Nola hautatu energia-eraginkorrak diren indar-moduluak BTSentzat?

Ulertu 5G sareetan BTS-ren indar-moduluen beharrak

Zergatik eskatzen dute oinarri-transmisio-gonbidagailuen kargak indar-eraginkortasun dinamikoa

5Gren oinarri-egonkien kargaren maila asko aldatzen da, benetan, inguruko 300 watteko balioetatik hasi eta gune hustuak direnean, eta batzutan, denbora hustuetan, 1500 watte baino gehiagora iristen da. Honek zuzenean eragiten du egonkien erabilera-kostuan eta zer eragina duten ingurumenean. Sareen antolaketa zaharragoek beren energia-baldintzak modu desberdinean banatzen dituzte, 5G teknologiarekin konparatuta, hau azken geruzako uhinak (millimeter wave) eta Massive MIMO izeneko antenak multzo handiak erabiliz funtzionatzen du. Teknologia berri hauek energia-kontsumoa zati jakin batean biltzen dute, hots, maiztasun-erradio unitateetan edo AAU laburduraz (Active Antenna Units), eta osagai hauek gune bakoitzeko kontsumitutako elektrizitatearen erdia baino gehiago erabiltzen dute. Energia-hornidurak ez badute errendimendu osorako lan egiten, asko galtzen dute energia ere; adibidez, baldintza optimoetan ez bada lan egiten, %40ra arteko energia galdu daiteke. Horregatik, gaur egungo energia-moduluak uneko baldintzen arabera errendimendua egokitu behar dute, zehazki, monitoreo-sistema baten bidez. Horrek esan nahi du energia-kontsumoa murriztu behar dela une hustuetan, baina aldi berean prest egon behar dela sarearen ahalmenaren eskari bizkor baten aurrean errendimendu altuan jarduteko.

Mugak berotzearekiko eta fidagarritasunarekiko: Nola eragiten du juntura-tenperaturak potentzia-moduluaren bizi-iraupena

Junturaren tenperatura garrantzi handia du potentzia-moduluen iraupena zehaztean. Semikonduktoreetan, 100 gradu baino gehiagoko 10 gradu bakoitzeko igoera haien bizitza-itaungarritasuna erdira murrizten du. 5G-ren oinarri-egonkorrak konpaktukoak izateak GaN eta SiC osagaien artean arazo bereziak sortzen ditu, berotze-karga handia sortzen dutelako. Maiztasun altuko seinale-prozesamendua eta zirkuitu-bihurketaren eraginkortasun gutxia arazoak sortzen dituzte, batez ere hozte pasiboen metodoak mugak jarriz gero. Egokitu gabeko egoera hau elektromigrazio-arazoak azkartzen ditu eta materialak azkarrago desgaitzen ditu. Datu eremalak erabiliz, 125 ºC baino beroago funtzionatzen duten potentzia-moduluak urtero %35 inguru gehiago hondatzen direla ikusi da, segurua den tenperatura-tartean mantentzen diren moduluak alderatuta. Enpresek berotze-kudeaketa inteligenteak ezartzen dituztenean, adibidez, berotzaile onduagoak edo aire-zorrotz artifizialaren sistemak erabiliz, normalean bero-puntuaren tenperatura 22 gradu inguru jaisten dute batez bestekoa. Hobekuntza hauek ez dute osagaiak babesten soilik, baizik eta hozte-energiaren beharra urtero %18 inguru murrizten dute. Performantzia eta tenperatura-kontrolaren arteko oreka egokia aurkitzea garrantzitsua da oraindik sistema hauek mantenu-kostu handirik gabe denbora luzez funtzionatu ahal izateko.

Evaluatu Energia-moduluaren eraginkortasuna Errealitateko BTS-en egoera guztietan

Dinamikoaren energia-profilen neurtzea: Atzera, Karga partziala eta Gailur-karga 3GPP TR 36.814eko erreferentzia-estandarren arabera

Energia-modulu bat ondo funtzionatzen duen ala ez benetan jakiteko, hiru BTS eragiketa-egoera nagusietan probatu behar da, industria-komunitateak onartutako egoerak: soilik han dagoela ezer ez egiten (hutsik), erdiko mailan, %40tik %70era arteko gaitasunean (karga partziala), eta gehienezko %100eko erabiltzaile-gaitasunean (gailur-karga). 3GPP TR 36.814 estandarra dago, non 5Gko trafiko-egoera errealistak sortzeko erreferentzia onak ematen dira. Eta zerbait aipatzekoa? Modu horien arteko energia-kontsumoaren arteko aldea %60 baino gehiago igo daiteke, eta horrek asko du esanahia. Sistemak hutsik dagoenean, modulu eraginkorrak kontrol-funtzio oinarrizkoak mantentzen dituzte, baina korronte gutxi erabiliz, beraz, geldi egotean galdutako energia murrizten dute. Karga partzialean probatzeak erakusten digu nola egiten duen tentsio-erregulazioak potentzia-pultsu txiki horiek jasatea, gaitasun-galera elektronikoak gutxitzeko. Gailur-kargan, berozko mugaketa eta bihurketa-arazoak bilatzen ditugu, izan ere, diseinu okerrak orduko 300 watio baino gehiago galdu ditzakete soilik han egon arren. Hardware-in-the-Loop simulazio bereziak laguntzen dute egonkortasuna egiaztatzeko aldaketa azkarretan, eta tentsio-zurrunketa (overshoot) saihesten dute, horrek erradioaren errendimendua kaltetzen duelarik. Egoera desberdin guztiok zeharkatzeak ziurtatzen du moduluak sare errealen barruan eraginkorrago funtzionatzen dutela, eta horrek zuzenean eragiten du eragiketa-kostuetan eta tresneria gainberotzea ekiditen du.

Baloratu BTS-en energia-moduluak hardware mailako energia-kudeaketa-ezaugarriak

Oraingo base transmisio-egonkien energia-moduluak funtziozko hardware-ezaugarri bereziak integratzen dituzte 5G-ren dinamikoaren energia-eskaerak betetzeko—erantzun-abiadura, eraginkortasuna eta beroaren aurkako erresistentzia orekatuz.

Lo-Moduaren Performantzia: Latentzia kontra Energia-Aurreztea GaN oinarritutako Energia-Moduluetan

Gallio-nitruroaren teknologia baimentzen du aktibotik potentzia baxuko lo-egoerara aldatzea azkar, eta horrek laguntzen du oinarri-transmisore-gonbidagailuak ez direnean seinaleak igortzen aktiboki, galtzen den energia murrizten. Hala ere, harrapaketa bat dago. Sistemak lo sakonera sartzen direnean, inguruko %70ko energia aurreztu dezakete, baina berriro egiten duteneko 5 eta 8 milisegundo arteko denbora behar dute. Bestela, arin-loan mantentzeak erantzun-denbora ia instantaneoak mantentzen ditu, milisegundo baino gutxiagokoak, baina ez du energia gehiegi aurresteko aukerarik ematen. Egoera horien arteko trantsizio konstanteek osagaien tenperatura igo egiten dute, berotze eta hozte ziklo guztien ondorioz, eta horrek ez du eraginkortasun luze-terminokoari onurarako egiten. Sare-eragileek egoera horietarako lo-parametroak nola ezarri erabaki behar dute, haien egoera zehatzaren arabera zer den garrantzitsuena kontuan hartuta. Batzuek komunikazio-zerbitzu kritikoetarako erantzun azkarrenak nahi izan ditzakete, latenza baxua eta fidagarritasun handia eskatzen dutenak, beste batzuk, berriz, estalki-eremu handiko dorreak kudeatzen dituztenak, energia aurreztea maximizatzea baloratuko dute, nahiz eta abiarazte-denbora pixka bat motelagoa izan.

Adaptaziozko tentsio-eskala eta potentzia-diskontu-teknikak, gailur-murrizketa gehienezko %22ra arte

Dinamikoki Aldatzen den Zuhaitz-Maiztasun Eskala, edo DVFS laburdura, prozesagailuari uneoro zer egiten ari denaren arabera bidaltzen zaion energia-kopurua etengabe egokitzeko moduan funtzionatzen du. Sistema honek kargak aurreikusten ditu ere, beraz, datuen trafikoan geldiuneak izango diren aldiak jakin eta horietan zehar tentsio-mailak seguruki jaitsi ditzake, guztira energia %12tik %18ra arte aurreztuz. Honekin batera, potentzia-murrizketa izenekoa erabiliz gero, emaitzak hobetu egiten dira. Potentzia-murrizketak prozesagailua ez dagoen bitartean, mikrosegundo gutxiren iraupena duen tentsio-jaitsiera txikiak egitea dakar. Konbinazio honek zenbait kasutan potentzia-gorakada maximoa %22ra arte murrizten du. Zerbitzu-zentro eta beste ekipamendu ugari dituzten hirietan, efizientzia-neurri honelako integratuak oso garrantzitsuak dira. Hain zuzen, hozte-soluzio tradizionalak ez dira egokiak gehienetan, espazio gehiegi hartzen dutelako edo instalatzeko kostua handiegia delako.

Konparatu energia-ahurreztea bultzatzen duten estrategiak modulu mailan BTS iraunkorren instalazioarentzako

Energiaren aurreztea bideratzeko hurbilketa guztiak osagai modularrak bihurtzeak oinarrizko trasmisio-guneak askoz berdeagoak bihurtzen ditu. Ingeniariek DC-DC bihurgailuak, kontroladore digitalak eta bero-kudeaketa-unitateak bereizten dituztenean, zati bakoitza banaka doitu ahal dute, eta hori ez da posible sistema tradizional guztiz integratuetan. Adibidez, mailakatutako energia-kudeaketa hartu. Azpikontroladore lokalen bidez, modulu mailan efizientzia lortzen da, adibidez, moduluak automatikoki loera sartzen diren unea egokitzeko teknikak erabiliz. Alde batetik, kontroladore nagusi bat dago, sistema osoan energia nola banatzen den arduratzen dena. GSMAk 2023an burututako zenbait proba eremu-berrietan, konfigurazio honek geldi-aldietan galtzen den energia %19 inguru gutxitzen du. Energia-modulu bakoitza berozko isolamenduarekin mantentzeak beroaren hedapena ekipamendu osoan zehar ekiditen du. Horrek esan nahi du gutxiago erabili behar direla hozte-soluzio indartsuak, eta hozte-kostuak %30 inguru murrizten ditu. Osagaiak banaka eskalatu ahal izatea beste abantaila handi bat da luzaroan planifikatzeko. Sare-eragileek ez dute sistemaren zati jakin batzuk karga handien pean ahulduz joaten direnean sistema osoa ordezkatu behar; arazoak sortzen dituzten zati horiek soilik ordezkatu behar dituzte, adibidez, karga-gehieneko bihurgailuak. Hamar urtetan, horrek kokaleku bakoitzeko 8 eta 12 tona arteko hondakin elektronikoak aurrezten ditu. Hobekuntza guzti hauek hardware iraunkorragoa, karbono-azpiortua txikiagoa eta 5G teknologiaren aurrerapenarekin etor daitezkeen energia-eskaera berriekin hobeto prestatuta egotea dakarten.