Energy Saving Solution for 5G O-RAN Private Network

技術簡介 

在5G專網中以基地台的耗電量最多，占比達5成以上，因此工研院基於自主研發的O-RAN網管系統Athena Orchestrator發展5G O-RAN節能管理解決方案。本節能解決方案，由基地台網路潮汐節能控制切入，以達最大的節能效益。5G O-RAN專網節能管理技術，以智慧節能演算法配合網路流量監控、預測及流量重新導向技術，在不降低服務品質下，讓最多的基地台進入休眠狀態減少耗電，節省5G專網的營運成本。本方案具有三大特點，包括：(1)“部署效率高”，減少人工佈署，提升網路效率；(2)“節能效率高”，降低基站耗能，設備管理視覺化 (3)“高度靈活的應用”，簡化專網操作，應用快速複製，未來該系統可迅速用於各種專網場景，如智慧工廠、智慧醫院、智慧娛樂、智慧倉儲物流、無人機等5G垂直應用領域。根據實測結果最高可節省50%能耗。

圖1 Athena Orchestrator 特色

Energy Saving架構

為了在不降低使用者服務質量（QoS）的情况下實現節能，我們在Athena Orchestrator中實現了O-RAN流量導引功能。O-RAN流量導引是基於各種因素（如網絡條件、用戶要求和運營商策略），在不同的基地台之間動態地引導流量。當Athena Orchestrator決定基地台要進行節能時，它將流量導向其他基地台，以保持使用者服務的連續性。根據預測結果和業務指導，Athena Orchestrator將保持適當數量的活動基站，在不降低服務質量的情况下實現最大的節能效果。節能解決方案的機制如下圖所示，基地台持續監控業務負載和用戶訊號品質，並透過O-RAN標準介面（即O1和E2）定期向Athena Orchestrator回報結果。根據報告結果，Athena orchestrator透過節能預測模型來預測下一時期的流量狀況，來决定哪些基地台被安排啟動節能功能。然後應用業務導向將其服務用戶切換到其他活動基地台以保持服務連續性。

圖2 節能解決方案機制

下圖顯示，5G專網中8個基站的每週能耗可以從422度電降低到184度電。也就是說，本節能解決方案每周可節省238度電或56.4%的電力消耗，並可減少約132公斤的二氧化碳排放。

圖3節能成效

技術特色

• 國內第一套自主開發5G O-RAN專網管理解決方案
• 具備AI/ML輔助網路使用狀態的預測
• 本解決方案基於K8S虛擬化平台開發，可快速佈署
• 通過模組化架構，本系統可以快速優化滿足各種專網需求，無論是在智慧工廠、智慧醫院、智慧娛樂、智慧倉儲物流、無人機等其它領域

技術規格

• O-RAN WG1 UCTG Energy Saving
• O-RAN WG10 O1 v5.0
• O-RAN WG3 E2AP v2.0
• O-RAN WG2 A1AP v3.0

應用範圍

5G專網垂直應用場域，如智慧工廠、智慧醫院、智慧娛樂、智慧倉儲物流、無人機等

通過認證/標準

通過O-RAN Global PlugFest Spring 2023

聯絡窗口 

聯絡人：曾祥倍/新世代通訊技術與應用推廣部(C200)
電話： 03-5914708
Email：StanleyTseng@itri.org.tw
https://www.itri.org.tw/
工研院資訊與通訊研究所