Begge prognosene for 2015 viser at mobilnettet bruker mer strøm enn de andre delene av den mobile nettskyen til sammen. (Bilde: CEET)

Mobildata sluker strøm

4G-nettet krever ti ganger mer energi enn datasentralene.

Australske CEET – Centre for Energy-Efficient Telecommunications – publiserte nylig en utredning som kartlegger energiforbruket i den mobile nettskyen i perioden 2012 til 2015: The Power of Wireless Cloud: An analysis of the energy consumption of wireless cloud (pdf, 22 sider). CEET er et samarbeid mellom Bell Labs og University of Melbourne.

Utredningen tar utgangspunkt i to aktuelle trender: Nettskyen brukes til å levere stadig flere IT-tjenester, samtidig med at brukere i stadig større grad tyr til mobile enheter for å nå nettskytjenester. CEET bruker «den mobile nettskyen» når nettskytjenester leveres til mobile enheter.

Spørsmålet som skal besvares er: Hvordan ligger det an med energibruken når stadig flere bruker mobile enheter overfor en stadig økende mengde nettskytjenester? Kortere spurt: Hva krever den mobile nettskyen av strøm?

Netcom 4G master i Stavanger.
Netcom 4G master i Stavanger. Bilde: Netcom

Modellen som CEET legger fram i utredningen ser helt bort fra strømforbruket til mobiltelefoner, brett og pc-er. Det nye i forhold til andre utredninger om IT og energibruk, er at de ikke bare ser på datasentralene, nærmere bestemt den andelen av datasentralenes samlede strømforbruk som går til å levere nettskytjenester til mobile enheter. CEET ser også på energibruken til nettverkene som formidler nettskytjenestene mellom datasentralene og de mobile enhetene.

Disse nettverkene fordeles på tre kategorier: Stamnett, WLAN (i hjem, kontorer og i offentlige IP-soner) og mobil. Siden utredningen handler om årene 2012 til 2015, forenkles modellen ved å beregne strømforbruket i mobilnettet som om all datatrafikk håndteres som LTE, såkalt «4G». LTE er mer energieffektivt enn vanlig 3G: Dette premisset bidrar følgelig ikke til å overvurdere strømforbruket i mobilnettet.

Beregningene gir oppsiktsvekkende resultater.

I 2012 sto den mobile nettskyen for et samlet strømforbruk på 9 173 gigawattimer (GWh).

Stamnettets andel er nærmest neglisjerbart: 16 GWh, tilsvarende 0,2 prosent av det samlede strømforbruket i den mobile nettskyen.

Datasentralenes andel, det vil si den delen av datasentralenes strømforbruk som går til den mobile nettskyen, var 1 437 GWh, tilsvarende 15,7 prosent.

Det er med andre ord aksessnettverkene for å kople de mobile enhetene til nettskyen som står for det aller meste av strømbruken: over 84 prosent.

Av den samlede strømbruken står WLAN for 26 prosent, mobilnettet for 58 prosent, henholdsvis 2 413 og 5 307 GWh.

CEET leverer to sett med anslag for 2015, et nedre (merket «2015 lo» i grafen øverst i denne artikkelen) og et øvre («2015 hi»). Begge tar utgangspunkt i eksisterende utredninger om utviklingen innen datatrafikk, mobil datatrafikk, nettjenester og så videre. Der det er klare avvik, bygger det nedre anslaget på de mer beskjedne prognosene, det øvre på de som ser for seg en mer ekspansiv utvikling. Når det gjelder datatrafikk er prognoser fra Cisco mer typisk for det øvre anslaget i CEET-rapporten, mens det nedre anslaget legger større vekt på prognoser fra Nokia Siemens.

Det nedre anslaget ser for seg at strømforbruket til den mobile nettskyen nesten firedobles fra 2012 til 2015. Datasentralenes andel av strømforbruket i den mobile nettskyen faller til så vidt over 10 prosent, mens nettverkenes andel øker til nesten 90 prosent. Det går nesten seks ganger så mye strøm til å drive det mobile aksessnettet som til å drive datasentralene.

Det øvre anslaget går ut på at strømforbruket til den mobile nettskyen nesten femdobles, fra 9 til 43 terawattimer. Datasentralene står for 9 prosent av forbruket, nettverkene for over 90 prosent. Mobilnettene alene står for nesten 60 prosent av strømforbruket til den mobile nettskyen.

CEET retter et søkelys mot noen kanskje ubehagelige kjensgjerninger.

For det første: Fokuset på IT og strømforbruk har hittil bare dreid seg om datasentraler. Dette er i bransjens interesse. Det ligger en økonomisk gevinst i å kunne redusere strømforbruket. Greier man å markedsføre denne reduksjon som grønn og uegennyttig, får man i både pose og sekk.

For det andre: Nettskyen har i seg selv blitt markedsført som «grønn», nettopp med henvisning til at man oppnår større energieffektivitet ved å samle servere i datasentraler framfor i små datarom. CEET-utredningen påviser at inntrykket av den grønne nettskyen hviler på at man bevisst unnlater å se på det samlede energiforbruket.

For det tredje: For å rettferdiggjøre en grønn profil, må nettskyaktører gjennomføre tiltak for å redusere energiforbruket i både mobilnettet og lokale trådløse nett (WLAN), eller i det minste sørge for at en større andel av strømmen kommer fra fornybare kilder.

Den siste problemstillingen er egentlig ikke ny. I april i fjor publiserte miljøorganisasjonen Greenpeace rapporten How Clean is Your Cloud? der også strømforbruket i mobilnettet ble nevnt. Her ble det blant annet nevnt et eksempel fra India: I 2011 ble 70 prosent av Indias 400 000 mobiltårn drevet av dieselaggregater. Den indiske telekomsektorens dieselforbruk var tre milliarder liter i året, større enn alle andre, med unntak av jernbanen. Solceller kunne redusert dette betraktelig.

CEET-utredningen inneholder anslag over hvor mye energi som kreves for å formidle en bit med data, i (det kablede) stamnettet, i datasentraler, i ulike typer WLAN og i mobilnettet.

Anslagene bygger dels på andre utredninger, dels på kjente tall om energibruken i datasentralene til Facebook og Google.

Enheten CEET har valgt for å formidle dette er microjoule per bit informasjon. En joule er energimengden (arbeidet) man får ved å forbruke en effekt på én watt i ett sekund.

Den mest effektive bitflytteren er en offentlig IP-sone. Her brukes 0,4 mikrojoule per bit informasjon.

Det kablede stamnettet bruk noe mer, 0,64 mikrojoule per bit. I et LTE-mobilnett går det fra 73 til 136 mikrojoule per bit. Den økte rekkevidden er følgelig svært energiintensiv. Jo raskere man får trådløs informasjon over på kabel, jo mindre bruker man av energi. Beregningene som legges til grunn for 2015-prognosen til CEET bygger på et forbruk på 73 mikrojoule per bit i LTE-nett.

I en datasentral går det med 20 mikrojoule per bit. Det tilsvarer et energiforbruk på 2 kilowattimer per nettskybruker per år, nettopp det Google oppgir om sine datasentraler.

Det er ingen opplagt løsning på utfordringene som CEET-utredningen tar opp. Men det er ingen unnskyldning for IT-bransjen ikke å begynne å tenke på hva det faktisk kan komme til å koste å satse på LTE som bredbåndsteknologi verden over.

Noe av løsningen kan være dekke tettbygde strøk med IP-soner framfor mobilnett. Til en viss grad er dette i ferd med å skje allerede: For to uker siden kom Juniper Research med en rapport om hvordan mobile enheter tyr til WLAN. Rapporten anfører at kapasitetsproblemer vil tvinge også mobiloperatører til å delta i utbyggingen av IP-soner.

Til toppen