يمكن أن يؤدي تحديث الأبراج الخلوية إلى توفير طاقة كافية لتشغيل مدن بأكملها – يلا ماتش

يمكن للترقية إلى أبراج راديو خلوية أكثر كفاءة أن توفر ما يكفي من الكهرباء لتشغيل مدن مثل فينيكس أو نيو أورلينز أو سياتل ، وفقًا لدراسة جديدة أنتجتها شركة الأبحاث الأمريكية J Gold Associates.

تستخدم مواقع الخلايا الأمريكية سنويًا ما يقرب من 21 مليون ميجاوات ساعة (MWh) من الطاقة. هذا يعادل متوسط ​​الطاقة المستخدمة من قبل ما يقرب من مليوني أسرة.

“أصبحت الخدمات الخلوية مكونًا حيويًا للبنية التحتية في الحياة العصرية. من الصعب تخيل عدم القدرة على الاتصال أثناء التنقل بأجهزتنا المحمولة ، أو بشكل متزايد من خلال بوابة منزلية لاسلكية تتيح خدمات الإنترنت للعملاء من الأفراد والشركات. “ولكن لا تتم مناقشة العبء الذي تضعه العديد من المواقع الخلوية على إمدادات الكهرباء اللازمة لإبقائها تعمل بالكهرباء والتكاليف المرتبطة بالطاقة التي يتم توفيرها”.

ينتج عن كل تخفيض بنسبة 10٪ في إجمالي طاقة الموقع الخلوي توفير ما يكفي من الكهرباء لتشغيل ما يعادل 195000 أسرة. ويوفر التخفيض بنسبة 40٪ ما يكفي من الكهرباء لتشغيل ما يعادل 782،000 أسرة تقريبًا ، وفقًا للدراسة ، “مواقع الخلايا الأمريكية – تحليل الاستدامة”.

من خلال ترقية كل من أجهزة الراديو وبرامج الإدارة ، يمكن لكل موقع خلوي توفير ما يصل إلى 40 ٪ من احتياجاته من الكهرباء ، كما يشير التقرير.

J Gold Associates

وقال التقرير “يمكن استخدام إعادة الاستخدام المستدام للكهرباء لتشغيل عدد كبير من المنازل المعادلة دون الحاجة إلى مصادر طاقة جديدة”. “إن كمية وتكلفة الكهرباء لتشغيل بنيتنا التحتية الخلوية الحديثة هائلة ولها تأثير على تكاليف اشتراك المستخدمين بالإضافة إلى الحمل على شبكة الطاقة وخلق غازات الاحتباس الحراري من توليد الطاقة.

وخلصت الدراسة إلى أنه “سيكون من المفيد أن تتحرك الصناعة في هذا الاتجاه بأسرع ما يمكن”.

من المحتمل أن يكلف موقع خلوي حديث وعالي الأداء حوالي 200000 دولار ، وفقًا لجاك جولد ، المحلل الرئيسي ومؤلف التقرير. سيكون كل ناقل مسؤولاً عن معداته الخاصة ، حتى لو كانوا يشاركون برجًا ماديًا مع الآخرين. عادةً ما يكون البرج مملوكًا لشركة برج ، والتي تقوم بعد ذلك بتأجير الموقع لمشغلين مختلفين (على غرار تأجير وحدات متعددة مثل عمارات أو مبنى سكني).

قال جولد في مقابلة: “لذا فإن كل شركة طيران مسؤولة عن تحديثها لمعداتها”.

اريكسون

بحسب ال جمعية الإنترنت للاتصالات الخلوية (CTIA) كان هناك 417،215 موقعًا خلويًا في الولايات المتحدة في نهاية عام 2020. في حين أن هذا الرقم هو هدف متحرك حيث تمت إضافة المزيد من المواقع الخلوية مع نشر مناطق و / أو خدمات جديدة ، استخدمت J. Gold Associates هذا الرقم لتقريرها العمليات الحسابية. (CTIA هي جمعية تجارية تمثل صناعة الاتصالات اللاسلكية في الولايات المتحدة.)

يُطلق على العنصر الراديوي لشبكة الاتصالات الخلوية اسم RAN (وهو اختصار لشبكة الوصول اللاسلكي). قال جولد إن RAN النموذجي يستمر حوالي ثماني سنوات قبل أن يتطلب ترقيات أو استبدال.

(نظرًا لوجود تباين كبير في عمر المواقع الخلوية على مستوى العالم ، فمن الصعب تقدير عدد المواقع التي يجب استبدالها حاليًا ، وفقًا لمتحدث باسم شركة إريكسون السويدية للشبكات والاتصالات.)

قال جولد إنه بدلاً من مجرد استبدال الأجهزة القديمة ، فإن الانتقال إلى بيئة أكثر افتراضية بدلاً من الأجهزة المخصصة سيساعد في تقليل الحاجة الإجمالية للطاقة.

يوفر الذكاء الاصطناعي فرصًا

بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام الذكاء الاصطناعي (AI) في برامج إدارة المواقع الخلوية ، يمكن لمقدمي الخدمات تشغيل البنية التحتية بشكل أكثر استباقية باستخدام أدوات للتحكم في المعدات السلبية وتمكين الصيانة التنبؤية وحل المشكلات بدون لمس لتقليل التكاليف واستخدام الطاقة في الموقع وزيارات الموقع .

J Gold Associates

قال جولد: “تُعد أدوات الذكاء الاصطناعي مفيدة في إدارة أجهزة المواقع الخلوية ، من خلال فهم أفضل لمقدار الطاقة المطلوبة لكل اتصال ، بدلاً من مجرد تشغيل أجهزة الراديو وإيقاف تشغيلها بكامل طاقتها وهو ما يحدث أساسًا على الأجهزة القديمة” . “إذا كنت قريبًا من البرج ، فلن تحتاج إلى إرسال إشارة إلي بكامل طاقتها.”

يمكن للذكاء الاصطناعي أيضًا التعرف على الأنماط السابقة وإدارة المعدات على هذا الأساس (يمكن للبرنامج أن “يتعلم” أن الموقع نادرًا ما يكون لديه حركة مرور من 2 صباحًا إلى 3 صباحًا ويضعه في حد أدنى من الطاقة). هذا النوع من الإدارة الحبيبية يمكن أن يقلل الطاقة بشكل كبير. كما يمكن أن تساعد الهوائيات الأفضل ، مثل أجهزة 5G ذات المدخلات المتعددة والمخرجات المتعددة (MIMO) الأكثر كفاءة ، في الحد من طاقة البث المطلوبة.

اريكسون

اريكسون أعلنت مؤخرًا عن شبكة RAN أكثر كفاءة في استخدام الطاقة يتم تشغيله بواسطة أحدث جيل من السيليكون للشركة ، والذي تدعي أنه يستخدم طاقة أقل بنسبة 25٪. يتضمن تحديث المحفظة كل شيء من أجهزة الراديو مزدوجة النطاق إلى أجهزة راديو MIMO الضخمة خفيفة الوزن للغاية ، والهوائيات منخفضة المساحة ، وميزات البرامج الموفرة للطاقة.

وقال جولد “أيضًا ، يمكن أن تحتوي الأجهزة الأحدث على برامج مثبتة يمكنها التفاعل بشكل أفضل مع الإدارة لمراعاة سلسلة من ميزات توفير الطاقة ، تمامًا مثل أجهزة الكمبيوتر الحديثة التي تقوم بذلك بشكل أفضل من أجهزة الكمبيوتر القديمة”.

من المكونات الهامة الأخرى لكفاءة الطاقة ، مضخم الطاقة (PA) في الراديو المستخدم لتوليد الإشارات التي سيتم إرسالها ، وفقًا لإريكسون. عادةً ما تستهلك السلطة الفلسطينية أكثر من 60٪ من طاقة الراديو. نتيجة لذلك ، يمكن تحسين كفاءة الأجهزة اللاسلكية لقوة الإخراج المحددة أو التكوين المستخدم من خلال الدمج المستمر لمزيد من الخطوات المنفصلة في حزمة واحدة ، واعتماد تقنية جديدة مثل عالية الكفاءة نيتريد جاليوم (GaN) وتقنية PA ذات النطاق الواسع المتعددة. قال المتحدث باسم إريكسون إن أجهزة الراديو ذات النطاق الترددي.

يلعب الانتقال إلى 5G دورًا أيضًا

يتمتع حوالي ربع سكان العالم حاليًا بإمكانية الوصول إلى تغطية 5G. تمت إضافة حوالي 70 مليون اشتراك 5G خلال الربع الأول من عام 2022 وحده ، وفقًا لإريكسون. بحلول عام 2027 ، سيتمكن حوالي ثلاثة أرباع سكان العالم من الوصول إلى شبكة الجيل الخامس ، وفقًا لـ تقرير التنقل الصادر عن إريكسون لشهر يونيو 2020.

منذ إنشاء شبكات 5G RAN في عام 2015 ، قالت إريكسون إنها شحنت 8 ملايين جهاز لعملائها – “أكثر أجهزة الراديو الجاهزة للجيل الخامس 5G المثبتة في الصناعة” ، قال متحدث عبر البريد الإلكتروني.

يوجد اليوم حوالي 210 شبكة 5G في الخدمة التجارية ، وتزعم إريكسون أنها تقود السوق بحوالي 50٪ (120 شبكة) من حركة مرور شبكات الجيل الخامس 5G في العالم خارج الصين.

في تقرير سابقزعمت إريكسون أن هناك تصورًا مفاده أن المعدات القديمة على المواقع الخلوية يمكنها التعامل مع الطلب المتزايد على حركة المرور من المزيد من الأجهزة المحمولة والترقيات إلى الجيل الخامس ، وهو ما تعارضه الشركة.

قال المتحدث باسم إريكسون: “إن الانتقال من 4G إلى 5G يجلب زيادة هائلة في متطلبات الحوسبة – لقد زادت بمعامل يزيد عن 150”. “بينما يمكن استخدام حلول الحوسبة العامة لـ 5G ، لتقديم أداء 5G حقًا بأعلى كفاءة في استخدام الطاقة ، فأنت بحاجة إلى السيليكون المصمم لهذا الغرض. نظام إريكسون على تصميم شريحة (SoC) هو الحل الأمثل لتحقيق ذلك “.

تدعي شركة إريكسون أن أحدث نظام لاسلكي لها يعمل بتقنية الجيل الخامس يمكنه خفض استهلاك الطاقة بنحو 30٪ عند استخدامه لتحديث البنية التحتية الحالية. يدعم النظام تقنيات الوصول المستقلة وغير المستقلة لشبكات الجيل الخامس والرابع والثالث والجيل الثاني. وقالت الشركة: “إنها توفر مستويات عالية من التنسيق والأتمتة لتحقيق الكفاءة التشغيلية ، وتوفر ما يصل إلى 20٪ من التوفير في البنية التحتية مع العمليات السحابية الأصلية”.

وقالت الشركة في تقريرها “في بعض الحالات ، تدفع مقابل الترقية في غضون ثلاث سنوات”. “تُظهر حالات العملاء أن مزودي الخدمة قد قللوا من استهلاك الطاقة بالموقع بنسبة تصل إلى 15٪ من خلال حلول التحكم الذكية في الموقع.”

ومع ذلك ، تزعم بعض الدراسات أن شبكة الجيل الخامس 5G تستهلك ضعف الطاقة التي تستهلكها أنظمة الجيل الرابع. كتب مات ووكر ، كبير المحللين في إم تي إن كونسلتينج ، في تقرير بعنوان: “تستهلك محطة قاعدة الجيل الخامس النموذجية ما يصل إلى ضعف أو أكثر من طاقة محطة الجيل الرابع الأساسية”يواجه المشغلون أزمة تكلفة الطاقة. “