Aiutare gli operatori a costruire infrastrutture green e a favorire la trasformazione a basse emissioni di carbonio in migliaia di settori industriali. E’ l’obiettivo del “Green 5GC white paper” (SCARICA QUI IL DOCUMENTO COMPLETO) presentato da Zte Corporation in occasione del Mobile World Congress di Barcellona, alla luce dei risultati della ricerca e dell’esperienza maturata nelle tecnologie di riduzione dei consumi e del risparmio energetico delle reti.
Con il “low-carbon” che diventa una nuova esigenza per lo sviluppo sostenibile dell’economia globale, la digitalizzazione e l’innovazione tecnologica intraprendono la nuova missione della trasformazione a basse emissioni di carbonio in tutti i settori industriali. Il rapido sviluppo delle tecnologie Icr rappresentato dal 5G fornisce quindi nuove idee e metodi per raggiungere il picco di carbonio e gli obiettivi di neutralizzazione del carbonio.
In questo contesto, il white paper di Zte analizza i fattori chiave che influenzano la trasformazione ecologica della rete core, identifica la direzione e gli obiettivi della trasformazione, descrive le tecnologie e i vantaggi cruciali per il risparmio energetico e il miglioramento dell’efficienza a tutti i livelli, tra cui l’infrastruttura, gli impianti di rete e l’O&M. Ma entriamo nel dettaglio.
Lo scenario globale: basse emissioni alla base del futuro
Il white paper si concentra innanzitutto sullo scenario globale. E fa presente che, con l’utilizzo commerciale su larga scala del 5G nel mondo, l’implementazione su larga scala di un gran numero di stazioni base, centri dati edge e centri dati su larga scala, il traffico di rete continua a crescere, il consumo energetico aumenta notevolmente e la trasformazione verde delle reti e delle applicazioni 5G è urgente. In quanto nucleo di una rete 5G, la rete centrale (Cn) deve quindi esplorare continuamente le tecnologie di risparmio energetico e di riduzione dei consumi, introdurre elementi intelligenti, fungere da cervello durante il processo di trasformazione verde della rete, ottenere un risparmio energetico congiunto end-to-end e introdurre nuovi materiali, nuove architetture e nuovi algoritmi per migliorare l’efficienza energetica delle risorse.
Di fronte alle esigenze di sviluppo sociale del futuro, le associazioni di settore più famose a livello nazionale e internazionale, come il gruppo di promozione Imt-2030 (6G), Ngmn, Atis (Alliance for telecommunication industry solutions) e il progetto faro europeo 6G Hexa-X, hanno concordato sul fatto che l’ecologia e le basse emissioni di carbonio sono alla base delle future tecnologie di evoluzione delle reti.
Ridurre l’impatto ambientale della Core network
In quanto nucleo e cervello della rete 5G, la Cn (Core network) deve risparmiare energia e ridurre le emissioni. Secondo l’analisi dei rapporti Gsma, il consumo energetico della 5GC rappresenta circa l’11% dell’intera rete 5G. La Cn deve da un lato affrontare le sfide del risparmio energetico e della riduzione dei consumi, dall’altro svolgere il ruolo di cervello centrale, percependo accuratamente informazioni quali lo stato di congestione del traffico in uplink e in downlink, lo stato dei servizi e la posizione degli utenti, eseguendo una programmazione in tempo reale e un’orchestrazione dinamica delle capacità della rete e collaborando con altri domini della rete, in modo da potenziare vari settori industriali e ottenere un risparmio energetico e una riduzione dei consumi end-to-end.
Sulla base di questi due requisiti, la ricerca e l’applicazione delle tecnologie di risparmio energetico della Cn sono indispensabili. In base alla configurazione tipica, il rapporto di consumo energetico del piano di controllo della rete Cn è del 74%, mentre il rapporto di consumo energetico del piano utente è relativamente basso. Pertanto, la chiave per la trasformazione verde del Cn è il risparmio energetico e la riduzione del consumo sul piano di controllo.
Le tecnologie chiave per la riduzione delle emissioni
In questo quadro, la Cn deve essere trasformata in modo ecologico sotto tre aspetti: infrastruttura (sviluppare server verdi e una piattaforma cloud green); funzioni di rete (ottimizzare l’architettura NE per ottenere un’abilitazione green); gestione della rete (monitoraggio preciso, gestione e ottimizzazione del consumo energetico, con funzione di cervello verde).
L’infrastruttura: server verdi e piattaforma cloud green
Dopo la completa cloudificazione della Cn, l’infrastruttura passa da “apparecchiature dedicate + piattaforma dedicata” a “vari server + una piattaforma cloud“. Il piano di controllo viene distribuito in modo centralizzato su server generali, mentre il piano utente viene distribuito su vari server edge a seconda delle esigenze. Il risparmio energetico e le basse emissioni di carbonio si concentrano sul controllo energetico dei vari server e della piattaforma cloud.
Green server. Il miglioramento dell’efficienza energetica dei server riguarda l’alimentazione e il consumo di energia.
Per migliorare il consumo di energia è necessario prendere in considerazione i seguenti tre aspetti: l’efficienza di conversione da potenza elettrica a potenza di calcolo deve essere costantemente migliorata per ridurre il consumo di energia termica; la potenza di calcolo deve essere adattata alle caratteristiche del servizio e agli scenari per migliorare l’efficienza di calcolo; è necessario continuare a innovare le nuove architetture efficienti per migliorare l’efficienza energetica.
Green cloud platform. Nell’era dell’Internet of Everything (IoE), le piattaforme cloud sono state ampiamente diffuse e applicate nei settori delle telecomunicazioni, della pubblica amministrazione e delle imprese, della finanza, dei trasporti, dell’energia e in altri importanti settori, facilitando la trasformazione digitale di migliaia di industrie. Guidata dall’obiettivo strategico della “carbon neutrality” e del “carbon peak”, la piattaforma cloud verde con risparmio energetico e riduzione dei consumi, distribuzione efficiente e abilitazione accurata è diventata l’infrastruttura di base mainstream dei moderni data center intelligenti a basse emissioni di carbonio. Come ridurre il consumo energetico è diventato un compito importante della piattaforma cloud.
In termini di distribuzione e forme di prodotto, la piattaforma cloud verde può schermare la complessità delle risorse in termini di scala, tipo e layout e fornire potenza di calcolo astratta integrata per più applicazioni. Inoltre, migliora l’utilizzo delle risorse, riduce il consumo energetico, ottimizza la distribuzione e l’architettura della piattaforma, potenzia in modo preciso le applicazioni e promuove la costruzione di piattaforme cloud con risparmio energetico e basso consumo in più dimensioni.
Le funzioni di rete: ottimizzare l’architettura NE
Il 5GC, progettato sulla base dell’Architettura Basata sui Servizi (Sba), implementa il risparmio energetico verde attraverso l’introduzione di una nuova architettura di rete e di tecnologie cloud. L’Sba è la più importante innovazione iconica del 5G, che consente al 5GC di modularizzare le funzioni, unificare le interfacce, semplificare l’architettura e decentralizzare, rendendo il 5GC ecologico e a risparmio energetico grazie alla distribuzione on-demand, al riutilizzo on-demand e all’interworking on-demand. Come tecnologia chiave del 5GC, Cups (Control and user plane separation) rende la rete del 5GC più flessibile, i servizi più affidabili, il piano di inoltro più vicino agli utenti e alle applicazioni e le risorse più efficienti, separando il piano di controllo e il piano utente e interconnettendoli attraverso Full-Mesh.
Utilizzando le tecnologie cloud native, il 5GC può essere orchestrato e assemblato sotto forma di microservizi per disaccoppiare il software dall’hardware. Inoltre, è supportata l’implementazione di risorse incrociate, in modo che le varie risorse hardware possano essere utilizzate appieno per massimizzare il risparmio energetico. Inoltre, i microservizi sono più leggeri e i tipi e le specifiche possono essere selezionati in base ai diversi tipi di servizi per ridurre i consumi nel modo più efficace.
Gestione della rete: il “cervello verde”
Con la diffusione su larga scala delle reti 5G, le reti dovranno affrontare la coesistenza di ambienti multi-sistema (2G/3G, 4G e 5G), aumentando la difficoltà di coordinamento della gestione e l’interoperabilità. Per ridurre la difficoltà di localizzare i guasti in un’architettura di rete basata su cloud, l’O&M intelligente è stata promossa a importante direzione strategica nell’attuale O&M generale della rete. Allo stesso tempo, per raggiungere l’obiettivo della trasformazione verde della rete principale, il livello di gestione e controllo O&M, considerato il cervello intelligente del nucleo, diventa un importante punto di ancoraggio per la trasformazione verde della rete principale. Esso deve infatti risolvere molte sfide per l’attuale trasformazione verde delle operazioni: come ottenere una progettazione ottimale e una distribuzione precisa dei servizi e del consumo energetico nell’intera rete attraverso i dati orientali e l’elaborazione occidentale e la distribuzione dinamica delle risorse? Quale servizio consuma più energia? Come calcolare con precisione il consumo energetico dei servizi? Come ottimizzare il consumo energetico?
Per affrontare le sfide dell’O&M verde, è stato creato un cervello verde orientato all’O&M intelligente della rete principale, che supporta l’intero ciclo di vita della pianificazione, della costruzione, della manutenzione, dell’ottimizzazione e del funzionamento dell’O&M e raggiunge una corrispondenza accurata e ottimale tra utilizzo delle risorse, consumo energetico e qualità del servizio.
Focus sui casi pratici
Inoltre, il “libro bianco” si concentra su casi pratici del settore per fornire un supporto teorico e un riferimento agli operatori delle telecomunicazioni e alle industrie per la costruzione di reti verdi e promuovere la ricerca e l’innovazione delle tecnologie di risparmio energetico del network. Con questo obiettivo, al MWC 2023 Zte ha presentato la sua Turbo Core Solution e quattro tipi di schede acceleratrici di funzioni (Fac) per migliorare l’efficienza delle risorse dei 5GC verdi e massimizzare l’efficienza energetica per watt.
