Сила тока: как мобильная связь изменила наше отношение к энергоресурсам

МЕНЮ


Новости ИИ
Поиск

ТЕМЫ


Внедрение ИИНовости ИИРобототехника, БПЛАТрансгуманизмЛингвистика, рбработка текстаБиология, теория эволюцииВиртулаьная и дополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информации

АРХИВ


Июнь 2017
Май 2017
Апрель 2017
Март 2017
Февраль 2017
Январь 2017
Декабрь 2016
Ноябрь 2016
Октябрь 2016
Сентябрь 2016
Август 2016
Июль 2016
Июнь 2016
Май 2016
Апрель 2016
Март 2016
Февраль 2016
Январь 2016
0000

RSS


RSS новости
птичий грипп

Новостная лента форума ailab.ru


Электричество — это ресурс, о котором мы редко задумываемся. Розетки есть в каждой квартире, в каждом доме, в поездах, самолетах. Созданы миллиарды гаджетов, потребляющих электричество, в том числе мобильные телефоны и смартфоны. Eсли батарея разряжена, а поблизости нет розеток, мы волнуемся.

Ждет ли нас электрический голод из-за мобильных телефонов и как мы будем с ним бороться, рассуждаем под катом.

Сколько «ест» телефон

Еще в 2013 году подсчитали, что на долю информационных технологий приходится 10% мирового потребления электроэнергии. По данным Digital Power Group, на использование одного смартфона тратится не менее 361 кВт*ч в год (с учётом беспроводных подключений, передачи данных и зарядки аккумулятора). А холодильник средних размеров потребляет всего около 322 кВт*ч в год.


(с) http://mosafernameh.com/. Если в розетке закончилось электричество, то на помощь всегда придёт лимон. Сок лимона работает как электролит для двух металлических электродов — никелевого и медного. Впрочем, чтобы хотя бы начать зарядку телефона, понадобится минимум 17 лимонов.

На одного пользователя мобильной связи в мире приходится около 10-17 кВт*ч в год (в расчете на один смартфон). А есть ещё много устройств, включая зарядку для телефона, которые часто остаются в сети и продолжают потреблять электричество!

Согласно расчётам трёхлетней давности, в инфраструктуре обеспечения мобильной связи будут задействованы крупные дата-центры, хранящие, передающие и обрабатывающие данные (250—350 ТВт*ч в год), проводные и беспроводные сети различных типов, включая сотовые (250—600 ТВт*ч), пользовательское оборудование (460—1 200 ТВт*ч), заводы, на которых выпускается вся электроника, использующаяся в этой инфраструктуре (560—800 ТВт*ч). Итого 1 100—2 800 ТВт*ч (то есть не менее 1000 ТВт*ч). И если уровень потребления электроэнергии мобильными устройствами за три года практически не изменился (хотя количество устройств выросло), то мобильный трафик растёт в среднем по миру на 53% в год. Нельзя сказать, что потребление электроэнергии в индустрии увеличивается такими же темпами, однако связь с ростом энергозатрат, безусловно, есть. Какая она сейчас и какой будет к 2020 году — интересный вопрос для исследователей.

Что ждет в будущем?


Cisco Visual Networking Index (VNI) — Прогноз увеличения мирового мобильного трафика с 2015 по 2020 годы.

Если темпы роста количества пользователей не изменятся, к 2020 году в мире будет 5,4 млрд абонентов мобильной связи и более 10 млрд умных устройств, способных подключаться к мобильным сетям. Для сравнения: только 5,3 млрд жителей будут иметь доступ к электроэнергии, и 3,5 млрд — к централизованному водоснабжению. К слову, уже сейчас в Уганде (Восточная Африка) освещение в домах есть лишь у 3 млн человек, а мобильные телефоны — у 10 миллионов. Источник данных: Cisco.

Потребление энергии увеличится и благодаря изменению способов использования мобильных устройств. Обычная голосовая связь уходит в прошлое, вытесняемая различными интернет-коммуникациями. Среди всех приложений на первое место по темпам роста выходит мобильное видео. Уже через два года, по данным Cisco, доля 4G-соединений превысит 2G, а к 2020 году на 4G будет приходиться львиная доля всего мобильного трафика (превысив в шесть раз трафик предыдущих поколений связи). Для сравнения: доля 4G в России в прошлом году занимала 16,5% рынка мобильной связи.

Этот прогноз не учитывает того, что к 2020 году ожидается повсеместное распространение 5G. Сопоставив прогноз по трафику 4G с возможностями 5G (в котором объём и скорость передачи данных многократно возрастут), мы получим цифры на отметках в сотни экзабайт данных мобильного трафика. Вся эта информация будет циркулировать в сети из миллиардов подключённых — и потребляющих электроэнергию — устройств.

За десять лет мобильный трафик вырастет более чем в 100 раз. Причём, мобильный трафик будет расти вдвое быстрее трафика от фиксированных IP-адресов. А точки Wi-Fi-доступа добавят в общий поток ещё несколько десятков экзабайт данных.

Базовые станции

Конечные мобильные устройства — это лишь вершина айсберга. Необходимо обеспечивать электропитанием все базовые станции, благодаря которым работает сотовая связь. Количество потребляемой электроэнергии зависит от многих факторов, но можно дать приблизительные оценки. Раньше у базовой станции, работающей по стандарту 2G, полезное потребление составляло 720 Вт (18 передатчиков по 40 Вт), плюс питание вентиляторов охлаждения. А сегодня актуальная мощность технологического оборудования при полной нагрузке может составлять 5 кВт, и еще 1,6 кВт приходится на кондиционер аппаратного шкафа.

Для зарядки мобильных устройств, на первый взгляд, нужно немного энергии. Но если за неделю у вас набегает один час просмотра видео на смартфоне, то за год тратится больше энергии, чем на работу двух холодильников. Здесь учитывается не только зарядка аккумулятора, но и суммарные энергозатраты сотовой и вычислительной инфраструктуры.

При этом вообще не важно, какой телефон вы используете и сколько энергии потребляет базовая станция 2G/3G/4G. Важно лишь то, какой контент вы потребляете. Ресурсами созданного в IBM Research квантового процессора на пять кубитов можно пользоваться с любого мобильного устройства, не говоря уже об обычных услугах облачных вычислений. Вся огромная инфраструктура мобильного доступа требует гигантских центров обработки данных по всему миру, с каждым годом потребляющих всё больше электроэнергии.

Электричество как валюта


Насколько ценным ресурсом становится электричество для операторов и других компаний, наглядно иллюстрирует история, которая случилась в Кении.

M-Pesa — сервис мобильных денег (позволяет переводить деньги на счёт телефона и совершать с его помощью покупки) был запущен кенийским оператором Safaricom, который в свою очередь является дочкой Vodafone. В Кении у M-Pesa более 15 млн абонентов и практически нет конкурентов. На основе M-Pesa быстро развился сервис M-Kopa, позволяющий покупать в рассрочку солнечные батареи. Весьма актуальная услуга там, где развивается мобильная связь, но при этом крайне плохо обстоят дела с обычным проводным электричеством. Всю суть проблемы можно передать одним новостным заголовком: «Причиной широкомасштабного отключения электричества в Кении стала обезьяна». Лучшим решением в этих условиях является солнечная батарея, от которой не только можно запитать телефон, но и вернуть себе «кошелёк с деньгами». Однако SIM-карта, которая ставится внутрь солнечных батарей, может по требованию оператора удаленно отключать электричество абоненту, если тот просрочил платёж. То есть вы можете остаться в пустыне без электричества, денег и связи, если вовремя не положите деньги на счёт.

Итоги: (пока) без энергетического голода

Необходимость заряжать телефон лишь подогревает интерес к альтернативным источникам энергии в регионах, где сложно получить доступ к электричеству в розетке. Что касается потребления энергии в развитых странах, здесь отмечается новый тренд: использование технологий, которые позволяют обмениваться данными при минимальных энергозатратах. К примеру, инженеры из Вашингтонского университета продемонстрировали систему Passive Wi-Fi, позволяющую обмениваться данными, тратя на это в 10 000 раз меньше энергии.

Источник: habrahabr.ru