Загружать файлы и пользоваться онлайн сервисами на смартфонах и планшетах уже можно с таким же удобством, как и через кабельное подключение на компьютере. Подобное стало возможным благодаря развитию скоростных мобильных сетей третьего, четвертого, а сейчас и пятого поколений.
Но, кроме мегабит в секунду, за кадром остается еще один не менее важный вопрос – энергопотребление. И его нужно решить, если мы хотим еще более быстрый мобильный доступ.
Чрезмерный аппетит
Типичный современный смартфон может потреблять энергию, как большой холодильник. Утверждение звучит парадоксально, ведь зарядное устройство гаджетов сегодня редко превышает мощность в 5 Вт, тогда как холодильник потребляет в сотни раз больше. Однако не стоит забывать, что смартфон сам по себе мало что умеет. На обеспечение его полной функциональности работает целая индустрия. Это базовые станции сотовой сети, дата-центры, сети Wi-Fi и тому подобное. Они являются основными потребителями энергии.
По исследованиям Digital Power Group, ИТ и телеком сегодня потребляют до 10% мировой энергии. Это примерно на 50% больше, чем потребляет мировая авиация. При этом, по подсчетам ассоциации GSM с мобильных вычислений, около 80% энергии потребляют именно базовые станции. Использование традиционных методов энергосбережения, например, переход с воздушного на водяное охлаждение, снижает эту цифру, но она все равно останется очень высокой – на уровне 44%.
Время для диеты
Поэтому ученые работают над оборудованием для сетей операторов, которое будет таким же производительным, но более экономичным. Одними из таких разработчиков есть два профессора Джоэль Доусон и Дэвид Перраут из Массачусетского технологического института. Они основали компанию Eta Devices, которая продает так называемую «электрическую коробку передач»: это устройство, которое переключает сотовые башни между различными режимами и экономит энергию.
Внутри всех мобильных телефонов и операторских башен есть блок усилителя, который преобразует электроэнергию на радиосигнал. Проблема в том, что лишь треть потребляемой этим оборудованием энергии уходит на пересылку данных. Остальные 66% просто греет атмосферу. Для телефонов это означает более быстрый разряд аккумулятора, а для сотовых башен – большие счета за электроэнергию.
Используя последние достижения микроэлектронной индустрии, разработчики из Eta Devices заявляют, что им удалось повысить эффективность усилителя на 70%. «Все, что сегодня используется в радиосвязи, изобрели в 1920-х и 1930-х годах, – рассказывает исполнительный директор Eta Devices Матиас Естром. – Только сейчас мы получили силу микропроцессоров. Сейчас мы переходим от аналогового мира, в котором сложно что-то сделать с энергией, к цифровому миру».
Эффективная мобильность
В организации GreenTouch, которая объединяет операторов, поставщиков оборудования и исследователей, считают, что лучших результатов в сбережении энергии можно достичь разумным планированием каждого звена мобильной сети – от мобильных вышек до кабельных линий и оконечных устройств. По подсчетам, такой подход может сэкономить до 90% энергии и предоставить возможность для дальнейшего развития.
Технологии для «зеленых» мобильных сетей уже постепенно появляются, и одной из первых стала Large Scale Antenna System. Она экономит энергию благодаря тому, что мобильные вышки не «фонят» в эфир, а прицельно «стреляют» в телефон пользователя. В GreenTouch также говорят, что выгоднее использовать много маломощных базовых станций, чем меньшее количество более мощных. Это особенно ощущается в мегаполисах с плотной застройкой.