打破能耗曲線的路徑

曲線的路徑 打破能耗 打造淨零未來的關鍵模組 ericsson.com/ breaking-the-energy-curve 前言 全球執行副總裁暨 FredrikJejdling 網路事業群負責人 社會各界必須攜手並肩共同應對全球氣候和能源挑戰。淨零計劃（NetZero）是氣候行動的「北極星」，而行動網路將是業界應對上述挑戰的關鍵。打破行動網路的能耗曲線有助於減少能耗、降低成本和環境影響。 愛立信設定了到2040年實現整個價值鏈淨零排放的目標。2030年要實現的第一個重大里程碑目標是將供應鏈和使用中的產品組合的排放量減少50%，同時在愛立信自身的活動中實現零排放。 上一份報告聚焦如何在從4G網路向5G網路轉移的過程中實現節能，之後我們一直在積極學習和探索。 我們提供解決方案增強網路的永續性，幫助網路提高能源效率並整合再生能源，同時透過創新持續提高網路性能，加快在各地全面建設5G的步伐。 舉例來說，我們的目標是在2021至2025年間將標準新站點的能耗減少約40%，再加上行動網路向使用再生能源轉移，每站點的二氧化碳排放量可減少約70%。 愛立信在規劃、部署和營運網路方 面經驗豐富且高瞻遠矚，以性能為 先，並可幫助客戶節省能源和成本。 5G時代已經到來，5G連網不斷擴展，節能和面向未來的產品組合的優勢愈來愈明顯，但僅靠它本身還不足以大大降低整個行動網路的能耗。 我們不能繼續採取“一如既往”的做法，要實施更廣泛的網路變革和現代化，而不是零碎片段的置換。我們應利用最新的技術，充分發揮節能功能的效用，並認真思考能源問題 簡言之，我們需要換一種思路。 愛立信在規劃、部署和營運網路方面經驗豐富且高瞻遠矚，以性能為先，可幫助客戶節省能源和成本。我們從全域出發綜觀網路演進、擴展和營運，不斷改進我們的方法，打破行動網路能耗的上升軌跡。 傳統大規模部署 打破能耗曲線方法 4G 5G 3G 2G 網路的持續部署 網路總能耗 圖1：打破行動網路的能耗曲線 賦能淨零 資通訊技術（ICT）產業在賦能投資者和監管機構目前要求的關鍵和指數級氣候行動方面扮演決定性的角色，並有望將全球工業總排放量減少15%。來自消費者、客戶和更廣泛的供應鏈的壓力日益增加，催生了這些需求。 為了滿足這些需求並與《巴黎協定》設定的“全球溫度上升幅度限制在1.5°C以內”目標保持一致，企業需要採用全價值鏈方法，根據淨零時程表設定氣候目標，承諾到2030年將總排放量減半，到2050年達到淨零排放狀態。 為了達到淨零目標，需要減少能耗並打破能耗曲線。 淨零碳排 淨零碳排描述的是這樣一種狀態，即排放了多少溫室氣體，就要從大氣中吸收相同量的溫室氣體。作為ICT氣候行動的「北極 源循環和減少軟體的碳足跡，以及制定供應鏈目標和建立合作關係，量化對其他領域的商業影響。單靠提高能源效率無法實現淨零目標。 愛立信的研究表明，行動網路約佔全 愛立信的研究表明，行動網路約佔全球碳排放量的0.2%，約佔全球用電量的0.6%。 星」，國際電信聯盟（ITU）的淨零標準為ICT 球碳排放量的，約佔全球用電量的 0.2 企業制定淨零目標和戰略提供了路徑，並為ICT產業提供了實現這些目標所需的行動。 ITU淨零標準既整合了ITU制定的ICT產業脫碳路線，又符合愛立信打破能耗曲線的藍圖，ICT企業遵循這些標準，可透過以下方式實現重要的2030年中期目標： •減少和避免排放，例如減少能耗 •轉換到100%再生能源 •根據ITU標準，透過永久性碳移除消除少量殘餘的化石燃料排放 想在2050年前實現淨零，除了提高能源效率外，還需要採取其他行動，包括減少產品開發環節的隱含碳、使用回收材料、增加資 0.2% 0.6%。對行動網路的需求將持續增長，如不採取行動，能耗和相關排放也將隨之增加。然而，能耗增加與其說是由於用戶數增加和流量增長，不如說是為了使支援多代行動網路的人口覆蓋範圍不斷擴大，而需要部署新頻段和網路設備。這是一個重要領域，業界在該領域大有可為。 宣導再生能源 為了達到淨零目標，需要減少能耗並打破能耗曲線。愛立信的研究表明，能耗佔電信商營運支出（opex）的20-40%，如果整個ICT行業轉向再生能源來滿足其所有電力需求，那麼碳足跡可減少80%。 % 隨著行動網路處理的數據與日俱增，現在有難能可貴的機會可應對碳排放挑戰。雖然愛立信一直致力於改善網路的能耗表現，以達到淨零排放，但電信商也需要轉向再生能源―現在就要開始行動。全球各地的電信商紛紛表示，能耗和永續發展標準對採購決策非常重要。減少能源需求（也就是減少能耗）將鼓勵再生能源生產，這也是簡化向再生能源轉移的重要一步。 愛持立續信在打演破進能耗曲線的方法 圖2：愛立信的打破能耗曲線方法 營運採用整體性視角 永對續網的路網規路劃演和進 自動化來促進節能 利智用慧A化I/營ML運和 打破能耗曲線 現有網路進行現代化升級改造 擴擴展展5G和的現同代時化對 雖然從全球角度來看，行動網路對用電量和碳排放的影響較小，但能耗和成本以及碳足跡理所當然地成為了我們行業面臨的最大的挑戰，究其原因，主要是因為網路容量需要繼續擴展，以滿足指數級的流量增長。 每個電信商都有自己的網路演進目標。然而，電信行業已經無法繼續沿用十年前的方法。愛立信發現，在全球範圍內，電信商在是否啟用節能軟體解決方案這一問題上猶豫不決，可能是因為他們認為這樣做比較複雜，也可能是顧慮對傳統網路性能指標的潛在影響。然而，要“打破能耗曲線”，我們必須搞清楚如何規劃、部署和營運行動網路。 自本報告上一版發佈以來，全球已部署了200多個5G商用網路。隨著我們向2025年邁進，愛立信認為，5G將繼續擴大規模，同時網路總能耗也會不斷降低。我們將我們的方法簡化為3個核心要素： 永續的網路演進 許多電信商目前已在營運5G網路，並進入了擴展階段，我們的洞察可對他們有所幫助，同時，我們將不斷提升產品的能耗表現。 網路規劃和營運需要不斷發展，以滿足以盡可能低的能耗實現業務目標和永續發展目標的需求。電信商應採用涵蓋了所有方面（包括對組織目標和網路現狀的評估）的整體性視角的工作流程，並據此制定網路演進計劃，為實現預期結果奠定基礎。 擴展和現代化 實施永續的網路演進計劃，逐步擴展5G，同時以此為契機，對現有網路進行現代化升級改造，從而降低能耗和碳排放。 使用新的5G解決方案擴展站點通常涉及部署新的頻段，這需要添加更多設備。為了避免增加能耗，需要對現有設備進行現代化升級改造。這是改變行動網路能耗軌跡的關鍵。綜合考慮投資和營運成本，我們最新一代多頻及陣列天線（multi-inputmulti-output,MIMO）無線基地台和基頻可幫助電信商降低能耗，大大降低其未來的能源成本和總體擁有成本。 智慧化營運 由於流量每天都在變化，電信商有必要使用節能應用軟體來調整行動網路的容量以滿足使用者需求，並支援以最低能耗提供最佳用戶體驗。 這可以透過一系列工具和應用能力來實現，包括最新的人工智慧和機器學習（AI/ML），以及有助於減少技術複雜性的自動化解決方案。愛立信已經做好了充分的準備，能夠透過零接觸解決方案和預測性能耗管理解決方案支援電信商將能耗和碳排放保持在最低水準。 愛立信建議精確地規劃、部署和營運 行動網路。遵循這三個步驟，便有望 打破行動網路的能耗曲線。 永續的網路演進 對營企運，業幫目助標企和業網實路現現業狀務採和用永整續體發性展視目角標，。據此實施網路規劃和 圖3：實現業務和永續發展目標的整體性方法 網路KPI 用戶體驗 淨零 整體性視角 循環經濟 資營本運支支出出/ 能源成本 為了營運永續網路同時滿足業務和營運目標，需要從整體角度出發考慮網路演進規劃。 事實上，企業內的組織通常有不同的指導目標，因此需要一個整體視角的工作流程。電信商可能遇到衝突的傳統領域包括網路KP（I圖3中藍色框）、用戶體驗（紫色框）、資本支出和營運支出（黃色框）以及能源成本 （綠色框）等目標。 在大多數情況下，營運部門衡量傳統的網路KPI並將其用作獎勵指標。如今，強大的無線網路基於數據傳輸，在本質上與支援2G和3G網路上的電路交換語音的網路截然不同。我們認為，將對網路性能的關注擴展到用戶體驗及其與能耗的關係，將帶來最佳化無線接取網(RadioAccessNetwork, RAN)能源效率的新機會。 愛立信提供諮詢服務，幫助客戶部署和最佳化能源效率功能，同時實現節能並平衡對網路KPI和用戶體驗的潛在影響。 網路演進的整體性解決方案 網路表現有許多指標，可透過這些指標觀察到某些網路特徵的微小離異值，這些離異值從終端使用者的角度看則極不明顯。如果僅依據傳統的網路性能指標對網路工程師進行評估，將對內部啟動可降低能耗功能的意願產生阻礙。電信商需要一種方法來決定如何以最佳方式營運網路，同時引導未來的投資，從而隨著時間的推移降低總體擁有成本（TCO）。 隨著越來越多的電信商致力於實現淨零目標，並專注於管理能源成本，複雜性也相應地增加了。通常，電信商還希望增強循環經濟，例如延長硬體使用壽命。因此，需要與預先設定的企業目標一致的觀點驗證和計劃。 除了傳統的「電信價值」（如性能或覆蓋範圍），環境永續性也是消費者考慮的一個要素。 為了實現永續發展目標，上述傳統領域也要採用新的整體性視角，以打造從企業整體角度而言最高效的解決方案。這必須將組織目標放在一起進行評估，從業務和環境兩個角度發掘全部潛力。 我們建議網路規劃涵蓋核心網路、傳輸網路和無線接取網設備以及站點設備（包括電力系統和能源）的所有方面。永續的網路演進還要考慮利用再生能源（如風能和太陽能），以及用於儲能的高容量電池。 以RAN能源效率為第一要務 RAN的本質是提供全國覆蓋和服務容量。由於單個無線基地台提供的覆蓋範圍和容量有限，電信商需要部署成千上萬個無線站點才能實現全國覆蓋，通常是核心網路節點數量的10,000倍以上。因此，RAN及其主動和被動設備占電信商網路能耗的75%以上。電信商將繼續以RAN能源效率為第一要務，因為這是既控制能耗又提供卓越的用戶體驗的唯一方法。 透過能源測量可發現節點層面所有RAN硬體的實際能耗，並為未來的行動建立良好的基準。 圖4：網路情況 流量區間（總數據量的百分比）用戶體驗 25%高 50%中 25%低 較差一般 良好很好 較差 一般 很好 良好 5Mbps 4.0s 內容到達時間 “一鍵”傳輸資料量 （Time-to-content，TTC） 10Mbps 2.5s 20Mbps 1.5s 電信商可以根據給定網路中站點的 流量情況最佳化站點建構和節能 策略。 我們長期以來一直使用能耗表現來衡量能源效率。我們探索“預期表現”和“能耗”之間的關係，可以發現在群集或站點層面存在的偏差。當在群集中執行不同的活動時，我們會觀察到能耗表現是如何隨時間變化的。 站點流量和用戶體驗 每個站點在網路群集中都有特殊的角色。為了更好地了解網路以及每個站點與整體網路性能之間的關係，建議在負載最高的時段觀察網路狀態，以確保發現潛在的容量瓶頸。如果目前沒有內部流程來觀察網路情況，愛立信建議觀察以下兩個方面：每站點的流量和每站點的用戶體驗。這兩項指標可共同説明電信商發現有價值的洞察。透過使用易於理解的視覺圖，電信商可定義網路部署和營運戰略，例如建議如何更精確地應用節能軟體功能。 由多個物理站點組成的任何網路都遵循一個類似的站點流量負載分佈。愛立信建議將站點（或扇區）分為三個流量區間： •紅色流量區間囊括負載最高的站點，占網路總流量的25% •藍色流量區間囊括了提供佔總流量50%的站點（紅色和藍色一起表示提供了75%網路數據流量的站點） •剩餘25%的網路數據流量由綠色流量區間表示，這些站點負載較低 探索網路現狀 網路中不同節點在不同時間的流量負載是不一樣的。透過對基地台和部署的頻段進行適當的規模度量（dimensioning），並使用