تحليل الطاقة باستخدام عداد الطاقة الكهربائية الذكي AMC16L-DETT بجهد DC48 فولت لمحطة القاعدة في شبكات الجيل الخامس

التحقق 1: ما هو استهلاك الطاقة لمحطة أساسية واحدة لشبكة 5G؟

استهلاك الطاقة في محطة واحدة لمحطات الجيل الخامس الأساسية يتراوح بين ٢٫٥ و٣٫٥ ضعف استهلاك محطات الجيل الرابع الأساسية. هل هذا صحيح؟

إن معدل نقل البيانات في تقنية الجيل الخامس هو أكثر من 10 أضعاف معدل نقل البيانات في تقنية الجيل الرابع، كما تم تحسين الأداء المختلف بشكل كبير، مما سيؤدي حتماً إلى زيادة عدد الأجهزة.

سيزيد تطبيق تقنية الهوائيات واسعة النطاق من استهلاك الطاقة بشكل كبير، وسيتم استخدام المزيد من الأجهزة مثل المرشحات وترددات الراديو ومذبذبات الهوائيات. صرّح يان غويتشنغ، كبير محللي قطاع الاتصالات في شركة سيتيك للاستثمار الإنشائي، لمراسل صحيفة "ديلي إيكونوميك نيوز" بأنه من هذا المنظور، فإن استهلاك الطاقة لمحطة قاعدة واحدة لشبكة الجيل الخامس أعلى بكثير من استهلاك شبكة الجيل الرابع.

تُعدّ تقنية الهوائيات واسعة النطاق جوهر تقنية الجيل الخامس، والتي تُشير إلى زيادة كبيرة في عدد قنوات الإرسال والاستقبال عبر الهوائيات. أوضح يان غويتشنغ أن زيادة القنوات تعني سعة أكبر، تمامًا مثل المسار. نظريًا، كلما اتسع المسار، زادت قدرة المركبات على السير في نفس الوقت، وبالتالي يُمكن تشبيهه، وكلما زادت القنوات، زادت إمكانية استيعاب محطات الاتصال. كما أن استهلاك الطاقة أعلى.

بصفتها معهدًا بحثيًا علميًا تابعًا لوزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، تتولى أكاديمية الصين لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (المشار إليها فيما يلي باسم "CAICT") قيادة مجموعة ترويج IMT-2020 (5G) (المنصة الرئيسية لتعزيز أبحاث تكنولوجيا الجيل الخامس محليًا والتبادل والتعاون الدولي). في 9 أكتوبر 2019، عقدت أكاديمية تكنولوجيا المعلومات والاتصالات ندوة حول بناء شبكات الجيل الخامس، بمشاركة المشغلين الرئيسيين الثلاثة وشركة China Tower. وناقش العديد من الخبراء مشكلة استهلاك الطاقة في محطات قاعدة الجيل الخامس.

إلى أي مدى يمكن أن يكون أعلى؟

ذكر وانغ تشي تشين، رئيس مجموعة ترويج IMT-2020 (5G) ونائب رئيس أكاديمية تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، في الندوة المذكورة أعلاه أن التكلفة واستهلاك الطاقة في المرحلة الأولية سيكونان ضعف تكلفة 4G تقريبًا.

وأوضح دو لي، رئيس معهد أبحاث الأبراج الصيني، في الندوة أيضًا أن استهلاك الطاقة الحالي لشبكة الجيل الخامس يتراوح بين 3 إلى 5 كيلووات، وهو ما يزيد بمقدار 2 إلى 3 مرات عن استهلاك الطاقة لشبكة الجيل الرابع.

النتيجة: إن استهلاك الطاقة في محطة واحدة لشبكة 5G أعلى بالفعل من 4G، ولكن الآراء الموثوقة تركز على 2 إلى 3 مرات، وهو أقل من أعلى مضاعف مستخدم في الحساب من قبل الأصوات المتشككة.

التحقق 2: كم عدد محطات 5G الأساسية التي تغطي نفس المنطقة؟

يعتقد البعض أن عدد محطات الجيل الخامس الأساسية، التي تغطي نفس النطاق، يزيد بثلاثة إلى أربعة أضعاف عن عدد محطات الجيل الرابع. ما هو الوضع الحقيقي؟

نظريًا، كلما ارتفع التردد، ازداد ضعف الإشارة، وصغرت مساحة تغطية محطة القاعدة، ما يتطلب عددًا أكبر من محطات القاعدة لتغطية نفس المساحة. صرّح خبير من أكاديمية تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، فضّل عدم الكشف عن اسمه، لمراسل "ديلي إيكونوميك نيوز" أن خصائص محطة القاعدة لتقنية الجيل الخامس تُحدد ضرورة استخدام نطاق ترددي عالي لضمان توفر نطاق ترددي واسع ومتواصل، وفي الوقت نفسه، تلبية احتياجات الوصول لعدد أكبر من المستخدمين.

ولكن هل سيصل إلى 3~4 مرات؟

يرى يان غويتشنغ أن هذا التصريح مبالغ فيه بعض الشيء. من ناحية الطيف، يبلغ تردد شركة تشاينا موبايل 2.6 جيجاهرتز، وهو نفس نطاق تردد الجيل الرابع، ويمكنه تحقيق نفس مساحة التغطية ونفس عدد محطات القاعدة للجيل الرابع؛ بينما يبلغ تردد شركتي تشاينا تيليكوم وتشاينا يونيكوم 3.5 جيجاهرتز، وهو أعلى من نطاق تردد الجيل الرابع. نظريًا، سيكون عدد محطات القاعدة أعلى من عدد محطات الجيل الرابع. صحيح أن الجيل الرابع أكثر، ولكن ليس ثلاثة أضعاف.

من الضروري توضيح أن 2.6 جيجاهرتز/3.5 جيجاهرتز يشيران إلى التردد الأساسي لنطاق تردد الموجة الحاملة. ما هو تردد الموجة الحاملة؟ يعني تحميل الإشارة على موجة تردد ثابتة للإرسال. تُسمى هذه العملية التحميل، وهذا التردد هو تردد الموجة الحاملة.

أجرى الخبراء المذكورون من أكاديمية تكنولوجيا المعلومات والاتصالات تشبيهًا. إذا قورنت تقنية الجيل الخامس بالحاوية، فإن تردد الناقل هو الشاحنة التي تُحمّل الحاوية، ويمكن فهم نطاقي التردد المنخفض والعالي على أنهما شاحنات صغيرة وشاحنات كبيرة. كلما انخفض التردد، انخفضت التكلفة، وقل توهين الإشارة، وقلّت الحاجة إلى بناء محطات أساسية، ولكن هذا يعني أيضًا أن عددًا أقل من المستخدمين يمكنهم الوصول إليها.

يعتقد يان غويتشنغ أنه في الظروف العادية، من الناحية النظرية، يجب أن يكون عدد محطات الجيل الخامس أكبر من عدد محطات الجيل الرابع بما يتراوح بين 1.3 و1.4 مرة. وبالنظر إلى أن شركتي تشاينا تيليكوم وتشاينا يونيكوم تشتركان في بناء شبكة الجيل الخامس، فإن حوالي 1.2 مرة هو الأنسب، أو حتى أقل من ذلك.

جميع المضاعفات التي نتحدث عنها تتعلق بمحطات القاعدة الكبرى. في الواقع، شبكات الجيل الخامس موجهة أكثر نحو سيناريوهات محددة، مثل التصنيع الذكي وإنترنت المركبات. متطلبات عدد محطات القاعدة مرتفعة نسبيًا، ويمكن استخدام المزيد من محطات القاعدة الصغيرة. قال يان غويتشنغ: "مع ذلك، يتوسع نطاق تغطية محطات القاعدة الصغيرة تدريجيًا مع تطور التطبيقات، ومن المستحيل بناء هذا العدد الكبير في غضون عامين تقريبًا".

علاوة على ذلك، فإن استهلاك الطاقة في محطات القاعدة الصغيرة أقل بكثير من استهلاك محطات القاعدة الكبيرة. صرّح جيانغ يونغ هوا، المهندس في معهد الشبكات اللاسلكية التابع لشركة تشونغروي لتخطيط وتصميم الاتصالات المحدودة، لمراسل صحيفة "ديلي إيكونوميك نيوز": "يكفي حوالي خمسمائة إلى ستمائة واط".

النتيجة: يجب أن يكون عدد محطات قاعدة 5G حوالي 1.2 مرة من 4G.

حلول استهلاك الطاقة لمحطة قاعدة برج أكريل

(1) تم تصميم هذا الحل لمراقبة الطاقة الفرعية الدقيقة عبر الإنترنت لمحطة قاعدة برج الاتصالات الشاملة.

(2) عادةً، يُمكن تقسيم نظام الطاقة في محطة القاعدة إلى قسمين: قسم تيار متردد وقسم تيار مستمر [-48 فولت تيار مستمر]. وعادةً ما يتطلب الأمر قياسًا متعدد القنوات لاستهلاك الطاقة المختلف، كما هو الحال بالنسبة لمعدات اتصالات محطات القاعدة المختلفة (قسم التيار المستمر). أو لإمدادات الطاقة الرئيسية، أو المولدات الاحتياطية، أو الإضاءة، أو مكيفات الهواء في محطة القاعدة (قسم التيار المتردد). لذا، يُعدّ قياس الطاقة متعدد القنوات (التيار المستمر أو المتردد) الحل الأمثل لمثل هذه الطلبات.

(3) كان هذا الحل مخصصًا بشكل أساسي لمراقبة الطاقة السحابية والمحلية، وهو مختلف عن الحل المحلي من Acrel

حل مراقبة الطاقة مصمم لمراقبة الطاقة المحلية للمحطة الأساسية من خلال توفير الأجهزة فقط. من ناحية أخرى، يمكن تكييف هذا الحل أيضًا مع إنترنت الأشياء من جهات خارجية.

نظام مراقبة الطاقة عبر API أو SDK لنقل البيانات

المنتجات ذات الصلة