綠色通信及其發展趨勢

裴雪艷 河南大學歐亞國際學院

關鍵字：綠色通信 節能 綠色能源

1. 引言

通信改變了我們的生活方式，推動了國民經濟的發展，其產品和服務已經覆蓋了我們社會的各個方面。但隨著通信技術的發展與設備不斷的升級，移動通信暴露出了它高能耗，產污染等問題。為了解決這些問題，研究人員開始注重節能與綠色能源，希望通過這兩個方面來減少能源消耗，提高設備的性能，降低環境污染，更加深入全面發展移動通信技術。

2. 綠色通信的兩種方式

2.1 節能

對于移動通信來說，最主要的能源消耗就是在主設備機器，機器所要求環境，通信電源系統以及芯片器件等等。我們可以從這幾個方面來節約能耗①主設備機器：主設備機器的功耗主要來自于機器運轉功耗和載頻功耗來組成，其中機器器件運轉主要有控制板，風扇等等，所用消耗相對較少。所以關鍵就是通過減少載頻功耗來節約能源。由于通信移動性的要求，導致許多設備沒有話務時，載頻仍在滿功率工作，造成了許多能源的浪費。智能節電技術解決了這一問題，當某一載頻沒有接收話務量或話務量很少時通過軟件控制來關閉某些沒有負載的收發信單元，以此來節約能耗。功放是載頻發射功率的主要器件，因為器件本身的特性，即使在不工作的時候也要給它施加一個固定偏壓，讓它工作在線性區域，這造成了一種功耗。此外當有話務產生的時候也會引起功耗，無話務量時功耗為0。所以我們可以根據不同的時隙來選擇關斷功放，這個技術可以更加精確的控制能源的消耗。②機房環境：為了讓設備能夠正常的運轉，芯片能夠達到最高的利用率，就要保證機房時刻維持在某一合適溫度。因為通信設備內的主要部件是由集成電路和電感等電子器件組成的，它們在工作過程中會消耗電能，一部分轉化為熱能。通常大部分電子器件的性能與溫度有很大的關系，所以隨著熱能的產生溫度升高，就會造成電子器件性能的不穩定，這樣就無法保證通信的正常無誤運行。因此必須要空調全年無休的工作來維持溫度，濕度的穩定。這樣一來就會產生很大的功耗，為了解決這一問題，我們可以采取變頻技術，智能通風技術或新型制冷劑等節能技術。變頻技術是一種應用廣泛的電力技術，變頻空調可以降低電源損耗，提高低頻運轉能效，是一種有效的手段來提高效率節約能源。新型制冷劑用于空調之中可以提高效率，并且減少廢棄物的排放，達到一種環保，高效的結果。智能通風技術可以利用外界自然風力作為能源，把達到機房要求的溫度，濕度的自然風引進機房內，用天然資源來保證機房環境。既降低了能耗有保護了環境。③通信電源系統：目前，通信電源主要存在供電方式不合理，供電器件老化，開關電源效率低等問題。我們可以通過改變供電方式來節約能源，改用分散式供電來代替集中供電，可以更加貼切與實際的通信負荷，減少送電距離，省去了一部分材料，人工費用，減少了能源的消耗。④芯片器件的節能：通信規模的擴大與用戶數量的劇增，導致各種與通信相關的器件爆炸式增長。在通信網絡中一些常用的接收器件，顯示器件等等，它們使用頻繁，范圍較廣，減少這部分器件的功耗對綠色通信具有重大意義。就拿顯示器來說，它作為手機的必要組成，在我們的日常生活中應用廣泛，現在主要使用的是液晶顯示器，它一方面可以采用新的背光技術降低背光系統的能耗，另一方面提高電源系統的能耗來完成液晶顯示器的優化。隨著技術的不斷更新發展，相信各種器件都能達到高效率，低功耗的性能，為綠色通信的發展做出重要一步。

2.2 綠色能源

綠色通信的另一方式就是尋找綠色能源來替代傳統能源。自然界中的綠色能源種類繁多，分布范圍廣泛，并且可以滿足人們不斷使用。近年來，對于綠色能源的利用大家已經不再陌生，比如太陽能發電，風力發電等都在被廣泛應用。隨著技術的發展，芯片器件的革新，各種新的綠色能源也在被開發利用著。我們傳統的供電能量來源主要是電池與有線電源，但是電池的壽命是有限的，并且大量的使用之后所產生的廢棄電池的回收也是一個很大的問題，因為電池中含有很多的重金屬元素，會對我們的身體還有生活環境造成危害。而有線電源無法擺脫電線的使用，在某些場合應用不便。除此之外它們使用的資源大多數是不可再生，不利于環境保護。所以需要綠色能源來替代這種能源。我國已經有自建風力發電設施，太陽能發電站等等，使新能源的使用得以落實。除此之外還有用于識別物品，人員身份的射頻輻射能也是一種綠色能源，由此技術制作的射頻能量采集器，能夠采集周圍的環境射頻能量，為各類低功耗電子器件提供能量。近年來，綠色能源在電力供電及小型低功耗電子器件供電方面取得了很大的進展，但還有很多的困難在推廣應用范圍上，需要我們更加深入的研究來實現綠色能源與電能之間高效穩定的轉換與利用，達到節能的目的。

3. 綠色通信的原則

通信能耗的增加與環保意識的提高，讓我們意識到了綠色通信的重要性，綠色通信已經成為通信發展的必然。在我們尋求低功耗，高效率通信的同時也不能忘記了通信的原則。①保障網絡通信的質量不受影響。網絡質量是通信的生命，不能為了節約成本造成網絡質量的降低，忘記了我們本來通信的目的。所以在應用低消耗技術以前，要充分考慮是否會帶來負面影響，并盡可能把這種影響降到最低。②設計方法可行。一個方案的設計不僅要考慮方案本身的無誤，還要確保它的可行性，因為地形，氣候等不同的差異，可能導致方案的實施受阻，或者影響之后的通信，這都不是我們需要的綠色通信。③低功耗，高效率。我們追求的綠色通信就是以節能減耗為目標，保證通信質量條件下，盡大可能減少環境污染。④經濟合理。運用先進的節能設備來代替以前的高功耗設備也應考慮到經濟效益，因為技術的推廣應用很大程度上取決于運營商的經濟水平。所以要選擇合理的節能技術。如果能夠達到上述要求，并切實可行的推進綠色通信，將會給人類以及社會的發展帶來巨大的改變。

4. 結語

在現在這個信息化社會，通信技術不斷地發展與壯大。不久，我們就要進入到全面5G 時代。在我們獲得巨大便利與效率的同時，通信技術的發展也帶來了巨大的能源消耗以及運營成本的增加。隨著政府部門的持續關注以及人們環保意識的提高，越來越多的通信專業人士意識到“綠色通信”的重要性，他們發起推行了一系列的行動計劃來傳播這一主旨。通信行業的各種運營商在以后的生意道路上，也要把綠色理念貫徹到底，成為一個真正的綠色企業。綠色通信即使剛剛發展，但它對于未來通信的網絡的發展具有重大的意義，已經成為了未來通信的前進方向，相信在不久的將來，綠色通信一定會引起通信行業的巨大改革。