El tráfico en las redes móviles está creciendo de forma exponencial en los últimos años y la tecnología 5G resulta determinante para atender a esta demanda de conectividad.
Se calcula que 5G podrá reducir 10 veces el consumo energético de las redes en comparación con la tecnología 4G para 2025-30, aunque el calendario y los valores de estas ganancias energéticas aún no se conocen con exactitud, ya que dependen de muchos factores (equipos de origen, cargas de tráfico, bandas de frecuencia, etc.).
Este cálculo se deriva de las ganancias energéticas conseguidas por las generaciones anteriores de tecnología de red (2G, 3G y 4G), que se situaban en ese orden de magnitud, si bien estos ahorros son graduales a medida que avanzan los despliegues y mejoran los equipos.
crecimiento exponencial del tráfico móvil
De hecho, se piensa que, por cada Gigabyte de tráfico de datos, el 5G tiene el potencial de reducir el consumo de energía de la red (en comparación con el 4G) en un factor 2 en el momento del lanzamiento, en un factor 10 para 2025-2030, como dijimos anteriormente, y en un factor 20 para 2030-2035.
Sin embargo, estos cálculos pueden ser demasiado conservadores pues, según se vaya cursando más tráfico en la red 5G, la eficiencia energética mejorará rápidamente debido a que la eficiencia de los equipos es mayor a plena carga. En 2025, cuando la red 5G esté madura (cargada al 30%), se estima que la eficiencia se multiplicará por 4.
¿Pero de dónde surge esta mejora en la eficiencia energética? Para desvelar esta incógnita hablamos con Miguel Ángel Almonacid, director de Estrategia en el área de Red y Coordinación Tecnológica de Orange, segunda operadora del mercado español de las telecomunicaciones que está haciendo una apuesta muy fuerte por esta tecnología. Él nos explica que, fundamentalmente, el ahorro viene del menor consumo en las antenas y los elementos integrados en ellas, lo que supone el 80% del consumo de energía de en una red móvil.
nitruro de galio
Por ejemplo, los amplificadores de potencia representan entre el 30% y el 40% del consumo de las unidades de transmisión en 5G y las unidades de transmisión de esta tecnología ya están equipadas con amplificadores con índices de eficiencia de alrededor del 40%, que es mucho más alto que los amplificadores de las redes inalámbricas anteriores en su etapa inicial. Se espera que la introducción de nuevas tecnologías como el GaN (nitruro de galio) eleve la eficiencia al 50% en los próximos años y posiblemente hasta el 60%.
Otros elementos a tener en cuenta, según detalla el experto de Orange, son las antenas mMIMO (massive MIMO) que utilizan una tecnología muy reciente que aún no está completamente madura. Sus componentes se integrarán progresivamente en conjuntos de chips más pequeños y económicos, con un importante margen de mejora de la eficiencia energética. Y, aunque este es probablemente el factor más difícil de estimar, la hipótesis de multiplicar por 1,5 la eficiencia energética parece muy razonable.
En cuanto al “sleeping mode», que permite desconectar algunos componentes cuando no se necesitan, es la forma más sencilla de reducir el consumo de energía. Orange ha promovido y liderado la investigación y estandarización de los modos «sleep» 5G consiguiendo un consenso en el diseño de la nueva interfaz de radio 5G para la señalización.
inteligencia artificial y 5G
Esta señalización, que es necesaria para la conexión inicial de los usuarios a la red, es también la principal responsable de que, aunque no haya datos que transmitir, las antenas estén periódicamente “escaneando” si hay algún dispositivo conectado. Esta función aún no está completamente activada pero los primeros ahorros son muy prometedores. Además, gracias a la inteligencia artificial, Orange está promoviendo esquemas de reposo más profundos que aún tienen que ser probados antes de su despliegue.
Otro elemento clave para el ahorro energético que proporciona la tecnología 5G es un procesado más eficiente de la señal tiene un potencial de mejora del 10% en la eficiencia.
Por último, la compartición de infraestructuras permite la explotación de redes incluso en zonas de alto tráfico, evitando la duplicación de determinados equipos. Esto permite reducir el consumo de energía. Las ganancias en eficiencia energética dependen de la geografía de los países. En el caso de que se compartan emplazamientos cuya finalidad es dotar de cobertura a una zona, la ganancia es mayor que en el caso en el que el fin del emplazamiento sea reforzar la capacidad. Suponiendo una compartición del 60% en emplazamientos de cobertura y 40% en capacidad, se estima que el factor de ahorro energético es del 30% tras el reparto total de la red de acceso, concluye Miguel Ángel Almonacid.