Technologia 5G okazała się o 90 proc. bardziej energooszczędna niż 4G pod względem zużycia energii na jednostkę sprzętową. Jednak nadal oczekuje się, że spowoduje dramatyczny wzrost zużycia energii ze względu na wdrożenie rozwiązań mMIMO (Massive Multiple-Input, Multiple-Output) i konieczny poziom zagęszczenia sieci. Według analityków firmy Abi Research, stacja bazowa 5G wymaga trzy razy więcej energii, aby zapewnić taki sam zasięg jak sieć 4G. Optymalizacja sprzętu może jednak znacznie poprawić zużycie energii – nowa generacja chipsetów zapewni oszczędności energii od 30 do 70 proc., czytamy w raporcie Abi Research 5G Energy Consumption and Operator Sustainability Initiatives.
– Zużycie energii w sieciach 5G zależy od konfiguracji radiowej, sprzętu i obciążenia ruchem, a ponad 70 proc. zużywanej energii przypada na sieć dostępu radiowego. Sieć 5G RAN zużywa do 2,7 kilowata (kW) mocy w konfiguracjach 64T64R mMIMO w typowych warunkach, podczas gdy radiotelefon LTE zużywa około 0,8 kW. Operatorzy sieci powinni wdrażać rozwiązania radiowe 64T64R mMIMO tylko w gęsto zabudowanych obszarach miejskich o wysokim natężeniu ruchu. W systemach mMIMO wzmacniacze mocy, moduły przetwarzania pasma podstawowego, cyfrowa częstotliwość pośrednia (DIF - Digital Intermediate Frequency) i transceivery są głównymi czynnikami przyczyniającymi się do zużycia energii – wyjaśnia Fei Liu, analityk branży infrastruktury sieci 5G i sieci komórkowych w Abi Research.
Wraz z rosnącą presją na walkę ze zmianami klimatycznymi i przepisami ograniczającymi emisję dwutlenku węgla, operatorzy sieci domagają się bardziej energooszczędnego sprzętu. Zmusza to dostawców, takich jak Huawei, ZTE, Nokia, Ericsson, Samsung i innych, do inwestowania w innowacyjne technologie sprzętowe, które poprawiają efektywność energetyczną. Abi Research wymienia tu wzmacniacze mocy oparte na technologii azotku galu (GaN), chipsety o większej mocy obliczeniowej, chłodzenie cieczą oraz nowe materiały i konstrukcje.
Azotek galu jest idealny dla mMIMO, GaN zastosowany we wzmacniaczu Doherty może zwiększyć wydajność energetyczną o ponad 50 proc., znacznie zmniejszając zużycie energii przez energochłonny system mMIMO, obniżając tym samym koszty operacyjne operatorów sieci. Chłodzone cieczą jednostki są o 50 proc. mniejsze i 30 proc. lżejsze niż standardowe aktywne urządzenia klimatyzacyjne i nie wymagają konserwacji, co zapewnia znaczne oszczędności. Nowa generacja chipsetów może zapewnić oszczędności energii od 30 do 70 proc., jednocześnie zwiększając wydajność mMIMO. Nowa architektura może również zmniejszyć zużycie energii, poprawić zasięg i zwiększyć wydajność. Na przykład MetaAAU firmy Huawei umożliwia stacjom bazowym osiągnięcie tego samego zasięgu przy mniejszej mocy nadawania i niższym zużyciu energii o 30 proc. Metoda chłodzenia cieczą firmy Nokia zmniejsza zużycie energii o 70 proc., a koszty operacyjne o 30 proc.
