綠色通信及其發(fā)展趨勢(shì)

裴雪艷 河南大學(xué)歐亞國(guó)際學(xué)院

關(guān)鍵字：綠色通信 節(jié)能 綠色能源

1. 引言

通信改變了我們的生活方式，推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其產(chǎn)品和服務(wù)已經(jīng)覆蓋了我們社會(huì)的各個(gè)方面。但隨著通信技術(shù)的發(fā)展與設(shè)備不斷的升級(jí)，移動(dòng)通信暴露出了它高能耗，產(chǎn)污染等問題。為了解決這些問題，研究人員開始注重節(jié)能與綠色能源，希望通過這兩個(gè)方面來減少能源消耗，提高設(shè)備的性能，降低環(huán)境污染，更加深入全面發(fā)展移動(dòng)通信技術(shù)。

2. 綠色通信的兩種方式

2.1 節(jié)能

對(duì)于移動(dòng)通信來說，最主要的能源消耗就是在主設(shè)備機(jī)器，機(jī)器所要求環(huán)境，通信電源系統(tǒng)以及芯片器件等等。我們可以從這幾個(gè)方面來節(jié)約能耗①主設(shè)備機(jī)器：主設(shè)備機(jī)器的功耗主要來自于機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)功耗和載頻功耗來組成，其中機(jī)器器件運(yùn)轉(zhuǎn)主要有控制板，風(fēng)扇等等，所用消耗相對(duì)較少。所以關(guān)鍵就是通過減少載頻功耗來節(jié)約能源。由于通信移動(dòng)性的要求，導(dǎo)致許多設(shè)備沒有話務(wù)時(shí)，載頻仍在滿功率工作，造成了許多能源的浪費(fèi)。智能節(jié)電技術(shù)解決了這一問題，當(dāng)某一載頻沒有接收話務(wù)量或話務(wù)量很少時(shí)通過軟件控制來關(guān)閉某些沒有負(fù)載的收發(fā)信單元，以此來節(jié)約能耗。功放是載頻發(fā)射功率的主要器件，因?yàn)槠骷旧淼奶匦裕词乖诓还ぷ鞯臅r(shí)候也要給它施加一個(gè)固定偏壓，讓它工作在線性區(qū)域，這造成了一種功耗。此外當(dāng)有話務(wù)產(chǎn)生的時(shí)候也會(huì)引起功耗，無話務(wù)量時(shí)功耗為0。所以我們可以根據(jù)不同的時(shí)隙來選擇關(guān)斷功放，這個(gè)技術(shù)可以更加精確的控制能源的消耗。②機(jī)房環(huán)境：為了讓設(shè)備能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，芯片能夠達(dá)到最高的利用率，就要保證機(jī)房時(shí)刻維持在某一合適溫度。因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備內(nèi)的主要部件是由集成電路和電感等電子器件組成的，它們?cè)诠ぷ鬟^程中會(huì)消耗電能，一部分轉(zhuǎn)化為熱能。通常大部分電子器件的性能與溫度有很大的關(guān)系，所以隨著熱能的產(chǎn)生溫度升高，就會(huì)造成電子器件性能的不穩(wěn)定，這樣就無法保證通信的正常無誤運(yùn)行。因此必須要空調(diào)全年無休的工作來維持溫度，濕度的穩(wěn)定。這樣一來就會(huì)產(chǎn)生很大的功耗，為了解決這一問題，我們可以采取變頻技術(shù)，智能通風(fēng)技術(shù)或新型制冷劑等節(jié)能技術(shù)。變頻技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的電力技術(shù)，變頻空調(diào)可以降低電源損耗，提高低頻運(yùn)轉(zhuǎn)能效，是一種有效的手段來提高效率節(jié)約能源。新型制冷劑用于空調(diào)之中可以提高效率，并且減少廢棄物的排放，達(dá)到一種環(huán)保，高效的結(jié)果。智能通風(fēng)技術(shù)可以利用外界自然風(fēng)力作為能源，把達(dá)到機(jī)房要求的溫度，濕度的自然風(fēng)引進(jìn)機(jī)房?jī)?nèi)，用天然資源來保證機(jī)房環(huán)境。既降低了能耗有保護(hù)了環(huán)境。③通信電源系統(tǒng)：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(guān)電源效率低等問題。我們可以通過改變供電方式來節(jié)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(shí)際的通信負(fù)荷，減少送電距離，省去了一部分材料，人工費(fèi)用，減少了能源的消耗。④芯片器件的節(jié)能：通信規(guī)模的擴(kuò)大與用戶數(shù)量的劇增，導(dǎo)致各種與通信相關(guān)的器件爆炸式增長(zhǎng)。在通信網(wǎng)絡(luò)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(duì)綠色通信具有重大意義。就拿顯示器來說，它作為手機(jī)的必要組成，在我們的日常生活中應(yīng)用廣泛，現(xiàn)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(shù)降低背光系統(tǒng)的能耗，另一方面提高電源系統(tǒng)的能耗來完成液晶顯示器的優(yōu)化。隨著技術(shù)的不斷更新發(fā)展，相信各種器件都能達(dá)到高效率，低功耗的性能，為綠色通信的發(fā)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(tǒng)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(duì)于綠色能源的利用大家已經(jīng)不再陌生，比如太陽能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電等都在被廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，芯片器件的革新，各種新的綠色能源也在被開發(fā)利用著。我們傳統(tǒng)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(chǎn)生的廢棄電池的回收也是一個(gè)很大的問題，因?yàn)殡姵刂泻泻芏嗟闹亟饘僭兀瑫?huì)對(duì)我們的身體還有生活環(huán)境造成危害。而有線電源無法擺脫電線的使用，在某些場(chǎng)合應(yīng)用不便。除此之外它們使用的資源大多數(shù)是不可再生，不利于環(huán)境保護(hù)。所以需要綠色能源來替代這種能源。我國(guó)已經(jīng)有自建風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，太陽能發(fā)電站等等，使新能源的使用得以落實(shí)。除此之外還有用于識(shí)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(shù)制作的射頻能量采集器，能夠采集周圍的環(huán)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(jìn)展，但還有很多的困難在推廣應(yīng)用范圍上，需要我們更加深入的研究來實(shí)現(xiàn)綠色能源與電能之間高效穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換與利用，達(dá)到節(jié)能的目的。

3. 綠色通信的原則

通信能耗的增加與環(huán)保意識(shí)的提高，讓我們意識(shí)到了綠色通信的重要性，綠色通信已經(jīng)成為通信發(fā)展的必然。在我們尋求低功耗，高效率通信的同時(shí)也不能忘記了通信的原則。①保障網(wǎng)絡(luò)通信的質(zhì)量不受影響。網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是通信的生命，不能為了節(jié)約成本造成網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的降低，忘記了我們本來通信的目的。所以在應(yīng)用低消耗技術(shù)以前，要充分考慮是否會(huì)帶來負(fù)面影響，并盡可能把這種影響降到最低。②設(shè)計(jì)方法可行。一個(gè)方案的設(shè)計(jì)不僅要考慮方案本身的無誤，還要確保它的可行性，因?yàn)榈匦危瑲夂虻炔煌牟町悾赡軐?dǎo)致方案的實(shí)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(jié)能減耗為目標(biāo)，保證通信質(zhì)量條件下，盡大可能減少環(huán)境污染。④經(jīng)濟(jì)合理。運(yùn)用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備來代替以前的高功耗設(shè)備也應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)榧夹g(shù)的推廣應(yīng)用很大程度上取決于運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)濟(jì)水平。所以要選擇合理的節(jié)能技術(shù)。如果能夠達(dá)到上述要求，并切實(shí)可行的推進(jìn)綠色通信，將會(huì)給人類以及社會(huì)的發(fā)展帶來巨大的改變。

4. 結(jié)語

在現(xiàn)在這個(gè)信息化社會(huì)，通信技術(shù)不斷地發(fā)展與壯大。不久，我們就要進(jìn)入到全面5G 時(shí)代。在我們獲得巨大便利與效率的同時(shí)，通信技術(shù)的發(fā)展也帶來了巨大的能源消耗以及運(yùn)營(yíng)成本的增加。隨著政府部門的持續(xù)關(guān)注以及人們環(huán)保意識(shí)的提高，越來越多的通信專業(yè)人士意識(shí)到“綠色通信”的重要性，他們發(fā)起推行了一系列的行動(dòng)計(jì)劃來傳播這一主旨。通信行業(yè)的各種運(yùn)營(yíng)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(gè)真正的綠色企業(yè)。綠色通信即使剛剛發(fā)展，但它對(duì)于未來通信的網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重大的意義，已經(jīng)成為了未來通信的前進(jìn)方向，相信在不久的將來，綠色通信一定會(huì)引起通信行業(yè)的巨大改革。