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