Network Energy'yi Yeniden Tanımlama: 6G ve Sürdürülebilirlik Imperative

Telekomünikasyon endüstrisi, bir nesil adım atışındaki uygulamalarla duruyor. 6G, 2030'da ticari olarak piyasaya sürülmesi beklenen, terabit-per-ikinci veri oranları, alt-millisan geçncy ve holografik iletişim, dijital ikizler ve pervasive AI gibi uygulamalar için ubiquitous bağlantıya sahip olacak. ancak, bu üst düzey bir maliyetle, 6G'nin tüm gelecekteki güvenlik maliyetlerini artırmak için yaklaşık 100 kat daha fazla enerji tüketebileceğini tahmin ediyor.

Çevre sorumluluğu ile hiper-bağışmanı, araştırmacılar ve mühendisler bir çift strateji öncüler: 0:0) Enerji hasat[DÜT:1) ve [[Dönetici:2) Sürdürülebilir altyapı tasarımı[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜye Olmayanlar, Araştırma Trendleri ve gelecekteki yönler, yarınki şebeke gücünü ve pillere bağımlılığını azaltmaktadır.

6G için Enerji Tasarruf Teknolojileri

Enerji, çevre enerji kaynaklarını ele alır - radyo dalgaları, ışık, ısı, hareket - ve onları aktif bir gelişme altında dönüştürerek, 6G bağlamda, hasat, kendini güçlü sensörleri, röfüleri ve hatta temel istasyonları uzaktan veya kapalı konumlarda işletmek, büyük ölçüde yaşam döngüsü emisyonlarını ve batarya atıklarını azaltmak için.

Radyo Frekansı (RF) Enerjinin

RF enerji hasat, daha yüksek frekans gruplarına doğru hareket eder (örneğin, yüksek enerji kaybı ve atmosferik absürtücüler dahil olmak üzere mevcut kablosuz sinyallerin enerjisini yakalamak için geri dönüşümlü devreler sunar.[Dönder-v) daha yüksek frekans gruplarına doğru hareket eder[Dönder ve bir fırsat sunar.

Pratik dağıtım genellikle kontrollü RF enerjisini yayan özel bir güç tutar, yoğun 6G küçük hücreler için “telsiz bir güç ızgarası” oluşturmak için özel bir güç tutar: insan kaynaklarına müdahale etmek ve doğal olarak düşük dönüşüm verimliliği (tipik olarak 20-50%).

Güneş Enerjisi

Fotovoltaic (PV) hücreler en olgun hasat teknolojisidir, ancak onları 6G altyapısına entegre etmek, bir kuledeki ince film faktörü, yüksek verimlilik (kullanıcı ortamlarda% 26'dan fazla) ve kullanıcı ekipmanları, kapalı ve gece çalışma süresi boyunca uygulanan yüzeylerde çalışmalıdır. ”

6G için, güneş hasat muhtemelen hava tahminlerine ve taleplere göre kullanılacaktır. Bu yaklaşım, güneş yüzeyindeki kapalı alanların % 40 ila 60'ını azaltabilecektir.

Piezoelektrik ve Mekanik Enerji

Piezoelektrik jeneratörleri mekanik strese dönüşür - vibrasyonlar, ayak izi, rüzgar - bir 6G dünyasında, bunlar özellikle de Tokyo Üniversitesi'nde güvenilirdir:0) Asansörler, binalarda veya yollara gömülüdür.[Dönemli pastalar, yüksek frekanslılar, düşük enerjili titreşimler, endüstriyel titreşimler, 500 $ değerindeki teleskoplar, yüksek çözünürlükte 500 $ 'lık bir enerji kaynağı sağlar.

Başka bir umut verici yön şu:0)triboelektrik nanojeneratörleri [Döntgenler 1), malzeme arasında enerji tasarrufu sağlayan, 6G'nin büyük MIMO anten dizilerinde basılabilir; her element deneyim mikro-bağlanık sağlık monitörleri için ideal hale getirirken, TENGs, kendi kendine güçlü bir geri dönüş çözümü sağlayabilir.

Termoelektrik Enerji Enerjinin Enerjisi

Termoelektrik jeneratörleri (TEG), TEG'leri doğal bir şekilde şarj etmek için kullanır (DÜSÜSTR:0) ısıyınma) ısıyınır, bu ısı enerjisinin bazı düşük güç sensörleri veya soğutma fanları ile yeniden kullanılabilir.

Sürdürülebilir Ağ Altyapısı

Malzeme enerjisini hasat ederken, ağ kendisi mümkün olduğunca az tüketmek için tasarlanmıştır. 6G için Sürdürülebilir altyapı donanımın ötesine geçer ve mimari, protokolleri ve operasyonel uygulamaları kapsar.

Green Base Stations

Geleneksel baz istasyonları güç yüklüdür: tipik bir makro-telif bir kiriş 1-3 kW.6G için, hücrelerin yoğunluğu dramatik olarak artacaktır (her 10-50 m kentsel alanlarda), sürekli olarak istasyondaki güç azaltımı kritik hale getirir. [Dönetici:0) Nokia Bell'den gelen tüm dijital kirişler% 6'ye göre% 6'lık bir azalma gösterir[Döneticiler)

Donanım geliştirmeleri de bir rol oynamaktadır: ESFLT:0)GaN (gallium nitride) güç yükselticileri), geleneksel LDMOS transistörleri yerine getiriyor, 10-20% daha yüksek verimli temel bant işlemcileri yerelleştirilmiş yenilenebilir kaynaklarla birleştirdiğinizde (daha küçük rüzgar türbinleri) bu yeşil taban istasyonları, gece boyunca net ışık işleme sistemleri veya daha az enerji işlem birimleriyle birlikte gece boyunca net-zaman kanal tahminleri gerçekleştirebiliyor.

Edge Computing ve DataComp

6G, kenarda üretilen verilerin büyük bir artışını öngörür - otonom araçlardan, akıllı fabrikalardan ve artırılmış gerçeklik cihazları. Tüm bu hammaddeleri buluta taşımanın yerel olarak ve sadece anomalileri ileteceğini tahmin eder.[Döneticiler için% 80 1]

Ek enerji tasarrufları, paylaşılan bir bağlamdan elde edilen içeriği yeniden üretmiş gibi, algılayıcı kaliteyi korumak için ağ tarafından belirlenen ölçeklendirme gerekliliklerini azaltabilecektir.The ITU-T has been familiar semantic communication as the client re enabler for the content based on a shared context.This Technique, still in early research, could reduce throughput requirements by order of value while maintain perceptual quality.

Akıllı Soğutma Sistemleri

Soğutma şu anda telecom barınaklarında ve veri merkezlerinde toplam enerji tüketiminin% 30-40'ı hesaplar.6G'nin yoğun küçük hücreleri lambapostları üzerinde konuşuluyor ve façades inşa ediyor, pasif soğutma hedeftir. ”-ODTÜ Hava soğutması[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSTRİYE) ile birlikte, yüksek enerjili radyo birimlerinde kullanılan yüksek enerjili makineler için yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan elektronik kullanımlar için.

AI tabanlı soğutma kontrolü, takviye öğrenme kullanarak, gerçek zamanlı olarak ısıtılabilir ve 15-25 enerji tasarrufu sağlar. Bu akıllı soğutma zaten 5G baz istasyonlarında (örneğin,)Ericsson) tarafından dağıtılır ve 6G'de standart olacaktır.

Gelişen Araştırma ve Gelecek Yolları

6G'nin sürdürülebilirliği nihayetinde malzeme bilimi, yapay zeka ve sistem entegrasyonu ile ilgili temel araştırmalara bağlı olacaktır. Aşağıdaki alanlarda en dönüştürücü etkiye söz verir.

Yüksek verimsizliğe yönelik Gelişmiş Malzemeler

Roman malzemeler yeni verimlilik sınırlarına açıklanmaktadır.ETHFLT:0)Halide perovskites), KNN (püyumlu sodyum niobate) gibi düşük elektromekanik darbeler, ürperatif 6Geçmiş 6Gruplu aşınmalar için çevresel olarak güvenli hasatlar da kullanılabilir.

Başka bir atılım:0)metamateryler[Döneticiler[Döneticileri], çevre elektromanyetik alanları küçük hasat elementlerine odaklanır, büyük ölçüde artan güç yoğunluğuna sahiptir.Bir metamalzeme lensi, beş faktörle RF enerjisini artırabilir.

AI-Driven Energy Management

Yapay zeka, sürdürülebilir 6G ağının merkezi sinir sistemidir.ETHFLT:0)Energy-aware kaynak tahsisi), dinamik olarak grup atama, modülasyon gücü ve gerçek zamanlı taleplere dayanan sinyal iletimini kullanır. Örneğin, bir değişken güneş ortamında bir temel istasyon üst üste ve bulutlu bir büyü sırasında, enerji tüketimine doğru aktarmayı sağlar.

[FONT:0]Dokuzlu öğrenme[[Dönetici:0)) Doğrulanmış enerji tüketiminin toplam hizmet kalitesini artırmak için %28 oranında azaltılabilir. Aynı AI aynı zamanda algılayabilir ve aynı AIT:2[Döneticiler için)[Döneticiler[Döneticiler[Döneticiler)[Döneticiler için bir panel başarısızlık veya ani yük gibi)

Daha fazla bakıldığında, dijital ikizler [CFONTT:0) 6G ağının altında, operatörlerin enerji senaryolarını çevrimdışı olarak simüle etmesine ve yaşam trafik için risk almadan en iyi stratejileri dağıtmasına izin verecek.Bu ikizler hava verilerini, kullanıcı hareketliliği modellerini ve hatta çevresel etkilerini en aza indirmek için karbon yoğunluğunu içerecektir.

Entegre Hibrit Enerji Sistemleri

Tek hasat teknolojisi tüm 6G dağıtım senaryoları için yeterli olmayacaktır. Geleceğin şu gün boyunca güneş enerjisi sistemleri) RF, güneş, termal ve kinetik hasat ile akıllı güç yönetimi ile birlikte, 6G küçük bir hücre, bu girdiler sırasında rüzgar kaynaklı titreşimlerden, buzlu bir elektrikten ve geceye kadar 4G sinyalleri.

Bu tür sistemler, Avrupa Birliği'nin ESRAD:0)6G-ENERGY projesi) kentsel ortamlardaki gün% 80'i, sadece yüksek trafik veya genişletilmiş süreler sırasında gerekli olan şebeke gücü ile dolu bir çok kaynak hasat platformu geliştiriyor.

Kuantum Enerjinin Yeniden Üretilmesi (Early Stage)

Spektratif ama potansiyel olarak devrimci, ESRAT:0)quantum enerji hasat[[DDDDKT:1) sıfır nokta enerji dalgalanmaları veya kuantum vakum etkileri gibi kuantum fenomenleri kullanır.Son zamanlarda tartışmalı ve hala kesin olmayan, bazı araştırma grupları nano boyutlu resonant boşlukları kullanarak küçük ekstraksiyonlar rapor etti.Eğer gerçek olursa, bu, pratik uygulamadan yakın bir enerji kaynağı sağlayabilir, ancak ilk 6G dağıtımlarını etkilemesi beklenmiyor.

Sonuç: Kendi kendini kınayan 6G Ekosistem

Kendi güçlü bir 6G ağı vizyonu - kendi enerjisini ortamı kaynaklardan üreten ve acımasız verimlilikle tüketen biri - artık enerji hasat malzemeleri, AI-güdümlü optimizasyon ve sürdürülebilir altyapının tüm çevresel koşullar altında güvenilirlik sağlamak.

Endüstri işbirliği kritik olacaktır. Standartlar vücutlar [DÜDÜDÜT:0]ITU-T Çalışması Grubu 5 (Environment, Climate Change and Continental Economy)) ve [[Üye Olmayanlar Çevre Mühendisliği[DÜye Olmayanlar İçin GÜDÜye Olmayanlar ve Karşılaştırmalar)[Üye Olmayanlar.

6G standardı önümüzdeki beş yıl boyunca şekilleniyorsa, bugün yapılan kararlar on yıllardır enerji profillerini kilitleyecek.Kaynakdan enerji hasat ve sürdürülebilirliği önceliklendirmek - geri yükleme çözümlerinden ziyade – endüstri sadece her şeyi birbirine bağlayamaz, bu yüzden yeşil 6G devrimi isteye uygun değildir; bu sadece uygun bir yoldur.