Meningkatkan menara seluler dapat menghemat energi yang cukup untuk memberi daya pada seluruh kota

Meningkatkan ke menara radio seluler yang lebih efisien dapat menghemat listrik yang cukup untuk menggerakkan kota-kota seperti Phoenix, New Orleans atau Seattle, menurut sebuah studi baru yang dihasilkan oleh Perusahaan riset AS J. Gold Associates.

Setiap tahun, situs sel AS menggunakan daya total hampir 21 juta megawatt jam (MWh). Itu setara dengan daya rata-rata yang digunakan oleh hampir dua juta rumah tangga.

“Layanan seluler telah menjadi komponen infrastruktur penting dalam kehidupan modern. Sulit membayangkan tidak dapat berkomunikasi saat bepergian dengan perangkat seluler kami, atau melalui gateway rumah nirkabel yang memungkinkan layanan Internet untuk pelanggan perumahan dan bisnis, ”kata laporan itu. “Tetapi yang tidak sering dibahas adalah beban yang ditimbulkan oleh banyak situs sel pada pasokan listrik yang diperlukan agar tetap bertenaga dan biaya yang terkait dengan pasokan listrik.”

Setiap pengurangan 10% dalam total daya situs sel menghasilkan listrik yang cukup disimpan untuk daya yang setara dengan 195.000 rumah tangga. Dan pengurangan 40% menyediakan listrik yang cukup untuk memberi daya yang setara dengan hampir 782.000 rumah tangga, menurut penelitian, “US Cell Sites- a Sustainability Analysis.”

Dengan memutakhirkan perangkat keras radio dan perangkat lunak manajemen, setiap situs sel dapat menghemat sebanyak 40% dari kebutuhan listriknya, kata laporan itu.

J.Gold Associates

“Penggunaan kembali listrik yang berkelanjutan dapat digunakan untuk memberi daya pada sejumlah besar rumah tangga yang setara tanpa memerlukan sumber daya baru,” kata laporan itu. “Jumlah dan biaya listrik untuk mengoperasikan infrastruktur seluler modern kita sangat besar dan berdampak pada biaya berlangganan pengguna serta beban pada jaringan listrik dan penciptaan gas rumah kaca dari pembangkit listrik.

“Akan bermanfaat bagi industri untuk bergerak ke arah ini secepat mungkin,” studi tersebut menyimpulkan.

Sebuah situs seluler modern dengan kinerja tinggi mungkin akan menelan biaya sekitar $200.000, menurut Jack Gold, analis utama dan penulis laporan tersebut. Setiap operator akan bertanggung jawab atas perlengkapannya sendiri, bahkan jika mereka berbagi menara fisik dengan yang lain. Biasanya menara ini dimiliki oleh perusahaan menara, yang kemudian menyewakan lokasinya ke berbagai operator (mirip dengan persewaan multi-unit seperti kondominium atau gedung apartemen).

“Jadi setiap operator bertanggung jawab atas peningkatan peralatan mereka sendiri,” kata Gold dalam sebuah wawancara.

Ericsson

Menurut Asosiasi Internet Telekomunikasi Seluler (CTIA) terdapat 417.215 situs seluler di AS pada akhir tahun 2020. Meskipun jumlah tersebut merupakan target bergerak karena lebih banyak situs seluler ditambahkan saat area dan/atau layanan baru diterapkan, J. Gold Associates menggunakan nomor tersebut untuk laporannya. perhitungan. (CTIA adalah asosiasi perdagangan yang mewakili industri komunikasi nirkabel AS.)

Elemen radio dari jaringan telekomunikasi seluler disebut RAN (yang merupakan kependekan dari jaringan akses radio). RAN tipikal bertahan sekitar delapan tahun sebelum membutuhkan peningkatan atau penggantian, kata Gold.

(Karena ada variasi besar usia situs seluler secara global, sulit untuk memperkirakan berapa banyak yang saat ini perlu diganti, menurut juru bicara perusahaan jaringan dan telekomunikasi Swedia Ericsson.)

Alih-alih hanya mengganti perangkat keras lama, pindah ke lingkungan yang lebih tervirtualisasi daripada perangkat keras khusus akan membantu menurunkan kebutuhan daya secara keseluruhan, kata Gold.

AI menawarkan peluang

Selain itu, dengan menggunakan kecerdasan buatan (AI) dalam perangkat lunak manajemen situs sel, penyedia layanan dapat mengoperasikan infrastruktur secara lebih proaktif dengan alat untuk mengontrol peralatan pasif dan memungkinkan pemeliharaan prediktif dan pemecahan masalah tanpa sentuhan untuk mengurangi biaya, penggunaan energi situs, dan kunjungan situs. .

J.Gold Associates

“Alat AI berguna dalam mengelola perangkat keras situs sel, dengan memahami dengan lebih baik berapa banyak daya yang dibutuhkan untuk setiap koneksi, daripada hanya menghidupkan dan mematikan radio dengan daya penuh yang pada dasarnya terjadi pada peralatan lama,” kata Gold . “Jika kamu dekat dengan menara, kamu tidak perlu mengirimkan sinyal kepadaku dengan kekuatan penuh.”

AI juga dapat mengenali pola sebelumnya dan mengelola peralatan atas dasar itu (perangkat lunak dapat “mempelajari” bahwa sebuah situs jarang memiliki lalu lintas dari jam 2 pagi sampai jam 3 pagi dan menempatkannya pada daya minimal). Manajemen granular semacam itu dapat mengurangi daya secara signifikan. Dan antena yang lebih baik, seperti perangkat 5G Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) yang lebih efisien, juga dapat membantu membatasi daya siaran yang dibutuhkan.

Ericsson

Ericsson baru-baru ini mengumumkan RAN yang lebih hemat energi yang ditenagai oleh silikon generasi terbaru perusahaan, yang diklaim menggunakan daya 25% lebih sedikit. Pembaruan portofolio mencakup semuanya, mulai dari radio dual-band hingga radio Massive MIMO yang sangat ringan, antena berjejak rendah, dan fitur perangkat lunak hemat energi.

“Selain itu, perangkat yang lebih baru dapat menginstal perangkat lunak yang dapat berinteraksi lebih baik dengan manajemen untuk mempertimbangkan serangkaian fitur hemat daya, seperti halnya PC yang lebih baru juga melakukannya lebih baik daripada PC lama,” kata Gold.

Komponen penting lainnya untuk efisiensi energi adalah power amplifier (PA) di radio yang digunakan untuk menghasilkan sinyal yang akan dikirim, menurut Ericsson. Biasanya, PA mengkonsumsi lebih dari 60% daya radio. Akibatnya, efisiensi perangkat keras radio dapat dioptimalkan untuk daya output tertentu atau konfigurasi yang digunakan dengan terus mengintegrasikan langkah-langkah yang lebih terpisah ke dalam satu paket, mengadopsi teknologi baru seperti Gallium nitride (GaN) efisiensi tinggi dan teknologi PA pita lebar multi -band radio, kata juru bicara Ericsson.

Perpindahan ke 5G juga berperan

Sekitar seperempat populasi dunia saat ini memiliki akses ke jangkauan 5G. Sekitar 70 juta langganan 5G ditambahkan selama kuartal pertama tahun 2022 saja, menurut Ericsson. Pada tahun 2027, sekitar tiga perempat populasi dunia akan dapat mengakses 5G, menurut Laporan Mobilitas Juni 2020 Ericsson.

Sejak membuat RAN 5G pada tahun 2015, Ericsson mengatakan telah mengirimkan 8 juta perangkat ke pelanggannya — “radio siap pakai 5G yang paling banyak dipasang di industri ini,” kata seorang juru bicara melalui email.

Saat ini, ada sekitar 210 jaringan 5G dalam layanan komersial, dan Ericsson mengklaim memimpin pasar dengan sekitar 50% (120 jaringan) lalu lintas seluler 5G dunia di luar China.

Di laporan sebelumnyaEricsson mengklaim ada persepsi bahwa peralatan lama di situs seluler dapat menangani peningkatan permintaan lalu lintas dari lebih banyak perangkat seluler dan peningkatan ke 5G, yang dibantah oleh perusahaan.

“Transisi dari 4G ke 5G membawa peningkatan besar dalam persyaratan komputasi — mereka telah meningkat lebih dari 150 kali lipat,” kata juru bicara Ericsson. “Meskipun solusi komputasi umum dapat digunakan untuk 5G, untuk benar-benar menghadirkan kinerja 5G dengan efisiensi energi tertinggi, Kamu memerlukan silikon yang dibuat khusus. Desain System on a Chip (SoC) Ericsson adalah solusi optimal untuk mencapai hal ini.”

Ericsson mengklaim Sistem Radio 5G terbarunya dapat menurunkan konsumsi energi sekitar 30% bila digunakan untuk memodernisasi infrastruktur saat ini. Sistem ini mendukung teknologi akses 5G, 4G, 3G dan 2G mandiri dan non-mandiri. “Ini memberikan orkestrasi dan otomatisasi tingkat tinggi untuk efisiensi operasional, dan memberikan penghematan hingga 20% dalam infrastruktur dengan operasi cloud‑native,” kata perusahaan itu.

“Dalam beberapa kasus, bahkan membayar upgrade dalam waktu tiga tahun,” kata perusahaan itu dalam laporannya. “Kasus pelanggan menunjukkan bahwa penyedia layanan telah mengurangi konsumsi energi situs hingga 15% melalui solusi kontrol situs cerdas.”

Namun, beberapa penelitian mengklaim 5G mengkonsumsi daya dua kali lipat dari sistem 4G. “Stasiun pangkalan 5G pada umumnya menghabiskan daya hingga dua kali atau lebih dari stasiun pangkalan 4G,” tulis Matt Walker, kepala analis MTN Consulting dalam laporan berjudul “Operator menghadapi krisis biaya listrik.”