ارتقاء دکل های سلولی می تواند انرژی کافی برای تامین انرژی کل شهرها را تامین کند. هوش مصنوعی می تواند کارایی عظیمی در مدیریت سایت های سلول مخابراتی ایجاد کند و با ارتقای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، برق مصرفی سایت ها را تا 40 درصد کاهش می یابد.
بر اساس مطالعه جدیدی که توسط شرکت تحقیقاتی J. Gold Associates انجام شده است، ارتقاء به دکل های رادیویی سلولی کارآمدتر می تواند برق کافی برای تامین برق شهر هایی مانند فینیکس، نیواورلئان یا سیاتل را ذخیره و تامین کند.
سالانه، سایت های سلولی ایالات متحده در مجموع تقریباً 21 میلیون مگاوات ساعت (MWh) برق مصرف می کنند. این معادل میانگین برق مصرفی تقریباً دو میلیون خانوار است.
خدمات تلفن همراه به یکی از اجزای زیرساختی حیاتی زندگی مدرن تبدیل شده است. در این گزارش آمده است که تصور اینکه نتوانیم در حال حرکت با دستگاه های تلفن همراه خود یا به طور فزاینده‌ای از طریق یک گیت خانگی بی سیم که خدمات اینترنتی را برای مشتریان مسکونی و تجاری امکان‌پذیر می کند، ارتباط برقرار نکنیم، سخت است. اما اغلب چیزی که راجع به آن بحث نمی شود، باری که سایت های سلولی متعدد بر روی منابع برق مورد نیاز برای تامین انرژی و هزینه های مرتبط با برق تامین‌شده قرار می دهند.
هر 10 درصد کاهش در کل توان سایت سلولی منجر به صرفه جویی در مصرف برق کافی برای تامین انرژی معادل 195000 خانوار می شود. بر اساس مطالعه “سایت های سلولی ایالات متحده – تجزیه و تحلیل پایداری”، کاهش 40 درصدی برق کافی برای تامین انرژی تقریباً 782000 خانوار را فراهم می کند.
در این گزارش آمده است که با ارتقای سخت افزار رادیویی و نرم افزار مدیریت، هر سایت سلولی می تواند تا 40 درصد از نیاز برق خود را صرفه جویی کند.
در نمودار های استفاده و هزینه دکل سلولی J. Gold Associates آمده است: «استفاده مجدد پایدار از برق می تواند برای تأمین انرژی تعداد زیادی از خانوار های مشابه بدون نیاز به منابع برق جدید استفاده شود». «مقدار و هزینه برق برای راه اندازی زیرساخت های سلولی مدرن ما بسیار زیاد است و بر هزینه های اشتراک کاربران و همچنین بار روی شبکه برق و ایجاد گاز های گلخانه ای از تولید برق تأثیر دارد.»
این مطالعه نتیجه می گیرد: «برای صنعت سودمند است که در سریع‌ترین زمان ممکن به این سمت حرکت کند.
به گفته جک گلد، تحلیلگر اصلی و نویسنده گزارش، یک سایت سلولی معمولی و با کارایی بالا احتمالاً حدود 200000 دلار هزینه دارد. هر حامل مسئول تجهیزات خود خواهد بود، حتی اگر یک دکل فیزیکی را با دیگران به اشتراک بگذارد. معمولاً دکل متعلق به یک شرکت است، که سپس سایت را به اپراتور های مختلف اجاره می دهد (مشابه اجاره چند واحدی مانند یک آپارتمان)
گلد در مصاحبه ای گفت: «بنابراین هر شرکتی مسئول ارتقای تجهیزات خود است.
بر اساس گزارش انجمن اینترنت مخابرات سلولی (CTIA) در پایان سال 2020، 417215 سایت تلفن همراه در ایالات متحده وجود داشته. در حالی که این تعداد یک مقدار ثابت نیست چون سایت های سلولی بیشتری با مناطق و/یا سرویس های جدید اضافه می شوند، J. Gold Associates از این عدد برای محاسبات گزارش خود استفاده کرده. (CTIA یک انجمن تجاری است که نماینده صنعت ارتباطات بی سیم ایالات متحده است.)
عنصر رادیویی یک شبکه مخابراتی سلولی، RAN (که مخفف شبکه دسترسی رادیویی است) نامیده می شود. گلد گفت: RAN معمولی حدود هشت سال دوام می آورد قبل از اینکه نیاز به ارتقا یا جایگزینی داشته باشد.
به گفته سخنگوی شرکت سوئدی شبکه و مخابرات اریکسون، از آنجایی که تنوع سنی سایت های سلولی در سطح جهان بسیار زیاد است، تخمین اینکه در حال حاضر چه تعداد از آنها نیاز به تعویض دارند، سخت است.
به گفته گلد، به جای جایگزینی ساده سخت افزار قدیمی، ارتقا به یک محیط مجازی تر به جای سخت افزار اختصاصی به کاهش نیاز کلی به قدرت کمک می کند.
هوش مصنوعی فرصت هایی را ارائه می دهد
علاوه بر این، با استفاده از هوش مصنوعی (AI) در نرم‌افزار مدیریت سایت سلولی، ارائه‌دهندگان خدمات می توانند زیرساخت را با ابزار هایی برای کنترل تجهیزات غیرفعال و فعال کردن تعمیر و نگهداری و حل مشکلات برای کاهش هزینه ها، مصرف انرژی سایت و بازدید از سایت، فعال‌تر عمل کنند.
از مسئولین J. Gold Associates گفت: «ابزار های هوش مصنوعی در مدیریت سخت‌افزار سایت های سلولی، با درک بهتر میزان انرژی مورد نیاز برای هر اتصال، به جای روشن و خاموش کردن رادیو ها با قدرت کامل، که اساساً در تجهیزات قدیمی‌تر اتفاق می افتد، مفید هستند.» . “اگر به دکل نزدیک هستید، نیازی نیست سیگنالی را با قدرت کامل به آن ارسال کنید.”
هوش مصنوعی همچنین می تواند الگو های قبلی را تشخیص دهد و تجهیزات را بر این اساس مدیریت کند (نرم‌افزار می تواند یاد بگیرد که یک سایت به ندرت از ساعت 2 صبح تا 3 بامداد ترافیک دارد و آن را با حداقل توان مصرف می کند). این نوع مدیریت خاص می تواند قدرت را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. و آنتن های بهتر، مانند دستگاه های کارآمدتر 5G Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) نیز می توانند به محدود کردن توان پخش مورد نیاز کمک کنند.
اریکسون اخیراً یک RAN کم‌مصرف تر را معرفی کرده است که از آخرین نسل سیلیکون این شرکت استفاده می کند که ادعا می کند 25 درصد انرژی کمتری مصرف می کند. به روز رسانی نمونه کار ها شامل همه چیز از رادیو های دو بانده گرفته تا رادیو های فوق سبک Massive MIMO، آنتن های کم حجم و ویژگی های نرم افزاری صرفه جویی در انرژی است.
گلد گفت: «همچنین، دستگاه های جدیدتر می توانند نرم‌افزاری نصب کنند که می تواند با مدیریت تعامل بهتری داشته باشد تا مجموعه‌ای از ویژگی های صرفه‌جویانه در مصرف انرژی را در نظر بگیرد، دقیقاً مانند رایانه های شخصی جدیدتر این کار را بهتر از رایانه های شخصی قدیمی‌تر انجام می دهند».
به گفته اریکسون، یکی دیگر از اجزای حیاتی برای بهره وری انرژی، تقویت کننده قدرت (PA) در رادیو است که برای تولید سیگنال هایی که باید ارسال شوند، استفاده می شود. به طور معمول، PA بیش از 60٪ از برق رادیو را مصرف می کند. در نتیجه، کارایی سخت‌افزار رادیویی را می توان برای توان خروجی یا پیکربندی خاص مورد استفاده با ادغام مداوم مراحل گسسته‌تر، به کارگیری فناوری جدید مانند نیترید گالیم با راندمان بالا (GaN) و فناوری چندگانه PA باند پهن بهینه کرد.
نقش ارتقا به فناوری 5G
در حال حاضر حدود یک چهارم جمعیت جهان به پوشش 5G دسترسی دارند. به گفته اریکسون، تنها در سه ماهه اول سال 2022 حدود 70 میلیون اشتراک 5G اضافه شده است. بر اساس گزارش اریکسون در ژوئن 2020، تا سال 2027، حدود سه چهارم جمعیت جهان می توانند به 5G دسترسی داشته باشند.
یکی از سخنگویان از طریق ایمیل گفت: از زمان ایجاد RAN های 5G در سال 2015، اریکسون گفت که 8 میلیون دستگاه را برای مشتریان خود ارسال کرده است – «نصب شده ترین رادیو های آماده 5G در صنعت».
امروزه حدود 210 شبکه 5G در خدمات تجاری وجود دارد و اریکسون ادعا می کند که با حدود 50 درصد (120 شبکه) از ترافیک 5G تلفن همراه جهان در خارج از چین، بازار را رهبری می کند.
در گزارش قبلی، اریکسون ادعا کرد که این تصور وجود دارد که تجهیزات قدیمی‌تر در سایت های سلولی می توانند با افزایش تقاضای ترافیک از دستگاه های تلفن همراه بیشتر و ارتقاء به 5G مقابله کنند، که این شرکت با آن مخالفت می کند.
سخنگوی اریکسون گفت: انتقال از 4G به 5G افزایش زیادی در نیاز های محاسباتی به همراه دارد – آنها بیش از 150 برابر افزایش یافته اند. در حالی که راه‌حل های محاسباتی عمومی را می توان برای 5G استفاده کرد، برای ارائه عملکرد واقعی 5G با بالاترین راندمان انرژی، به سیلیکون ساخته شده نیاز دارید. طراحی سیستم روی تراشه اریکسون (SoC) راه حل بهینه برای دستیابی به این هدف است.
اریکسون ادعا می کند که جدیدترین سیستم رادیویی 5G آن می تواند مصرف انرژی را تا حدود 30 درصد در صورت استفاده برای مدرن‌سازی زیرساخت‌ذهای فعلی کاهش دهد. این سیستم از فناوری های دسترسی مستقل و غیرمستقل 5G، 4G، 3G و 2G پشتیبانی می کند. این شرکت گفت: «این سطوح بالایی از هماهنگ‌سازی و اتوماسیون را برای کارایی عملیاتی ارائه می دهد و تا 20 درصد در زیرساخت ها با عملیات های بومی ابری صرفه‌جویی می کند».
این شرکت در گزارش خود گفت: “در برخی موارد، حتی هزینه ارتقا را در عرض سه سال پرداخت می کند.” موارد مختلف نشان می دهد که ارائه دهندگان خدمات از طریق راه حل های کنترل سایت هوشمند مصرف انرژی سایت را تا 15 درصد کاهش داده اند.
با این حال، برخی از مطالعات ادعا می کنند که 5G دو برابر سیستم های 4G انرژی مصرف می کند. مت واکر، تحلیلگر ارشد MTN Consulting در گزارشی با عنوان «اپراتور هایی که هزینه برق را با مشکل مواجه می کنند» نوشت: یک ایستگاه پایه معمولی 5G تا دو برابر یا بیشتر از یک ایستگاه پایه 4G انرژی مصرف می کند.
منبع: computerworld
