Post on 20-Jul-2020
EVENTI
LE TECNOLOGIE DELL’INFORMAZIONE E COMUNICAZIONI PER L’EFFICIENZA ENERGETICA E LA DIFFUSIONE DI RETI DI NUOVA GENERAZIONE
Ing. Nastri Emanuele – Ministero Sviluppo
Economico - Dipartimento Comunicazioni –
ISCOM –
ITC 4 EE
2
L’intersezione tra le politiche dell’Efficienza Energetica (EE) e
dell’ICT (cfr. Figura 1) ha portato alla recente definizione di una
nuova area tecnologica, definita “dell’ICT per l’Efficienza
Energetica”.
Nell’area tecnologica dell’ICT per l’EE ricadono quindi i sistemi,
i dispositivi e i componenti che consentono sia risparmi diretti
ottenibili dal miglioramento dei consumi degli apparati dell’ICT
stessi, sia, e soprattutto, quelli che consentono risparmi indiretti
che le applicazioni dell’ICT permettono di ottenere, in quanto
tecnologia abilitante, in altri settori.
L’idea di individuare nelle Tecnologie dell’ICT una opportunità
per favorire l’incremento dell’Efficienza Energetica (EE) in
diversi settori quali: edilizia, trasporti, commercio, industria e
quello della distribuzione dell’energia elettrica, è un fatto
relativamente nuovo, e potrebbe permettere di risolvere
l’incoerenza tra il modello tradizionale di sviluppo economico e
la difesa dell’ambiente, ottenendo uno sviluppo dell’economia
svincolato dalla necessità di un continuo incremento dei consumi
energetici.
Tecnologie che
consentono un
aumento dell’Efficienza
Energetica
Tecnologie dell’ICT per l’EE
Tecnologie
dell’ICT
Figura 1 – Rappresentazione concettuale delle tecnologie dell’ICT per l'Efficienza
Energetica
Impatto delle tecnologie dell’ICT su se stesse (ICT itself)
Quando si parla di aumento dell’EE conseguente all’uso
delle tecnologie dell’ICT si intende, in genere, un risparmio
derivante da un loro impiego in quanto tecnologia abilitante,
in settori diversi da quello dell’ICT stesso, ad es. per la
gestione intelligente dell’energia negli edifici, nei trasporti,
etc. Ma gli stessi equipaggiamenti dell’ICT, quali computer
domestici, server e dispositivi elettronici, consumano
energia. Una prima riduzione dei consumi connessi all’ICT
può quindi essere fatta aumentando il rendimento delle
stesse apparecchiature dell’ICT (“ICT itself” o “ICT’s own
carbon footprint”),
con interventi sull’elettronica di potenza delle sezioni di alimentazione, sulle
architetture dei microprocessori e dei sistemi di calcolo, sulla realizzazione di display
a minor fabbisogno energetico, ma anche sulla gestione termodinamica dei flussi di
raffreddamento. Le iniziative che mirano ad un approccio eco-compatibile all’utilizzo
delle risorse di calcolo vengono anche identificate con il termine Green Computing (o
Green IT)
Le tecnologie dell'informazione e della comunicazione (TIC) hanno un ruolo cruciale
da svolgere nell'affrontare le sfide di sviluppo delle nuove città
Si stima che circa il 65% della popolazione mondiale vive nelle città. Con un ulteriore
1,3 miliardi di persone che si spostano dalle aree rurali a quelle urbane ogni settimana,
entro il 2050 più di sei miliardi di persone vivranno in agglomerati urbani. Le
dimensioni degli agglomerati urbani continua a crescere, con il numero di megalopoli
di oltre 10 milioni di abitanti in crescita, da appena due nel 1950 a n. 22 entro il 2015,
di cui 17 si trovano nel mondo in via di sviluppo o nelle economi in via di transizione.
L'importanza di un approccio coordinato a livello globale e di un focus sulle
tecnologie standardizzate a livello mondiale per la creazione di nuove “smart cities
sostenibili ".
Una maggiore integrazione delle TIC nella pianificazione urbana agevolerà
notevolmente le opportunità di crescita economica e il benessere sociale, da un
migliore accesso all'istruzione e all'assistenza sanitaria attraverso prospettive
migliorate di occupazione e di condizioni di vita.
NGN – Definizione ITU
Una Next Generation Network (NGN) è una rete basata su
commutazione di pacchetto in grado di fornire servizi,
includendo servizi di telecomunicazione e in grado di sfruttare
tecnologie a banda larga, con tecnologie di trasporto in cui sia
abilitata la qualità del servizio (QoS) e in cui le funzionalità
connesse ai servizi sono indipendenti dalle tecnologie su cui si
basa lo strato inferiore di trasporto. Una NGN offre accesso
libero agli utenti verso differenti fornitori di servizi. Essa
supporta una mobilità generalizzata la quale consente una
fornitura continua e onnipresente dei servizi agli utenti. ITU (International Telecommunication Union)
NGN – “Green ICT” • Impatto:
– Ogni cosa è oggetto di connessione (per tutti i tipi di applicazioni, ci si sta evolvendo verso una struttura a rete);
– Comunità intelligenti e sempre connesse traggono beneficio dall’ubiquità, caratteristica delle reti evolute.
• Ruolo chiave degli smart objects
– Soluzioni per l’utilizzo combinato in più discipline abbinando IT ad altre tecnologie nell’ottica dei servizi.
Green of ICT vs Green by ICT (1)
ICT is part of the
problem
ICT is a necessary
part of the solution
Green of ICT Green by ICT
Green of ICT vs Green by ICT (2)
• ‘Green of ICT’ influences only 2% of global CO2 emission, while ‘Green by ICT’ covers the other 98%.
• ‘Green of IT’ can reduce 845 million TCO2 worldwide, while ‘Green by IT’ can lead to 4.89billion TCO2 reduction globally.
• ’Green by IT’ is approximately 5 times more effective than ‘Green of ICT’ in terms of CO2 reduction
Energy Efficient NGNs influence
2% of Green of ICT + 98% of Green by ICT
Source : Gartner 2007
Green of ICT (2%)
Green by ICT (98%)
845 million TCO2
reduction effect
4.89 billion TCO2 reduction effect
Global CO2 Emissions
Reti elettriche intelligenti (Smart Grids)
Le reti elettriche attualmente installate in Europa e nel mondo sono state progettate per trasportare, in modo
unidirezionale, l’energia prodotta da poche centrali di grossa potenza verso un’utenza distribuita (cfr. Figura
– Sinistra).
Le reti elettriche intelligenti, o smartgrid, sono concetti di impianti elettrici innovativi fortemente integrati
dalle tecnologie dell’ICT. Queste sono necessarie per consentire il controllo della rete anche in presenza di
un’elevata percentuale di generatori distribuiti di piccola potenza e con flussi di energia bidirezionali (cfr. 3 –
Destra). Si pensi, ad esempio, a una rete con una forte presenza di piccoli impianti di generazione da
rinnovabili (es. eolico e solare), che, per loro natura, possono avere forti variazioni di potenza prodotta nel
tempo; condizione, questa, che rende instabile un sistema elettrico di tipo tradizionale.
Figura 3– Rete elettrica tradizionale (a sinistra) e smartgrid (a destra)
Portatori di interesse nelle Smart Grid
•Produttori (centralizzati, decentralizzati)
•Utilizzatori (finali puri)
•Operatori delle reti di trasmissione (TSO)
•Operatori delle reti di distribuzione (DSO)
•Venditori di energia (elettricità, gas, acqua e calore)
•Operatori di bilanciamento e loro coordinatori, compresi gli
aggregatori (controllo della domanda, degli accumuli e della
fornitura di potenza reattiva)
•Fornitori dei servizi di misura
•Operatori del mercato elettrico (raccolta e negoziazione delle
offerte)
•Operatori delle reti di comunicazione
•Fornitori di tecnologia per le Smart Grid e le Smart City
•Regolatori
Tecnologie abilitanti
Se, da una parte, l'automazione della rete di trasmissione è operativa già da
qualche decennio". l'automazione della rete di distribuzione è solo agli inizi e deve
fare fronte a una sfida diversa, appunto la penetrazione crescente della SG. Le
tecnologie di comunicazione utilizzate saranno sia in cavo (fibre ottiche, onde
convogliate sui cavi elettrici di potenza), che wireless (CDMA, GSM, GPRS,
UMTS, WiMAX, ecc.). Anche i protocolli di comunicazione impiegati saranno
diversi (WLAN, WiFi, ZigBee, ecc.). La scelta di un'architettura flessibile,
organizzata in modo gerarchico e in grado di utilizzare tecnologie eterogenee nei
diversi livelli appare la più adatta a soddisfare le esigenze differenziate dei
distributori elettrici. Una possibile struttura a livelli della rete, che ricalca quelle in
uso per altre applicazioni, come mostrato in figura, divide la rete in:
Home Area Network (HAN): rete domestica (o più in generale rete privata dell'utente)
che collega sensori e dispositivi di misura e controllo dei dispositivi elettrici,
interconnessa con le reti esterne mediante un Home Gateway (HG) che fornisce anche
supporto alle applicazioni di gestione dell'energia;
Neighborhood Area Network (NAN): rete di aggregazione di più punti di accesso
geograficamente vicini, che può opzionalmente essere utilizzata per garantire
autonomia dagli operatori di telecomunicazioni e prestazioni elevate per il cosiddetto
ultimo miglio;
Metropolitan Area Network (MAN): rete dedicata o condivisa per l'accesso cittadino in
grado di fornire supporto a un numero anche elevato di punti di accesso;
Wide Area Network (WAN): reti e collegamenti a lunga distanza di tipo dedicato o
condiviso per il collegamento con centri di gestione e controllo regionali o nazionali.
Gestione dei consumi elettrici, con ricadute economiche positive tanto dal lato utente che
dal lato operatore energetico (tariffazione oraria, omogeneizzazione del carico
energetico). L’abilitazione di questi servizi è auspicabile per incrementare e
differenziare l’offerta di mercato, aprendo nuove prospettive ad aziende
tendenzialmente settorializzate. In tal senso il mercato ICT può trovare un nuovo sbocco
nello sviluppo di una nuova classe di prodotti hardware e software in grado di
monitorare le in house networks:
nuovi sistemi di monitoraggio e telerilevamento basati su tecnologia: o WiFi (standard 802.11b, frequenze 2.4 e/o 5 GHz, larghezza di banda >10Mbps,
copertura da 1 a 100m) o ZigBee (Standard 802.15.4, frequenza 868.3 MHz in Europa o 2405-2480 MHz per il
resto del mondo Europa compresa, larghezza di banda da 20 a 250 kbit/s, copertura da 1
a 100+ m, massimo numero di canali utilizzabili 16 con 5MHz di larghezza)
Un esempio applicativo è fornito dall’impianto di telettura ad aggregazione di contatori
(rete NAN, Neighborhood Area Network) basato su ZigBee installato nella città di
Gotheborg, in Svezia. A questo proposito, la ZigBee Alliance ha definito uno standard
“Smart Energy” tarato per queste applicazioni.
Immaginare quindi in Italia uno sviluppo industriale volto a collegare tutti gli
elettrodomestici di casa in rete wireless diviene quasi logico ed intuitivo. Possibili
devices collegabili sono:
TV, Microonde, Lavatrice, Termostato impianto di riscaldamento, Luci, Frigorifero,
Lavastoviglie, Condizionamento caldo freddo, et alt
Creare quindi in ogni casa una rete SEHAN (Smart Energy Home Area Network) con nuovi apparati di rete il
cui compito sarà quello di incanalare i dati raccolti per inviarli sia verso l’operatore energetico che verso
l’utente stesso che li potrà usare per meglio gestire la propria bolletta energetica:
- nuova generazione di contatori elettronici con interfaccia ZigBee, WiFi e/o interfaccia di rete
- nuova classe di set top boxes e/o home access gateways.
- nuova classe di interfacce per apparecchi elettronici in house
nuovi applicativi per SMART TV o per SMART Phones
L’utente finale quindi si pone come naturale destinatario per la creazione e l’implementazione di servizi per
smart grids, con particolare riferimento a:
servizi informativi real time
servizi a notifica o a interrogazione (polling)
servizi veicolabili attraverso le SMART TV e/o Elettrodomestici connessi in rete
Servizi quindi che consentano la gestione attiva da parte dell’utente dei consumi energetici.
Nel settore energetico si sta assistendo ad un boom nelle Apps per smartphones. Significativi sono gli studi e
le ricerche dell’ EPRI (Electric Power Research Institute - USA) su nuove apps per Ipad e/o Iphone in grado
di gestire i consumi ed operare un effettivo monitoraggio della rete e dei cavi.
Da menzionare in quest’ottica anche il mercato delle applicazioni per Ipad per sistemi domotici
Incentivare la creazione di un tavolo che veda insieme i produttori di hardware ICT, le software houses, i
produttori di Energia e gli Operatori di TLC può rappresentare una sfida interessante per stimolare un mercato
nuovo. Un mercato dove una pluralità di attori eterogenei si trova ad operare su un terreno comune.
Valutazione dell’impatto economico relativo allo
sviluppo e alla diffusione delle reti di nuova
generazione.
I risultati preliminari del progetto ATENA ci permettono oggi di dire che una
politica concreta volta a favorire un omogenea diffusione della sensibilità al
risparmio energetico su tutta la filiera telecom così come l’aumento
dell’intelligenza sulle reti interconnesse, e lo sfruttamento dei titoli energetici sia
in grado di avviare dei percorsi virtuosi in grado di generare fin da subito un plus
economico utilizzabile per il completamento delle politiche di sviluppo nazionale
della NgN.Se si guarda al comparto CONSUMER, il numero di famiglie in Italia
è pari a 25.1 milioni (dati progetto VATE2010): ipotizzando una copertura del
100%, il differenziale dei consumi tra una rete di accesso AO ed una rete ADSL è
di circa 5 MWh, mentre arriva a 37.5 MWh confrontando la AO con una rete di
accesso mista GPON+VDSL.
Prendendo in esame la sola quota di potenza consumata a carico dell’operatore di
rete (il vero dato di interesse per l’Operatore), tali differenziali risultano essere pari
rispettivamente a 27.4 MWh e 77.5 MWh. Il base al costo medio del kWh (agosto
2012) per un Operatore di TLC, possiamo dire che su 12 mesi:
•il risparmio annuo tra rete di accesso AO e ADSL è di 33,60 M€
•il risparmio annuo tra rete di accesso AO e GPON-VDSL è di 95,04 M€
Analizzando il comparto IMPRESE, vediamo che il numero in Italia di imprese è di
4'373’398 (dati VATE 2010) con 16,8M di addetti. L’85% si collega ad internet con
una tipologia di accesso di tipo DSL. Si può dire in questo caso che ipotizzando una
copertura al 100% di tali imprese su 12 mesi:
•il risparmio annuo tra rete di accesso AO e ADSL è di 4.9 M€
•il risparmio annuo tra rete di accesso AO e GPON-VDSL è di 14,08 M€
Intercettando i meccanismi dei titoli di efficienza energetica (DM 20/07/2004 e
s.m.i.) ed il meccanismo degli ETS (Emission Trading System) per la riduzione delle
Ton CO2 non immesse nell’aria, si riesce ad ottenere un ulteriore fattore indiretto di
guadagno in grado esso stesso di impattare sullo stimolo alla crescita.
Il grafico di Fig. 4, basato sulle misure condotte nel laboratorio Test Plant ISCOM,
dimostra che una “rete di accesso” in fibra ottica (All Optical nel prosieguo
indicata come AO) permette di avere una minore potenza consumata per utente
rispetto ad una completamente in rame (ADSL) ed una mista fibra/rame
(GPON+VDSL), a parità di servizio offerto. Va detto che è stata considerata una
larghezza di banda di 15 Mbps, così da poter comparare tutte le tecnologie a parità
di servizio; ma è ben noto come una infrastruttura di accesso in fibra ottica sia in
grado di raggiungere valori di banda, allo stato attuale della tecnologia, 100 volte
superiori rispetto a quella in rame.
Fig. 1 – Progetto ATENA, andamento dei consumi energeti in reti pure ottiche,
pure rame e miste ottico rame. I risultati evidenziamo sia l’impatto che si ha in
termini di potenza per utente considerando gli apparati household (lato utente,
blu) che solo quelli presenti in centrale o nel cabinet/curb (lato operatore, rosso)
Volendo semplicisticamente fare un calcolo su 20 anni il risparmio totale da
questa operazione per il passaggio da una rete mista ad una totalmente ottica
sarebbe di 3.3 B€/20Y. Questi valori sono da considerarsi sotto stimati per due
motivi: 1) i dispositivi attuali non sono costruiti per “inseguire” il carico (banda in
ingresso) ma lavorano sempre al massimo delle proprie prestazioni (quindi i
consumi sono sempre al top; 2) in Italia stiamo assistendo ad un aumento costante
della presenza di rinnovabili sul territorio che per forza di cose impatterà sulla
filiera delle reti di distribuzione.
L’ITU sta intelligentemente portando avanti, in ambito Q6/15 e Q9/15, una politica
volta all’introduzione di nuovi sistemi e sottosistemi a livello SDH ed OTN (ed in
generale nei sistemi di trasporto di reti a pacchetto) in grado di determinare un
ulteriore risparmio energetico (ITU-T G.798, G.798.1, G.709) e su tale fronte si deve
concentrare certamente lo sforzo politico/istituzionale. Risparmio energetico
dovuto ad una nuova famiglia di sistemi e sottosistemi per telecomunicazioni a basso
consumo in grado di abbassare o modificare la propria frequenza di lavoro in base al
carico (banda). I valori quindi su calcolati, come detto, vanno visti in una ulteriore
ottica di miglioramento nell’arco di 20 anni quando questi nuovi dispositivi saranno
presenti in rete.
Ricordiamo inoltre che un incremento dell’intelligenza sulle reti interconnesse può
essere un ulteriore elemento di creazione di ricchezza da reinvestirsi per il
completamento delle reti di nuova generazione (NGN).
G.798: Characteristics of optical transport network hierarchy equipment functional blocks
G.798.1: Types and characteristics of optical transport network equipment
Il Consumo Energetico
In generale, le reti di accesso collegano gli utenti finali alle reti di aggregazione e
trasporto, permettendo loro di usufruire dei servizi di rete oggi disponibili. A seconda
della natura del mezzo fisico che realizza il collegamento, gli utenti si collegano alla
Centrale (Central Office, CO) attraverso diverse tecnologie. In questo lavoro, sono
state prese in considerazione le tecnologie xDSL e GPON.
Le tecnologie xDSL sono oggi quelle più utilizzate nelle reti di accesso in rame; tali
reti sfruttano il doppino telefonico per realizzare un collegamento dati dalla CO fino a
casa dell’utente. Diverse versioni DSL differiscono principalmente per il massimo
bit-rate ottenibile e la massima distanza dalla CO. L’ADSL (Asymmetric DSL)
fornisce bit-rate che arrivano fino a valori, per la versione ADSL2+, di 24 Mbit/s
nella direzione downstream (da CO a utente) e 1 Mbit/s in quella upstream (da utente
a CO). Tali valori sono teorici e non tengono conto delle tipiche degradazioni dovute
alla lunghezza del collegamento, alle interferenze, etc.
Nelle reti ottiche passive, una singola fibra collega uno o più terminali di utente alla
CO sfruttando uno splitter ottico passivo (non alimentato). Gli elementi principali
sono la OLT (Optical Line Terminal) e le ONU (Optical Network Unit), o ONT
(Optical Network Termination) se situate presso l’utente finale. La OLT si trova
generalmente nella CO, mentre la posizione delle ONU varia a seconda del tipo di
architettura. In architetture FTTH (Fiber To The Home), la fibra arriva fino a casa
dell’utente finale, dove quindi sarà presente una ONT. Architetture miste prevedono
l’utilizzo di un collegamento in fibra fino a un certo punto, per poi proseguire con
collegamento in rame: si parla in questo caso di architetture FTTC (Fiber To The
Curb) o FTTB (Fiber To The Building), a seconda che la fibra arrivi al “marciapiede”
o al “palazzo”. La GPON rappresenta la tecnologia più utilizzata, soprattutto in
Europa e Nord America, per la realizzazione di architetture FTTH/B/C. La GPON
fornisce un bit-rate massimo (aggregato) di 2.5 Gbit/s in downstream e 1.25 Gbit/s in
upstream, a un massimo di 32 o 64 ONU/ONT, per collegamenti di 20 km o 10 km
rispettivamente.
Il Test Bed Sperimentale Il test-bed sperimentale
Test-Bed
La rete sperimentale rappresenta una rete ad estensione geografica e consiste
di una sezione di trasporto, una di aggregazione e due reti di accesso. La rete
di trasporto è una rete Carrier Ethernet costituita da router (Carrier Ethernet
Node, CEN) magliati sfruttando i collegamenti in fibra ottica dell’anello
ottico sperimentale Roma-Pomezia-Roma.
La rete di aggregazione è composta da quattro IP router Juniper M10 (Ri =1,…, 4)
connessi in fibra ottica a quelli della sezione di trasporto. Il test-bed è completato con
reti FTTH e ADSL2+. La prima è una GPON con una OLT e quattro ONT. La OLT è
connessa al router R3 per mezzo di un link Gigabit Ethernet in fibra ottica. La rete
ADSL2+ è composta da un IP DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer)
che supporta fino a 48 utenti (modem ADSL2+) e ha una capacità di switching pari a
2 Gbit/s full-duplex.
Generazione distribuita
Ottimizzazione del consumo di potenza in funzione della quantità di traffico
trasportato (“consumo dinamico di potenza”)
Gli operatori di telecomunicazioni stanno iniziando a specificare l’efficienza di
potenza minima per i prodotti da loro comprati e gli organismi di standardizzazione
che operano nel campo stanno introducendo caratteristiche per migliorare tale
efficienza. Dal momento che i prodotti di trasmissione per telecomunicazioni non sono
stati ancora efficacemente indirizzati all’ottimizzazione del consumo di potenza in
funzione del traffico trasportato , la maggior parte di questi consumano lo stesso
ammontare di potenza indipendentemente dall’ammontare del traffico che stanno
trasportando. Considerato che il traffico trasportato è sempre di più basato sulla
trasmissione a pacchetto e che le reti a pacchetto hanno una considerevole variazione in
termini di larghezza di banda da trasportare su una singola porta ( contrariamente alla
tecnologia OTN che lavora su frequenze di cifra fisse/costanti ), ecco che si rende
necessario ridurre il consumo di potenza quando si riduce il traffico a pacchetto
trasportato.
Con riferimento alla tecnologia OTN, per esempio, il consumo della maggior quantità
di potenza è da attribuire ai Transponders, i quali consumano allo stesso modo
indipendentemente dal fatto che il contenuto dell’ OPU (Optical Payload Unit) sia
vuoto o riempito di pacchetti. Per ottimizzare il consumo di potenza in funzione della
quantità di traffico trasportato, c’è l’opportunità di considerare un “nuovo approccio”
che consiste nell’adattare ( variare ) la velocità del clock associato al funzionamento
delle unità OUT ( Optical Tributary Unit ) /ODU (Optical Data Unit )/OPU ( Optical
Payload Unit ) dell’OTN, in accordo alla larghezza di banda del segnale a questi
sottoposta. Tale approccio prende in considerazione il fatto che il “consumo dinamico
di potenza” associato al processamento del segnale digitale tende a crescere con il “
quadrato della velocità del clock” così che anche una modesta variazione della velocità
del clock potrebbe dare luogo ad una grande differenza in termini di consumo di
potenza. Pertanto, per ottimizzare tale consumo di potenza, è stato proposto a livello
internazionale di “adattare dinamicamente la frequenza di cifra di trasmissione =
frequenza del clock” a quella del “carico di traffico sottoposto”. In questo modo,
quando il sistema di trasmissione lavora al di sotto del massimo valore della frequenza
di cifra per cui è stato progettato il consumo di potenza si riduce e poiché la
trasmissione è ancora ininterrotta le infrastrutture installate possono trasportare tale
carico senza richiedere alcuna modifica e garantendo le stesse prestazioni.
equipaggiamenti di trasmissione e interfacce di rete che lavorano a più bassa
capacità consumano molto meno di quelle che lavorano a più alta capacità.
Questo è dovuto al fatto che all’aumentare della capacità di trasmissione la tecnologia
di implementazione delle citate interfacce e/o equipaggiamenti è tale da richiedere un
maggior consumo di potenza ( cioè un interfaccia e/o un equipaggiamento a 2 Mbit/s
consuma meno di un interfaccia e/o un equipaggiamento a 140 Mbit/s che a sua volta
consuma di meno di un interfaccia e/o un equipaggiamento a 1Gbit/s e così via ). il
“consumo dinamico di potenza” associato al processamento del segnale digitale
tende a crescere con il “ quadrato della velocità del clock” Allo scopo c’è
l’opportunità di considerare un “nuovo approccio” . Una possibile implementazione
di questo approccio/concetto è quella di disporre del contributo First In First Out (
FIFO ) di una fila di bytes o pacchetti. Quando tale fila si riempie ( anche
pesantemente ) la frequenza del clock viene incrementata mentre quando tale fila si
svuota la frequenza del clock viene ridotta.
il “consumo dinamico di potenza” associato al processamento del segnale digitale
tende a crescere con il “ quadrato della velocità del clock” tanto che anche una
modesta variazione della velocità del clock potrebbe dare luogo ad una grande
differenza in termini di consumo di potenza. Raccomandazione G.709 assegna un
canale di overhead ( della trama OTN, definita nella G.709 ), nel modo
precedentemente descritto, allo scopo di segnalare la variazione ( il cambio ) della
frequenza di cifra in linea.
La proposta che si sta discutendo in questi giorni in ambito ITU-T è quella di
utilizzare un protocollo che scambi messaggi tra ricevitore e trasmettitore, in modo,
anche in funzione della qualità del segnale ricevuto, di aumentare o diminuire la
velocità di clock della rete facendo aumentare o diminuire l’assorbimento di potenza.
ITU-T L.1000: Universal power adapter and charger solution for mobile terminals and other hand-held ICT devices
Recommendation ITU-T L.1000 provides high level requirements for a universal power adapter and charger solution that will reduce the number of power adapters and chargers produced and recycled by widening their application to more devices and increasing their lifetime. The solution also aims to reduce energy consumption. The longer life cycle and possibility of avoiding device duplication reduces the demand on raw materials and waste. The universal power adapter and charger solution is designed to serve the vast majority of mobile terminals and other ICT devices.
13 June 2011
ITU-T L.1001: External universal power adapter solutions for stationary information and communication technology devices
Recommendation ITU-T L.1001 provides requirements for a universal power
adapter solution (UPA) for stationary information and communication technology (ICT) devices that will reduce the number of produced power adapters by widening their application to more devices, enabling their reuse and increasing their lifetime. The solution also aims to reduce energy consumption. The longer life cycle and possibility of avoiding device duplication reduces the demand on raw materials and limits the amount of e-waste. The universal power adapter solution for stationary ICT equipment is designed to serve the vast majority of ICT devices.
29
November 2012
STANDARD INTERNAZIONALI I riferimenti delle ultime raccomandazioni ITU-T e norme ETSI su ICT e cambiamenti climatici
ITU (International Telecommunication Union) è l'agenzia delle Nazioni Unite
specializzata per le tecnologie dell'informazione e della comunicazione - TIC.
ETSI (European Telecommunication Standard Institute) è l’Istituto Europeo
degli standard di telecomunicazione
ITU-T L.1200: Direct current power feeding interface up to 400 V at the input to telecommunication and ICT equipment
This Recommendation specifies the direct current (DC) interface between the
power feeding system and ICT equipment connected to it. It also describes normal and abnormal voltage ranges, and immunity test levels for ICT equipment to maintain the stability of telecommunication and data communication services. The specified interface is operated from a DC power source of up to 400 V to allow increased power consumption and equipment power density, in order to obtain higher energy efficiency and reliability with less material usage than using a lower voltage such as -48 VDC or AC UPS power feeding solutions.
29 May 2012
ITU-T L.1300: Best practices for green data centres
Recommendation ITU-T L.1300 describes best practices aimed at reducing the
negative impact of data centres on the climate. It is commonly recognized that data centres will have an ever-increasing impact on the environment in the future. The application of the best practices defined in this Recommendation can help owners and managers to build future data centres, or improve existing ones, to operate in an environmentally responsible manner. Such considerations will strongly contribute to a reduction in the impact of the information and communication technology (ICT) sector on climate change.
29
November 2011
ITU-T L.1310:
Energy efficiency metrics and measurement methods for telecommunication equipment
Recommendation ITU-T L.1310 contains the definition of energy efficiency
metrics test procedures, methodologies and measurement profiles required to assess the energy efficiency of telecommunication equipment. Metrics and measurement methods are defined for telecommunication network equipment and small networking equipment. These metrics allow for comparisons of equipments within the same class e.g. equipments using the same technologies. Comparisons of equipments in different classes are out of the scope of this Recommendation.
6 November 2012
ITU-T L.1400: Overview and general principles of methodologies for assessing the environmental impact of information and communication technologies
Recommendation ITU-T L.1400 presents the general principles on assessing
the environmental impact of information and communication technologies (ICT) and outlines the different methodologies that are being developed:
Assessment of the environmental impact of ICT goods, networks, and
services
Assessment of the environmental impact of ICT projects
Assessment of the environmental impact of ICT in organizations
Assessment of the environmental impact of ICT in cities
Assessment of the environmental impact of ICT in countries or group of
countries
This Recommendation also provides some examples of opportunities to reduce the environmental load due to ICT.
22
February 2011
ITU-T L.1410: Methodology for the assessment of the environmental impact of information and communication technology goods, networks and services
Recommendation ITU-T L.1410 deals with the assessment of the
environmental impact of information and communication technology (ICT) goods, networks and services. It is organized in two parts: Part I (clause 5) – ICT life cycle assessment: framework and guidance. Part II (clause 6) – Comparative analysis between ICT and a reference product system (baseline scenario); framework and guidance. Part I deals with the life cycle assessment (LCA) methodology applied to ICT goods, networks and services (ICT GNS). Part II deals with comparative analysis based on LCA results of an ICT GNS product system and a referenced product system.
8 March 2012
ITU-T L.1420: Methodology for energy consumption and greenhouse gas emissions impact assessment of information and communication technologies in organizations
This Recommendation provides specific guidance on energy and greenhouse
gas (GHG) impacts. Recommendation ITU-T L.1420 presents the methodology to be followed if an organization intends to claim compliance with this Recommendation when assessing its information and communication technology (ICT) related energy consumption and/or greenhouse gas (GHG) emissions. This Recommendation can be used to assess energy consumption and GHG emissions generated over a defined period of time for the following purposes: for assessment of related impact from ICT organizations or for assessment of impact from ICT related activities within non-ICT organizations
ITU-T L.1100: Procedure for recycling rare metals in information and communication technology goods
Recommendation ITU-T L.1100 provides information on the
recycling procedures of rare metals in information and communication technology (ICT) goods. It also defines a communication format for providing recycling information of rare metals contained in ICT goods.
22
February 2012
ETSI EN 300 132-2 V2.4.6 (2011-
12)
Environmental Engineering (EE); Power supply interface at the input to
telecommunications and datacom (ICT) equipment; Part 2: Operated by -48 V direct
current (dc)
ETSI EN 300 019-2-2 V2.2.1 (2012-
01)
Environmental Engineering (EE); Environmental conditions and environmental tests
for telecommunications equipment; Part 2-2: Specification of environmental tests;
Transportation
ETSI EN 300 753 V1.3.1 (2012-01) Environmental Engineering (EE); Acoustic noise emitted by telecommunications
equipment
ETSI EN 300 132-3-1 V2.1.1 (2012-
02)
Environmental Engineering (EE); Power supply interface at the input to
telecommunications and datacom (ICT) equipment; Part 3: Operated by rectified
current source, alternating current source or direct current source up to 400 V; Sub-
part 1: Direct current source up to 400 V
ETSI TS 103 199 V1.1.1 (2011-11) Environmental Engineering [EE]; Life Cycle Assessment (LCA) of ICT equipment,
networks and services; General methodology and common requirements
ETSI TS 102 706 V1.2.1 (2011-10) Environmental Engineering (EE) Measurement Method for Energy Efficiency of
Wireless Access Network Equipment
ETSI EN 300 132-3-1 V2.1.1 (2012-
02)
Environmental Engineering (EE); Power supply interface at the input to
telecommunications and datacom (ICT) equipment; Part 3: Operated by rectified current
source, alternating current source or direct current source up to 400 V; Sub-part 1: Direct
current source up to 400 V
ETSI TS 102 706 V1.2.1 (2011-10) Environmental Engineering (EE) Measurement Method for Energy Efficiency of Wireless
Access Network Equipment
La Raccomandazione ITU-T L.1300 descrive le migliori pratiche mirate a ridurre l’impatto dei Data
Centers sulle condizioni climatiche. E’ comunemente riconosciuto che nel futuro i Data Centers
avranno un impatto sempre crescente sull’ambiente. L’applicazione delle migliori pratiche definite
in questo documento possono aiutare proprietari e gestori nella realizzazione dei futuri Data
Centers, per funzionare in maniera responsabile dal punto di vista ambientale. Tali
considerazioni contribuiranno fortemente a una riduzione dell’impatto del settore ICT sul
cambiamento del clima.
Questa Raccomandazione specifica le migliori pratiche mirate a sviluppare green data centers. Un
green data center può essere definito come un ripostiglio per l’immagazzinamento, la gestione e
disseminazione dei dati in cui i sistemi meccanici, di illuminazione, elettrici e di computer sono
progettati per rendere massima l’efficienza energetica e minimo l’impatto ambientale. La costruzione e
la funzionalità di un green data center comporta l’adozione di tecnologie avanzate e strategie. La
Raccomandazione fornisce un insieme di regole a cui fare riferimento quando si vogliono migliorare i
Data Centers esistenti, o quando se ne voglio pianificare, progettare e costruire di nuovi.
Le migliori pratiche proposte coprono i seguenti principali aspetti per il progetto dei “Cloud
Computing Data Centers”:
• Utilizzazione, gestione e pianificazione del Data Center;
• Equipaggiamenti e servizi nel campo dell’ ICT;
• Raffreddamento del Data Center;
• Potenza dell’equipaggiamento Data Center;
• Costruzione/realizzazione del Data Center;
• Monitoraggio del Data Center.
Come già accennato nell’introduzione, il “cloud computing” è un modello per
permettere agli utilizzatori del servizio di avere ubiquità, un comodo accesso di rete
su richiesta per un condiviso insieme di risorse informatiche configurabili (per
esempio: reti, server, memorie, applicazioni e servizi ), che possono essere
rapidamente fornite e rilasciate con un minimo sforzo di gestione o interazione con
il fornitore del servizio.
Il modello cloud computing è definito da 5 caratteristiche essenziali (on-demand,
delivery over a broad network access, resource pooling, rapid elasticity, self and
measured services), da 5 categorie di servizio cloud computing, cioè: Software as
a Service (SaaS), Communication as a Service (CaaS), Platform as a Service
(PaaS), Infrastructure as a Service (IaaS) and Network as a Service (NaaS), e
diversi schierati/spiegati modelli ( pubblico, privato, ibrido…).
Ciò che originariamente partiva come grid computing, temporaneamente
utilizzando super computer remoti o gruppi di computer per indirizzare
problemi scientifici anche vasti e complessi da essere risolti su infrastrutture in-
house, è evoluto in un servizio orientato ai modelli business che offre risorse
fisiche e virtuali su base “pago per quello che utilizzo”.
Le proiezioni dell’Epri (USA) dimostrano altresì che a fronte di un investimento tra i
338 e i 476B$ per la creazione di una rete nazionale smart il beneficio stimabile si
attesta intorno ai 1300-2000B$. Il beneficio deriva dal risparmio energetico, minori
costi di gestione, incremento degli investimenti nel settore ICT a livello di software
(telegestione) e hardware (contatori intelligenti e apparati di rete) con ricaduta a
livello occupazionale stimata a 420.000 posti di lavoro nei soli Stati Uniti nei
prossimi 4 anni, come conseguenza dello stanziamento di fondi governativi per progetti
di sviluppo industriale nel settore energetico (dati ATENA 2011).
Inoltre e soprattutto l’ICT consente applicazioni in tutta la filiera energetica di
straordinarie prospettive per obiettivi di sostenibilità e qualità energetico-
ambientale, come:
•la gestione di sistemi distribuiti di generazione dell’energia e delle reti di trasporto
e distribuzione (smart grid, contatori intelligenti,...), resi sempre più importanti
dalla diffusione della produzione da fonti rinnovabili e dalla generazione
distribuita;
•la gestione integrata del territorio (geomatica, infrastrutture, servizi collettivi e
funzioni urbane, telerilevamento, pianificazione urbanistica, ...);
•una nuova organizzazione della logistica e della mobilità, in ambito urbano ed extra-
urbano (veicoli intelligenti, sensoristica, monitoraggio e gestione in tempo reale dei
flussi,...) ma anche di nuovi modelli operativi maggiormente sostenibili
(videoconferenze, telelavoro)
•la gestione integrata del ciclo dell'acqua (tecnologie di sfruttamento, controllo e
arricchimento dei flussi per usi industriali, agricoli e civili, monitoraggio delle reti
idriche) e alla gestione integrata del ciclo dei rifiuti (raccolta, riciclo, smaltimento,
controllo dei flussi per usi industriali, agricoli e civili,...);
•la valutazione di impatto ambientale integrata delle produzioni, della distribuzione e
del ciclo di vita dei prodotti (LCA, Life Cycle Assessment)
•la gestione e la sicurezza degli edifici e dell’abitare (domotica, climatizzazione e
depurazione dell'aria, stabilità statica, produzione e gestione del calore, uso
intelligente dell'energia termica, reti di distribuzione e sistemi di trasformazione dei
combustibili tradizionali).
Emanuele Nastri
emanuele.nastri@mise.gov.it
0654445835