打造永續網路
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至2027年，行動數據流量預計將成長4倍以上，達到每月288 EB。電信營運商必須同步降低耗能，為減碳付出行動。
行動裝置使用量從 2011 年的 60 億成長到 2021 年的 81 億，智慧手機使用量在同時期從 7 億成長到 63 億，將流量從每月略低於 0.25 EB 拉高到每月 65 EB －幾乎是300 倍。這股流量成長的助因包括人口覆蓋率增加和多世代行動網路並行運作，使得需要的流量容量提高了。
雖然流量在過去 10 年呈現指數成長，但電信商的全球網路耗能僅增加 64%，從 91TWh 增加到估計約 150 TWh。顯示流量成長與耗能增加之間只有微弱的關聯。相較之下，耗能與新頻段、設備部署之間的關聯反而是更加緊密的，這點反應在多世代行動網路的人口覆蓋率不斷增加上面。
科技創新成為挑戰
重要的科技創新使行動網路可以支援的流量大為提升，且同時耗能僅略為增加。透過5G 標準和規範，新的創新技術正在部署之中，不僅繼續支援不斷成長的數據需求，亦減低了耗能。
無線接取網路 (Radio Access Network,RAN）是一大重點，它佔了行動網路總耗能的主要部分。
支援流量成長的一個創新領域是頻譜效能的發展 1。隨著每一代行動技術的發展，頻譜效能亦顯著提升，例如，相較於 4G，5G的頻譜效能增加了 200%。這要歸功調變改善和頻寬增加所帶動的規模效應，且有效抑止耗能與流量以相同速度成長。
在檢驗典型網路流量模式時，即使是在高負載期間，仍可觀察到數據傳輸中的若干短間隙。在這些間隙發生期間，透過快速將組件置於休眠模式且僅在下次傳輸前再啟動它們可降低耗能。間隙時間拉長意味可將更多組件置於休眠模式，因而進一步減低耗能。
在 4G 標準中，在 Micro Sleep 和其他節能功能下，間隙非常短暫－最多僅 0.2 ms。5G 新版無線電標準 ( New Radio, NR ) 的設計是依據對無線網路中典型流量活動的瞭解以及支援無線網路設備休眠狀態的必要性。這使得 5G NR 可提供更好的支援實現節能。
圖34：10年成長倍數
圖35：行動網路能源效率的全方位方法
在獨立組網模式下，必要傳輸之間的時間可以長達 20 ms，在非獨立組網模式下，則為 160 ms －比 4G 多了 100 到 800 倍。此外，5G NR 在頻域中需要永遠保持運作狀態的訊號傳輸量大幅降低許多。
當制定 5G NR 標準時，優異的無線網路耗能表現是一個重要的考量。與前幾代相比，其超精簡的設計為大幅減低網路耗能帶來新的可能性。它亦具有更高容量，且能夠產生較低負載，在特定流量所使用的總容量中只佔部分百分比。此外，加上更深、更長時間的休眠能力，可顯著降低 5G NR 產品的耗能－最終減低整體網路耗能。
電信商的整體方法
自 3G 以來，每一世代的行動網路部署都引發對行動網路耗能增加的憂慮，5G 亦不例外。有人擔心如果以同於前幾代的方式部署 5G 來滿足不斷成長的流量需求，行動網路的耗能將急劇增加。但是，雖然歷史數據顯示全球耗能隨著時間升高，但並沒有如早期預期般來得顯著。部署新一代行動網路帶來效率提升，再加上創新的操作方法，是確保網路耗能維持在可控管狀態的重要關鍵。
為了實現產業的淨零排放願景，我們需要一個可以阻斷全球網路耗能攀升的方法。領先業界的電信商正在實施可逐漸降低耗能的整體網路方法來克服這個挑戰。該方法是將網路現代化結合可用於網路設計、建構和能源智慧運作的新特性和功能，如圖 35 所示。除了這個全方位方法，轉向再生能源對實現碳排放總量減少亦相當重要。
精準建構 5G
擁有眾多設備以滿足不同部署情境的需求才能精準建構網路。為了適應更多部署地 點，最 新 的 大 規 模 陣 列 天 線 (MassiveMIMO) 無線電採用超輕量設計，使它們的體積更小、更節能。英國的 Vodafone 在此方面作出表率，在他們位於英國倫敦的辦公大樓屋頂上安裝了最新節能天線。與前幾代相比，這項最新的天線整合無線電解決方案的部署使設備每日的耗能平均減少了 43%，在離峰時間，更高達 55% －同時仍然滿足該辦公大樓的流量需求。
360 度的節能行動服務
印尼的 Indosat Ooredoo 所面臨的一個挑戰是如何在 68 個大型站點聚集的高負載 4G 住宅區中，減低耗能，且同時不降低KPI。為了實現這個目標，他們採取整體方法，使用節能軟體，並以智慧模式操作基礎設施。 4G 節能特性將重點放在休眠模式。此外，透過 AI 和數據分析，對 3,000 個站點的基礎設施進行智慧管理。
Indosat Ooredoo 提高了運作效率，且將能源費用減少了 3.6%。
將再生能源導入行動網路站點
轉 向 再 生 能 源 不 僅 僅 是 購 買 永 續 能 源。對 淨 零 排 放 所 採 取 的 決 定 性 行 動 中，Deutsche Telekom 首次將太陽能引入商業行動寬頻站點。
2020 年下半年，Deutsche Telekom 在他們位於德國迪滕海姆的行動站點安裝了 12平方公尺的太陽能面板。在 2021 年一整個7 月，這些太陽能面板所提供的供電佔了站點全部供電的 14%，在中午 12 點至下午 2 點則增加至 83% 左右。這使得 6 月份每日的平均太陽能採集量為 11.5kWh，在晴天時，增加到 15.1kWh。包括冬季在內，一整個年度的太陽能貢獻預計在無線接取網路站點總能量中佔了 11% 左右。
行動網路只是故事的一部分
轉向再生能源、設備現代化和充分利用今日行動網路的節能能力可以立即產生正面影響，協助電信商實現淨零排放的目標。但是，對社會的影響更為深遠。網路連結是一種賦能技術，以快速可擴展的工具，用以解決氣候變遷問題。事實上，數位科技可能是世界解決氣候危機上最強大、最具有可擴展性的工具。數位科技是加速減碳的關鍵，可望在 2030 年前將全球碳排放量減少15% 2，並可透過影響消費者、商業決策及系統轉型而間接實現進一步的 35% 碳排放減量。