行動通訊網路耗能驚人,提昇其能源效率成首要目標

作者 | 發布日期 2015 年 06 月 30 日 15:28 | 分類 網路 , 能源科技 follow us in feedly

全球行動通訊網路總耗電可說相當驚人,據美國國家礦業協會所資助的一項研究,全球行動通訊網路每年耗電達 1.5 兆度,相當於德國與日本總用電相加,也相當於全球發電總量的大約 1 成,所使用的能源比全球航空業還多出 50%,而在全球行動網路持續擴張下,這個用電量只會繼續增加,而其中相當大部分用電來自於產生大量二氧化碳的燃煤發電,如何讓行動通訊網路更加節能,是對抗氣候變遷的一大目標。



而由全球各大電信公司與研究單位組成的「綠色觸及」(GreenTouch)聯盟,於 2015 年 6 月18 日於紐約發表一項 5 年研究,表示未來行動通訊網路有可能提高能源效率高達 1 萬倍,遠超過聯盟原本預期的可在 2020 年提升能源效率 1 千倍,使得未來可能只用現在全球行動通訊網路總用電的極小部分能源,就能供應全球通訊所需。

綠色觸及聯盟成立於 2010 年,成員相當廣泛,包括全球電信業者與電信供應商如:法國電信(Orange)、瑞士電信(Swisscom)、荷蘭 SURFnet、中華電信、日本 NTT、富士通、華為、中國移動、貝爾實驗室(Bell Labs)、全球混合式光纖同軸纜線最大製造商美商康普公司(CommScope)等,以及全球各電信相關研究機構如:美國羅倫斯柏克萊國家實驗室能源科學網路(ESnet/Lawrence Berkeley Labs)、德國弗勞恩霍夫應用研究促進協會(Fraunhofer-Gesellschaft)、法國國家資訊與自動化研究院(INRIA)、法國原子能委員會電子資訊實驗室微電子應用研究所(CEA-LETI Applied Research Institute for Microelectronics)、比利時校際為電子中心(IMEC)、荷蘭應用科學研究院(TNO)、米蘭理工大學基金會(Fondazione Politecnico di Milano)、韓國電子通信硏究院等,還包括全球多所大學在內。其主要目標是減低通訊所消耗的能源。

綠色觸及聯盟表示,過去它們就知道在無線通訊領域有相當可觀的節能空間,不過研究結果總和各種節能技術之後,發現可以提升能源效率超過一萬倍,這也出乎它們自己的意料之外,不過研究中所應用的理論技術,在現實生活中仍未應用,使得現在全球通訊用電與理想狀態有相當大的落差,而這些大幅減少通訊所需能源的技術需要在 5G 時代才會步入實際生活。

 

5G 上路有利節能

愛立信(Ericsson)則於其 5G 研究報告中指出,5G 發展節能不只是環保因素,而是經濟上與技術上的必然,5G 資料傳輸量遠大於 3G、4G,若是傳輸單位資料量所需能源沒有大幅減少,那麼不僅通訊網路耗電會高到營運商吃不消,連同行動裝置也會因為電力瞬間耗盡而毫無實用性。

綠色觸及聯盟研究中所達成的萬倍節能成果,來自於許多各種不同創新節能技術的組合,例如大規模天線陣列技術,目前電信基地台使用一個天線廣播給整個涵蓋範圍中的所有地區,但用戶其實只在其中一部份地區,許多能量都浪費了,因此有了天線陣列的想法,未來基地台將由大規模天線陣列取代單一天線,每個小天線集中傳訊給一小塊用戶所在的小範圍地區。

另一個想法是小型基地台,更密集分布的小型基地台電波強度可降低,在所屬範圍內沒有用戶時還可以關閉,可節省許多能源,也能降低附近居民對電波訊號的憂慮,目前全球商用小型基地台於 2015 年第一季出貨 9 萬台,較 2014 年同期成長一倍,而小型基地台還可以搭配分散式可再生能源使用,進一步降低電信業的碳足跡。目前紐約與首爾是小型基地台的領先地區。

綠色觸及聯盟主席 Van Landegem 表示,2020 年 5G 上路時,雖然不一定能全數應用萬倍節能研究中所有的節能技術,但可以肯定的是節能會有相當大的進展,許多技術原型都正在發展。

不過,雖然 5G 時代的通訊有可能達到萬倍節能,但資料量也可能千倍甚至萬倍成長,屆時兩相抵銷,因此並無法將總耗能降為萬分之一,但只要能讓全球行動通訊網路耗能有所減少,或是至少不要再大幅成長,對地球也就算是有貢獻了。

(首圖來源:Flickr/William Murphy CC BY 2.0) 

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