Las redes 5G están alcanzando escala en muchos países desarrollados, proporcionando una experiencia de usuario excepcional y velocidades de datos más altas para consumidores y usuarios empresariales. 5G ha demostrado ser un 90% más eficiente energéticamente que 4G en términos de consumo de energía por unidad de tráfico. Sin embargo, aún se espera que cause un aumento dramático en el consumo de energía debido a la implementación de Massive Multiple-Input, Multiple-Output (mMIMO) y el nivel de densificación de la red. Según , una estación base 5G requiere 3 veces más energía para ofrecer la misma cobertura que una red 4G, lo que impone a los operadores de red altos costes de energía y gastos de capital (CAPEX). No obstante, la optimización del hardware conducirá a una mejora significativa en el consumo de energía, es decir, la nueva generación de conjuntos de chips ofrecerá ahorros de energía típicos del 30% al 70%.

Hardware optimizado, requisito clave para reducir el gasto energético de 5G.
Hardware optimizado, requisito clave para reducir el gasto energético de 5G.

“El consumo de energía 5G depende de la configuración de radio, el hardware y la carga de tráfico, y más del 70% de la energía consumida está en la red de acceso de radio (RAN). Una RAN 5G consume hasta 2,7 kilovatios (kW) de energía con configuraciones 64T64R mMIMO en una condición típica, mientras que una radio de evolución a largo plazo (LTE) consume alrededor de 0,8 kW”, explica Fei Liu, analista de la industria de infraestructura de redes móviles y 5G en la consultora. “Los operadores de red solo deben implementar la radio 64T64R mMIMO en áreas urbanas densas con altas demandas de tráfico. Dentro de los sistemas mMIMO, los amplificadores de potencia (PA, del inglés Power Amplifiers), los módulos de proceso de banda base, la frecuencia intermedia digital (DIF, del inglés Digital Intermediate Frequency) y los transceptores son los principales contribuyentes al consumo de energía”.

"Una RAN 5G consume hasta 2,7 kilovatios (kW) de energía con configuraciones 64T64R mMIMO en una condición típica, mientras que una radio de evolución a largo plazo (LTE) consume alrededor de 0,8 kW"

Con la creciente presión para luchar contra el cambio climático y las regulaciones para reducir la huella de carbono, los operadores de redes exigen equipos más eficientes energéticamente. Esto obliga a proveedores como Huawei, ZTE, Nokia, Ericsson, Samsung y otros a invertir en tecnologías de hardware innovadoras que mejoran la eficiencia energética. Esto incluye PA basados ??en nitruro de galio (GaN), conjuntos de chips más potentes, refrigeración líquida y nuevos materiales y diseños.

GaN es ideal para mMIMO, GaN en una configuración Doherty PA puede aumentar la eficiencia energética en más del 50%, lo que reduce significativamente el uso de energía del sistema mMIMO que consume mucha energía y reduce los costes operativos para los operadores de red. Los sitios refrigerados por líquido son un 50% más pequeños y un 30% más ligeros que las unidades de aire acondicionado activo estándar y no requieren mantenimiento, lo que permite ahorros significativos. La nueva generación de conjuntos de chips puede generar ahorros de energía típicos del 30% al 70% al mismo tiempo que aumenta el rendimiento de mMIMO. La nueva arquitectura también puede reducir el consumo de energía, mejorar la cobertura y el rendimiento. MetaAAU de Huawei, por ejemplo, permite que las estaciones base alcancen el mismo rango con menos potencia de transmisión y un consumo de energía un 30% más bajo. Al mismo tiempo, la refrigeración líquida de Nokia ha demostrado reducir la energía en un 70% y los gastos operativos en un 30%.

"El Nitruro de Galio se considera una opción ideal para mMIMO"

“Los operadores deben implementar la nueva generación de equipos y adoptar tecnología de enfriamiento eficiente para reducir el consumo de energía a nivel de equipo”, recomienda Liu.