网络节能 (NES)

网络节能 (NES)

优化 RAN 功耗

移动网络的能源效率

优化成本并承诺实现净零排放,让能源效率成为移动网络运营商的战略优先事项。2023 年的 GSMA 智库调查显示,网络运营商认为可持续性在网络转型中最为关键。

尽管移动网络运营商在不断优化能源效率,但平均而言能源费用仍占运营支出 (OpEx) 的 20%-40%。电信行业的收入增长较为缓慢,迫切需要优化成本,尤其是考虑到 5G 新技术给网络资本支出 (CapEx) 带来的持续压力。即使收入增长保持不变,但如果能源 OpEx 减少 5%-10%,现金流就能够增加 2 到 3 个百分点。消费者同样关注可持续性问题,30%-60% 的电信用户表示自己愿意支付额外的移动费用来实现碳中和

在常见的移动电信系统中,无线电接入网 (RAN) 消耗了大部分的能源,其中无线电单元 (O-RU) 功耗在总功耗中占比最大。RAN 能耗包括 BTS、Node B、eNodeB 和 gNodeB 能耗,以及空调、逆变器和整流器等相关基础设施的能耗, 此外还包括中继器的能耗以及与回传相关的所有能耗。

按领域划分的网络功耗
按领域划分的网络功耗

O-RAN 无线电单元的能源效率

开放式 RAN (O-RAN) 是一种开创性的电信网络方法,倡导:

  • 分解硬件和软件组件
  • 采用开放接口
  • 使用虚拟化和云原生架构。

O-RAN 打破了传统的专属孤岛架构,增强了不同供应商设备的互操作性。这样能够更加创新、灵活、有效地部署和管理网络服务。

传统 RAN 和 O-RAN 之间的技术差距在逐渐缩小。部分 O-RAN 元件(例如非复数型宏无线电单元 (RU) 和云平台)能够进行大规模部署。

5G 数据传输的效率远高于 4G,但是由于蜂窝网络开始支持更高的数据速率,因此能耗预计将大幅增加。O-RAN 无线电单元 (O-RU) 的能耗占据 5G 移动网络总能耗的 60%-80%。因此,提高 O-RU 能源效率是网络运营商的首要任务。总体目标是保证 O-RAN 网络具有非常高的能源效率,同时不会削弱云化和分解等 O-RAN 特性。

您的网络节能挑战

所有新一代蜂窝技术都会比上一代技术更加高效。从 2G 开始,蜂窝技术开始采用新的调制方法,能够以更小的单位比特能耗提高发射信号的质量,能源效率得以大幅提升。4G 和 5G 的能源效率至少是 3G 的五倍,而 5G 大规模多输入多输出 (M-MIMO) 的能源效率至少是 4G M-MIMO 的三倍。但是,为了满足用户对越来越高的数据速率的需求,蜂窝网络变得更加密集,如果不采取解决方案,网络能耗预计会急剧增加。

网络致密化是指部署大量的小基站(也就是 5G 网络中的 gNB)来保证有效地重复使用频率,从而提高网络容量。M-MIMO 利用大型天线阵列来创建窄波束,并使用相同的时频资源同时为多个用户提供服务。用户吞吐量越高,功耗就越大:

  • 新基站和 gNBs 会产生功耗。
  • 基站会部署大型天线阵列,而每个天线阵子的硬件都会产生功耗。

主要的测试与测量挑战包括:

  • 在不同的流量负载条件下同时监测电压、电流、功率和射频质量(性能)
  • 动态实时监测
  • 细化到芯片组的网络子元件隔离
  • 表征虚拟化 RAN (vRAN)

高性能网络节能解决方案

电源是测量 RU 和 O-RU 功耗的最经济高效的解决方案。电源还能在长时间测量中保证出色的测量分辨率和准确度。

罗德与施瓦茨的 R&S®NGP 电源系列为被测设备 (DUT) 提供稳定的输出。R&S®NGP 能够准确测量整体功耗,时间分辨率为 8 ms。

您也可以结合使用示波器与电流和电压探头。我们提供各种示波器:

  • R&S®RTO6 示波器:非常适合关联动态功耗与射频发射信号的变化
  • MXO4 示波器:即使负载快速变化,也能够很好地监测动态功率测量

这两款示波器都可以与 R&S®RT ZC31 电流探头R&S®RT ZHD07 高压差分探头结合使用。您还可以根据应用情况选择使用 R&S®RT ZVC 高动态功率探头,它能够调试单个 O-RU 组件的功耗。

罗德与施瓦茨还携手 VIAVI Solutions 开发出一款全自动化测试解决方案,能够验证 O-RU 能源效率。该测试设置包括 R&S®RTO6 示波器R&S®NGP 电源和所有必需探头。整个交钥匙自动化设置由 VIAVI 的 O-RU 测试管理器应用程序 (O-RU TMA) 控制,能够执行 O-RAN 联盟前传工作组一致性测试规范 (O-RAN.WG4.CONF.) 中定义的能源效率测试脚本、ETSI 定义的测试用例 (ES 202 706-1) 或用户自定义的测试脚本。

R&S®RTO6 示波器

带宽最高 6 GHz,支持快速调试,可以利用事件触发功能测量功率

产品信息

MXO4 示波器

兼具全球最快的实时波形捕获率和高精度,能够准确进行功率测量

产品信息

R&S®NGP800 电源系列

输出稳定,通过串联/并联为 (O-)RU 提供高电压/大电流

产品信息

R&S®VSE 矢量信号分析软件

软件适用于 R&S®RTO6 示波器,能够分析发射数据的射频质量

产品信息

R&S®SMM100A 矢量信号发生器

在整个频率范围内提供出色的射频特性,支持 O-RAN 测试用例

产品信息

R&S®FSVA3000 信号与频谱分析仪

带宽在同类产品中出类拔萃,具有优越的射频性能和可用性

产品信息

网络节能解决方案的优点

罗德与施瓦茨解决方案功能全面,能够测量 RU 和 O-RU 功耗。我们与 VIAVI Solutions 联合推出全自动化设置,支持预定义的 O-RAN 联盟前传工作组一致性测试规范 (O-RAN.WG4.CONF.) 和 ETSI ES 202 706-1 V1.6.1 (2021-01) 测试用例。

另有更多其他优点:

  • 易于使用:真正的单点控制 (SPOC) 解决方案,支持 O-RU 研发和一致性测试
  • 全自动化:降低操作成本
  • 可扩展,涵盖研发和一致性测试:符合行业和政府标准
  • 客户支持:在全球范围内提供专业的技术支持和资源

希望和我们的专家讨论您的具体测试应用?

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Network energy saving testing
Video: Network energy saving testing

In this demo, Rohde & Schwarz and VIAVI Solutions in collaboration with Analog Devices are showcasing how advanced energy saving features on an O-RU platform save energy under real-world traffic loads.

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视频:O-RU 能源效率测试

观看视频,探索 R&S NGP 电源如何为无线电单元供电,并监测一段时间内的电压和电流统计数据。

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应用说明:验证 O-RAN 无线电单元的能源效率

O-RAN 无线电单元 (O-RU) 是 5G 网络功耗高的重要原因。提高 O-RU 的能源效率,同时不影响 O-RAN 的创新性能,是一项重中之重的要求。

更多信息

海报:开放式 RAN 网络拓扑

下载海报,了解 O-RAN 分解式 RAN 架构、不同的低层拆分 (LLS) 选项和 O-RAN 前传接口。

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