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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

361期2022年4月號

出版日期:2022/04/15

正方形 Icon 產業焦點 Focus

5G節能專網解決方案

撰文/陳怡如

工研院研發「5G節能專網解決方案」,結合和碩5G基站共同參加MWC線上展,在不降低服務品質下,讓更多的基站進入休眠減少耗電以節省成本。
工研院研發「5G節能專網解決方案」,結合和碩5G基站共同參加MWC線上展,在不降低服務品質下,讓更多的基站進入休眠減少耗電以節省成本。

全球淨零碳排趨勢下,工研院於今年世界行動通訊大會(MWC)線上展會,結合和碩5G基站,共同參加世界行動通訊大會(Mobile World Congress;MWC)線上展會。以智慧節能演算法,配合網路流量監控及流量重新導向技術,讓5G基站提供聰明節能又不中斷的服務,為5G專網也能順應淨零潮流。

5G的大頻寬、低延遲、廣連結特性,讓5G成為數位轉型的重要關鍵,但在追求速度的同時,5G耗用的電力也相當驚人。由於5G基站收發器比4G基站多,要達到跟4G相同的覆蓋範圍所需基站數量,也比4G多。據估計,5G基站耗電量估計是4G約1.5倍以上,追求電力最適化是5G的重要課題。

經濟部以科技專案支持工研院研發的「5G節能專網解決方案」,在今年MWC線上展會中首次亮相。獨家的節能技術,有助於減少電信商營運成本,進一步推升5G應用的普及。

打造智慧演算法 降低基站耗能

IEEE論文研究顯示,在整體行動網路耗能的比例中,以基站耗電量最多,占比達5成以上。工研院研發的這套5G節能專網解決方法從基站切入,打造聰明管理5G基站系統節能的軟體,透過定期監控基站網路及終端裝置(如智慧工廠機台)的流量使用狀況,使用智慧演算法將終端裝置重新導向至特定基站,在不降低服務品質下,讓更多的基站進入休眠狀態,以減少耗電節省成本。

簡單來說,不同專網應用會有不同的節能策略,就像手機iOS、安卓系統有許多APP,手機搭載智慧家電的軟體APP就是遙控器的概念,這套系統的節能軟體也能像APP一樣,套用在不同的專網應用中,像是無人機巡檢、智慧醫院、智慧工廠等快速擴充管理專網耗能。以智慧工廠專網應用中設置100座5G基站為例,1個月將可減少12,750kWh,相當於37.5戶家庭用電量,總計7,060公斤的碳排放!

提供軟硬整合方案 搶攻全球專網市場

此次工研院發表的5G節能專網解決方案,不僅能協助臺灣基站設備和系統整合商,有效控管5G基站的專網成本,更重要的是能為臺灣5G基站提供軟硬體整合方案,協助臺廠布局新興的開放架構,進而搶攻全球專網市場。

在3G、4G時代,電信業者多半向單一大廠採購全套設備及服務,市場長期被大型電信設備商壟斷,但在5G時代,網通設備逐漸去中心化以及企業專網需求等趨勢下,許多大型電信商力推開放式無線電接取網路(Open Radio Access Network;O-RAN),帶動產業鏈多元發展。

此開放架構也成為臺灣在5G時代大力發展的機會,可望突破傳統電信設備商的封鎖,讓臺廠伺服器與基站切入國際電信市場。根據工研院產科國際所彙整市場調研機構Dell'Oro估算,全球RAN市場營收自2021至2026年,累計近2,500億美元左右,預估2026年O-RAN架構將占整體RAN市場15%。

可快速擴充布建 有效率管理專網

MWC在行動通訊領域被譽為最具影響力的大會,掀起熱潮的5G O-RAN趨勢,也吸引美國電話電報公司(AT&T)、英特爾(Intel)、樂天(Rakuten)、輝達(NVIDIA)、高通(Qualcomm)、日本電信電話公司(NTT DOCOMO)等大廠,以及臺灣的供應商參展。工研院資訊與通訊研究所所長丁邦安表示,工研院鑽研專網網路管理技術多年,曾兩度獲得全球小型基站論壇獎(Small Cell Forum Award;SCF Award),顯示臺灣的5G基站智能化管理的技術研發,已與國際同步。

2021年底,在O-RAN聯盟於臺灣區舉辦3rd PlugFest大會中,和碩便以自行開發的開放式基站,與工研院協作完成5G O-RAN系統架構之服務管理與編排功能(Service Management and Orchestration;SMO),以及近即時網路智能控制功能(Near-Real Time RAN Intelligent Controller;Near-RT RIC)整合展示,同時也與多家商轉核網完成互通性測試。

此次工研院與和碩聯手,線上參展5G O-RAN端到端節能控制系統,便是奠基在雙方的合作成果上,提供專網部署的最佳解決方案,可針對不同智慧工廠、智慧醫院、智慧娛樂等各式專網應用快速擴充布建,有效率管理專網。

降低專網營運成本 廣泛應用多垂直領域

和碩聯合科技第六事業處總經理馮震宇表示,和碩近年投入大量研發資源布局5G O-RAN 開放式基站,專注在產品技術研發與垂直整合應用。產品形態已由過往聚焦的用戶終端設備,提升到提供符合3GPP及O-RAN標準的端到端5G企業專網解決方案。

此次和碩與工研院合作的5G節能專網解決方案,核心概念是對離峰時段的基站做效能管理,減少基地台耗電,有效降低部署企業專網的營運與管理成本,可廣泛應用在智慧工廠、智慧醫院、智慧倉儲物流、港口等5G垂直應用領域,盼能快速複製、壯大專網應用百花齊放,助攻臺灣產業邁向數位轉型。

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