Trạm gốc 5G tiêu tốn điện năng nhiều hơn gần 70% so với 4G

Theo tính toán thì các công ty viễn thông chi trung bình 5% đến 6% chi phí hoạt động cho năng lượng ngoại trừ chi phí khấu hao. Và chi phí này dự kiến sẽ tăng lên khi các công ty viễn thông chuyển sang triển khai mạng 5G.

Trong một báo cáo với tựa đề: “Các nhà khai thác đối mặt với khủng hoảng chi phí điện năng” Matt Walker – nhà phân tích của MTN Consulting cho biết, một trạm gốc 5G điển hình sẽ tiêu thụ mức năng lượng gấp đôi hoặc hơn gấp đôi trạm gốc 4G. Và chi phí năng lượng có thể tăng hơn nữa ở tần số cao hơn, do nhu cầu cần nhiều ăng-ten hơn và cần một hệ thống tế bào nhỏ (small cell) dày đặc hơn. Các thiết bị điện toán biên cần thiết để hỗ trợ xử lý cục bộ và các dịch vụ internet vạn vật (IoT) mới cũng sẽ bổ sung vào việc sử dụng năng lượng cho toàn bộ mạng.

Trạm gốc 5G tiêu tốn điện năng nhiều hơn so với 4G

Tuy việc ước tính chính xác mức tiêu thụ còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng MTN Consulting cho biết ngành công nghiệp đều nhận định là 5G sẽ tăng gấp đôi đến gấp ba mức tiêu thụ năng lượng cho các nhà khai thác di động.

Các cảnh báo về việc tiêu thụ nhiều điện năng hơn xuất phát từ một số nhà khai thác di động ở Trung Quốc, nơi đang dẫn đầu thế giới về triển khai 5G. Vào tháng 11 năm 2019, Phó Chủ tịch điều hành nhà khai thác di động China Mobile của Trung Quốc ông Li Zhengmao cho biết, chi phí điện năng của nhà mạng đang tăng nhanh khi triển khai mạng 5G. Tuy nhiên, Li Zhengmao cho biết các trạm gốc 5G đang truyền tải lưu lượng gấp năm lần so với khi chỉ có 4G do đó đẩy mức tiêu thụ điện năng tăng lên. Các nhà khai thác đang tìm kiếm sự trợ giúp từ chính phủ Trung Quốc trong vấn đề này.

Theo dữ liệu của Huawei về nhu cầu của khối thu phát vô tuyến (RRU) và khối xử lý trung tâm (BBU) trên mỗi trạm gốc, trạm 5G điển hình có nhu cầu tiêu thụ năng lượng hơn 11,5 kilowatt, tăng gần 70% từ một trạm gốc triển khai kết hợp 2G, 3G và 4G. Các trạm gốc 5G có công suất lớn, vùng phủ sóng rộng (trạm gốc macro) có thể yêu cầu một số thành phần mới, tiêu thụ nhiều điện năng, bao gồm bộ thu phát sóng vi ba hoặc sóng milimet, mạch tích hợp cỡ lớn dùng cấu trúc mảng phần tử logic mà người dùng có thể lập trình được (FPGA), bộ chuyển đổi dữ liệu nhanh, bộ khuếch đại công suất cao / tập âm thấp và ăng ten MIMO tích hợp.

Yêu cầu về công suất tiêu thụ điện năng trên các trạm gốc 2G, 2-4G và 5G của Huawei

Ngoài việc sử dụng nhiều năng lượng hơn trong mạng truy cập vô tuyến 5G (5G RAN), các nhà mạng cũng đang triển khai các tài nguyên điện toán biên để hỗ trợ các ứng dụng có độ trễ thấp và dịch vụ IoT. Tập đoàn chuyên về thiết bị điện của Pháp Schneider Electric dự đoán rằng, với 5G thì việc phân phối điện sẽ cần hàng trăm nghìn hoặc thậm chí hàng triệu trung tâm dữ liệu nhỏ trên toàn cầu.

Mặc dù các nhà khai thác di động Trung Quốc có thể đi trước một chút so với các nhà mạng khác về triển khai 5G và bài học về hiệu quả năng lượng nhưng các nhà khai thác khác cũng đã xem xét về vấn đề này.

Vào tháng 3 vừa qua, John Stankey - Giám đốc điều hành nhà mạng AT&T của Mỹ nói rằng là một phần trong nỗ lực chung của công ty nhằm giảm chi phí, AT&T đang xem xét các cơ hội để tận dụng các kiến trúc khác nhau để giảm chi phí về năng lượng.

Báo cáo của MTN Consulting nhận định: “Điều quan trọng trong một thế giới mà mạng 5G đang phát triển, các công ty viễn thông sẽ phải đối mặt với sự gia tăng đáng kể trong hóa đơn tiền điện của họ. Để giải quyết vấn đề này, các công ty viễn thông sẽ cần phải đưa ra các giải pháp ở các cấp độ từ tổ chức, kiến trúc mạng cho đến trạm gốc”.