Hacia un cable más ecológico con energía adaptativa
El consumo de energía en las redes de banda ancha es significativo, al igual que su impacto ambiental. Según algunos estudios, la huella de carbono de Internet ya supera la del transporte aéreo global [1], lo que supone un desafío para la industria del cable, tradicionalmente dependiente de la energía. A pesar de las crecientes preocupaciones ambientales, los operadores necesitan construir más capacidad de red para mantener una alta disponibilidad de los servicios de banda ancha y seguir el ritmo de la creciente actividad en línea. Se necesitan nuevas soluciones para gestionar el crecimiento teniendo en cuenta al mismo tiempo las cuestiones ambientales.
Alimentación adaptativa: siempre encendida, pero no completamente cargado
La industria del cable generalmente opera como una red "siempre activa y completamente cargada". Sin embargo, el desarrollo y la implementación de productos de redes de cable, cuando se relacionan con el rango de frecuencias transmisibles, siempre están muy por delante de lo que realmente se necesita para la transmisión de señales. En la práctica, esto significa que, aunque los amplificadores y los nodos que se usan en el campo generalmente funcionan como si los rangos de frecuencia de transmisión se utilizaran por completo en todo momento, rara vez se necesita la red completamente cargada para satisfacer las necesidades reales de servicio de los suscriptores.
En 2018, Teleste presentó [2] su innovación de ahorro de energía que utiliza alimentación adaptativa para optimizar el rendimiento de la red de acuerdo con los niveles de señal reales requeridos. El núcleo de la innovación, ilustrado en la Figura 1, es simple: gran parte del consumo de energía de la red de cable se gasta en equipos en el campo, en particular en sus componentes amplificadores, que funcionan a máxima potencia. Si no es necesaria toda la potencia, los componentes del amplificador pueden funcionar con una corriente de polarización más baja sin afectar el nivel experimentado de servicios para los suscriptores. La innovación consta de tres métodos [3]:
- Niveles de rendimiento ajustados de forma remota: Los dispositivos de red de televisión por cable, como los nodos ópticos y los amplificadores, se pueden configurar en dos o más modos de ahorro de energía predefinidos según la capacidad utilizada para configurar la corriente de polarización del amplificador óptima en función de la carga total de RF. Los modos son activados por los operadores en el sitio o de forma remota.
- Ajuste de rendimiento autónomo: Los dispositivos de red CATV pueden tener una función de medición de potencia de RF integrada que mide la potencia de RF descendente total. La capacidad que se utilizará en la red se determina en función de las mediciones de RF, y el consumo de energía del componente del amplificador se ajusta automáticamente en función de estos resultados.
- Ajuste de rendimiento basado en la carga: La carga de RF total es analizada por un dispositivo PHY remoto. Este análisis se utiliza para ajustar la polarización de los amplificadores aguas abajo, lo que da como resultado un consumo de energía óptimo. El funcionamiento es completamente autónomo.
Los cálculos muestran que los tres métodos pueden ahorrar hasta un 30% de la energía consumida por los componentes del amplificador. Como los componentes del amplificador de RF consumen el 70 % de toda la energía en las plantas externas, esto conduce a una reducción de hasta el 20 % en el consumo total de energía de la red de acceso. [4]
Medición de los efectos de ahorro de energía en la práctica
Recientemente, realizamos un estudio [5] en un entorno de red real para ver los efectos de la función de ahorro de energía en la práctica. El consumo de energía se midió en un segmento que constaba de un nodo RPD y 28 amplificadores extensores de línea y los puntos de operación de carga de referencia (carga completa) se seleccionaron aproximadamente 3 dB por debajo del nivel máximo.
Ilustrado en la Figura 2, podemos ver que habilitar la función de ahorro de energía resultó en un Disminución del 26% en la potencia consumida en el segmentoLa mayor parte de la reducción proviene de los amplificadores extensores de línea, pero también se ahorra energía en los cables coaxiales y de nodo. Debido a la cantidad de amplificadores, la cantidad de energía ahorrada en ellos obviamente juega un papel importante a la hora de reducir la factura eléctrica de la red en la práctica.
A continuación, estudiamos lo que sucede con el rendimiento de la red en tres escenarios de carga de capacidad diferentes. Los resultados se ilustran en la Figura 3:
- En la carga de referencia (carga completa) se producen algunos errores de bits (pre-FEC) en los SC-QAM, pero no tienen ningún efecto sobre la calidad del servicio. Sin embargo, el esquema de constelación recomendado para OFDM es 1K cuando el ahorro de energía está habilitado.
- Cuando se reduce la carga total de la red al apagar el bloque OFDM más alto, el MER del sistema se degrada solo hasta cierto punto cuando el ahorro de energía está habilitado, e incluso OFDM de 4k es factible. Se recomienda utilizar la función de ahorro de energía.
- Además, apagar el siguiente bloque OFDM y conducir la red con una carga de 860 MHz cuando el ahorro de energía está habilitado, hace posible lograr resultados de MER iguales en comparación con el rendimiento máximo. No hace sentido utilizar toda la potencia.
Las mediciones aclaran que, cuando no se requiere una carga de red completa, habilitar la función de ahorro de energía da como resultado reducción considerable en el consumo de energía de la red sin sacrificar el alto nivel de calidad del servicio experimentado por los suscriptores.
La alimentación adaptativa proporciona una herramienta particularmente aplicable para aumentar la eficiencia energética en el hardware y reducir la huella ambiental de la industria del cable. Además, permite a los operadores repensar los temas energéticos para controlar los costos operativos, de los cuales los gastos de energía forman una gran parte. Dado que la industria del cable apunta hacia el máximo tiempo de actividad del suscriptor y la expansión de las capacidades, la utilización de innovaciones como esta cambiará la forma en que se verá el consumo de energía en la industria en los próximos años: el cable puede volverse más ecológico en formas que sean beneficiosas para las empresas, los clientes y la naturaleza por igual. .
La publicación se publicó originalmente en Broadband Library Fall 2019.
Referencias
[1] Cuidado del Clima. Infografía: La Huella de Carbono de Internet http://climatecare.org/infographic-the-carbon-footprint-of-the-internet/. Consultado el 2 de julio de 2019.
[ 2 ] Teleste Corporación. 2018. Teleste¡La innovación de ahorro de energía de 's seleccionada como ganadora en Adaptive Power Challenge!. http://qgy.fixshowerfaucet.com/news-and-insights/press-and-stock-releases/net/telestes-power-saving-innovation-selected-as-a-winner-in-adaptive-power-challenge/ Consultado el 24 de octubre de 2018.
[3] Väre, Jani, Dr. 2018. El desafío energético de la industria del cable y lo que podemos hacer al respecto. http://qgy.fixshowerfaucet.com/news-and-insights/articles-and-blogs/net/blog/the-cable-industrys-energy-challenge-and-what-we-can-do-about-it/. Consultado el 1 de julio de 2019.
[4] [5] Kimari, Rami. 2019. Teleste Innovación en ahorro de energía: reduzca la energía y salve la naturaleza. http://www.slideshare.net/telestecorporation/teleste-power-saving-innovation-reduce-operational-costs-and-save-nature. Consultado el 3 de julio de 2019.
rami kimari
rami kimari
Tengo casi 20 años de experiencia en el sector de redes de cable fijo (HFC). Después de unirse Teleste En el año 2000, trabajé en varios puestos desde Diseñador hasta Gerente de Producto y actualmente estoy a cargo de Telestedel área de negocio de Redes de Acceso (HFC).
