rete RAN aperta

Scaricate questo poster per una panoramica dell'architettura O-RAN disaggregata RAN, delle varie opzioni di suddivisione dei livelli inferiori (LLS) e dell'interfaccia di fronthaul O-RAN.

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