De 4G a 5G: ¿Sigue siendo suficiente la energía de respaldo existente?

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27 de septiembre de 2023

Las AAU 5G consumen mucho más que las RRU 4G, por lo que una copia de seguridad de cuatro horas diseñada para 4G puede ofrecer solo noventa minutos en un sitio 5G. Este artículo brinda el cálculo correcto del tiempo de ejecución con correcciones de temperatura y envejecimiento, separa las rutas tecnológicas de alta velocidad y alta capacidad y establece un camino de modernización de tres pasos.

El perfil de energía ha cambiado

El despliegue a gran escala de 5G en Singapur, Malasia, Tailandia, Filipinas, Vietnam e Indonesia se concentró entre 2021 y 2023, mientras que la capacidad de respaldo en muchos sitios se dimensionó para la era 4G. El problema es estructural. Un sitio 4G típico de tres sectores (unidad de banda base más tres RRU) consume aproximadamente entre 800W y 1200W. Un sitio 5G de tres sectores con una unidad de banda base y tres AAU normalmente consume entre 2000 W y 3500 W, y la demanda máxima aumenta aún más con una formación de haz MIMO masiva y un ancho de banda más amplio. El cambio no es lineal sino estructural: las AAU integran radio y antena, el amplificador de potencia se ubica en la torre, donde las condiciones térmicas son peores que en la sala de equipos, y el consumo de calor aumenta aún más. La consecuencia es que la misma cadena de baterías que transportó un sitio 4G durante cuatro horas transporta un sitio 5G durante solo entre noventa minutos y dos horas, precisamente en los sitios que ahora transportan tráfico más crítico, donde una interrupción cuesta más que en la era 4G.

Calcular el tiempo de ejecución correctamente

El tiempo de ejecución no es una cifra que pueda leerse en una hoja de datos; hay que calcularlo. La fórmula básica es: tiempo de funcionamiento en horas = capacidad utilizable de la batería en kWh × profundidad de descarga × corrección de temperatura × corrección de envejecimiento ÷ carga promedio del sitio en kW. Cuatro cosas suelen salir mal. En primer lugar, la capacidad utilizable debe ser capacidad a la tasa de descarga real, no a la tasa de diez horas: cuanto mayor sea la tasa, menor será la capacidad entregada. En segundo lugar, la profundidad de la descarga no puede ser del 100%; El plomo-ácido normalmente se diseña entre un 60% y un 80%, y tomar un 100% colapsa su ciclo de vida. En tercer lugar, la corrección de temperatura: a 45°C, la energía que una batería realmente puede entregar cae por debajo de su clasificación, mientras que el mismo calor acelera el envejecimiento: dos efectos que se acumulan. Cuarto, corrección del envejecimiento: la capacidad al final de su vida útil puede ser sólo el 80% de la inicial, por lo que una copia de seguridad dimensionada con la capacidad de una batería nueva no alcanza su objetivo en el tercer año. Recalculado con los cuatro factores, el tiempo de ejecución real en muchos sitios 5G es aproximadamente la mitad de la cifra nominal, y ese es el número para planificar.

Alta tasa frente a alta capacidad: dos problemas diferentes

Hay dos rutas tecnológicas para lograr un mayor tiempo de ejecución, resuelven diferentes problemas y mezclarlas desperdicia dinero. La ruta de alta velocidad utiliza baterías capaces de entregar una gran corriente en un período corto, por ejemplo, la serie de alta velocidad de 2 V (GFMHR, de 500 W a 2700 W con potencia nominal de quince minutos, diecinueve modelos, vida útil de diseño de doce años). Su valor es la alta corriente de corta duración: cuando la carga del sitio es de 3 kW y el respaldo debe cubrir menos de una hora, las celdas de alta velocidad cumplen con el trabajo con menos unidades y menos espacio. La ruta de alta capacidad utiliza celdas estándar de 2 V (GFM, 200–3000 Ah, vida útil de diseño de quince años) o monobloques de terminales frontales de 12 V y genera tiempo de ejecución a partir de la capacidad; se adapta a sitios que necesitan cuatro horas o más con una carga relativamente estable. La prueba es sencilla: multiplique la carga en kW por las horas objetivo; si la tasa de descarga resultante excede 1°C, tome la ruta de tasa alta; si es inferior a 0,3 °C, la capacidad alta es más económica. En el medio, cualquiera de los dos funciona y la comparación es la huella frente al costo.

Una modernización en tres pasos

La actualización de la copia de seguridad en sitios 4G existentes a 5G se puede realizar en tres pasos en lugar de un único programa de reemplazo. El primer paso es medir antes de calcular: instalar un registrador de energía en el sitio, registrar siete días de perfil de carga, tomar el pico y la media y aplicar la fórmula anterior para obtener un tiempo de ejecución real. Esto por sí solo descarta una proporción significativa de sitios que, de hecho, todavía son adecuados: muchos sitios 4G originalmente estaban sobreaprovisionados. El segundo paso es liberar antes de reemplazar: en sitios realmente cortos, primero recupere la capacidad a bajo costo relajando la profundidad de descarga de un conservador 50% a 70% donde el recuento de ciclos lo permita, limpiando la resistencia de contacto de los terminales y reduciendo la temperatura del gabinete. Estas medidas suelen liberar entre el 20% y el 30% de la capacidad efectiva. El tercer paso es expandir hasta el espacio medido: agregue una cadena paralela donde el espacio sea inferior al 50 % y reemplace la cadena con un nuevo cálculo donde supere el 50 %. Distribuido de esta manera, el gasto de capital cae en dos o tres años financieros y cada incremento está respaldado por datos medidos.

Copia de seguridad por niveles: gaste donde importa

Lo único que no se debe hacer en la era 5G es darle a todos los sitios el mismo tiempo de ejecución. En su lugar, nivele el patrimonio. Agrupe los sitios en tres clases: la Clase A cubre nodos centrales, puntos de agregación de transmisión y sitios que transportan líneas privadas empresariales o comunicaciones de emergencia, con un objetivo de ocho horas o más con monitoreo remoto y una interfaz de generador; La clase B cubre macrositios urbanos y corredores de transporte importantes en cuatro horas; La clase C cubre sitios suburbanos, rurales y de poco tráfico en dos horas, donde el objetivo es sobrevivir hasta que llegue un equipo en lugar de hasta que regrese la red. La organización por niveles permite que el mismo presupuesto cubra más sitios. En las condiciones de Indonesia y Filipinas, reducir el respaldo de Clase C de ocho horas a dos libera suficiente capacidad de la batería para duplicar la Clase A, y la disponibilidad ponderada de la red aumenta. El requisito previo es una lista limpia de sitios con niveles de servicio; no hay dificultad técnica, pero requiere que operaciones, planificación y adquisiciones lleguen a un acuerdo sobre las definiciones.

Calcular el rendimiento de una modernización

Las modernizaciones de energía de respaldo son el primer elemento recortado en una reunión presupuestaria, porque la propuesta no puede indicar un retorno. Se puede calcular una rentabilidad y directamente. Hay tres corrientes de beneficios. En primer lugar, la pérdida por interrupción evitada, igual a la reducción en el recuento de interrupciones × pérdida por interrupción, donde la pérdida por interrupción se puede estimar como suscriptores afectados × duración × compensación por unidad de tiempo: una cifra ya escrita según un SLA, no una suposición. En segundo lugar, se evitó el costo de reemplazo de la batería, a partir de la diferencia en el recuento de reemplazo durante ocho años, cada uno de los cuales incluye el precio, el transporte, la mano de obra y la eliminación de la batería. En tercer lugar, el costo de visita al sitio evitado, a partir de la diferencia en la frecuencia de inspección × costo por visita. En el lado de los costos se encuentran el capital de modernización y el mantenimiento anual incremental. Descuente los tres flujos de beneficios a un año común a una tasa y compárelos con la inversión para obtener la recuperación. En la práctica, los sitios de Clase A generalmente se amortizan en dos a cuatro años, los de Clase B en cuatro a seis y los de Clase C pueden exceder los ocho, razón por la cual es precisamente la importancia de la división en niveles. No vale la pena modernizar todos los sitios, pero para aquellos que sí lo son, el retorno es calculable. Si se incluye el cálculo en el caso de negocio, se persuadirá a las finanzas mucho mejor que cualquier argumento técnico, porque se traduce "comprar una batería más grande" en "aquí es cuando el dinero regresa". View Telecom Backup Power Selection