绿色通信及其发展趋势

裴雪艳 河南大学欧亚国际学院

关键字：绿色通信 节能 绿色能源

1. 引言

通信改变了我们的生活方式，推动了国民经济的发展，其产品和服务已经覆盖了我们社会的各个方面。但随着通信技术的发展与设备不断的升级，移动通信暴露出了它高能耗，产污染等问题。为了解决这些问题，研究人员开始注重节能与绿色能源，希望通过这两个方面来减少能源消耗，提高设备的性能，降低环境污染，更加深入全面发展移动通信技术。

2. 绿色通信的两种方式

2.1 节能

对于移动通信来说，最主要的能源消耗就是在主设备机器，机器所要求环境，通信电源系统以及芯片器件等等。我们可以从这几个方面来节约能耗①主设备机器：主设备机器的功耗主要来自于机器运转功耗和载频功耗来组成，其中机器器件运转主要有控制板，风扇等等，所用消耗相对较少。所以关键就是通过减少载频功耗来节约能源。由于通信移动性的要求，导致许多设备没有话务时，载频仍在满功率工作，造成了许多能源的浪费。智能节电技术解决了这一问题，当某一载频没有接收话务量或话务量很少时通过软件控制来关闭某些没有负载的收发信单元，以此来节约能耗。功放是载频发射功率的主要器件，因为器件本身的特性，即使在不工作的时候也要给它施加一个固定偏压，让它工作在线性区域，这造成了一种功耗。此外当有话务产生的时候也会引起功耗，无话务量时功耗为0。所以我们可以根据不同的时隙来选择关断功放，这个技术可以更加精确的控制能源的消耗。②机房环境：为了让设备能够正常的运转，芯片能够达到最高的利用率，就要保证机房时刻维持在某一合适温度。因为通信设备内的主要部件是由集成电路和电感等电子器件组成的，它们在工作过程中会消耗电能，一部分转化为热能。通常大部分电子器件的性能与温度有很大的关系，所以随着热能的产生温度升高，就会造成电子器件性能的不稳定，这样就无法保证通信的正常无误运行。因此必须要空调全年无休的工作来维持温度，湿度的稳定。这样一来就会产生很大的功耗，为了解决这一问题，我们可以采取变频技术，智能通风技术或新型制冷剂等节能技术。变频技术是一种应用广泛的电力技术，变频空调可以降低电源损耗，提高低频运转能效，是一种有效的手段来提高效率节约能源。新型制冷剂用于空调之中可以提高效率，并且减少废弃物的排放，达到一种环保，高效的结果。智能通风技术可以利用外界自然风力作为能源，把达到机房要求的温度，湿度的自然风引进机房内，用天然资源来保证机房环境。既降低了能耗有保护了环境。③通信电源系统：目前，通信电源主要存在供电方式不合理，供电器件老化，开关电源效率低等问题。我们可以通过改变供电方式来节约能源，改用分散式供电来代替集中供电，可以更加贴切与实际的通信负荷，减少送电距离，省去了一部分材料，人工费用，减少了能源的消耗。④芯片器件的节能：通信规模的扩大与用户数量的剧增，导致各种与通信相关的器件爆炸式增长。在通信网络中一些常用的接收器件，显示器件等等，它们使用频繁，范围较广，减少这部分器件的功耗对绿色通信具有重大意义。就拿显示器来说，它作为手机的必要组成，在我们的日常生活中应用广泛，现在主要使用的是液晶显示器，它一方面可以采用新的背光技术降低背光系统的能耗，另一方面提高电源系统的能耗来完成液晶显示器的优化。随着技术的不断更新发展，相信各种器件都能达到高效率，低功耗的性能，为绿色通信的发展做出重要一步。

2.2 绿色能源

绿色通信的另一方式就是寻找绿色能源来替代传统能源。自然界中的绿色能源种类繁多，分布范围广泛，并且可以满足人们不断使用。近年来，对于绿色能源的利用大家已经不再陌生，比如太阳能发电，风力发电等都在被广泛应用。随着技术的发展，芯片器件的革新，各种新的绿色能源也在被开发利用着。我们传统的供电能量来源主要是电池与有线电源，但是电池的寿命是有限的，并且大量的使用之后所产生的废弃电池的回收也是一个很大的问题，因为电池中含有很多的重金属元素，会对我们的身体还有生活环境造成危害。而有线电源无法摆脱电线的使用，在某些场合应用不便。除此之外它们使用的资源大多数是不可再生，不利于环境保护。所以需要绿色能源来替代这种能源。我国已经有自建风力发电设施，太阳能发电站等等，使新能源的使用得以落实。除此之外还有用于识别物品，人员身份的射频辐射能也是一种绿色能源，由此技术制作的射频能量采集器，能够采集周围的环境射频能量，为各类低功耗电子器件提供能量。近年来，绿色能源在电力供电及小型低功耗电子器件供电方面取得了很大的进展，但还有很多的困难在推广应用范围上，需要我们更加深入的研究来实现绿色能源与电能之间高效稳定的转换与利用，达到节能的目的。

3. 绿色通信的原则

通信能耗的增加与环保意识的提高，让我们意识到了绿色通信的重要性，绿色通信已经成为通信发展的必然。在我们寻求低功耗，高效率通信的同时也不能忘记了通信的原则。①保障网络通信的质量不受影响。网络质量是通信的生命，不能为了节约成本造成网络质量的降低，忘记了我们本来通信的目的。所以在应用低消耗技术以前，要充分考虑是否会带来负面影响，并尽可能把这种影响降到最低。②设计方法可行。一个方案的设计不仅要考虑方案本身的无误，还要确保它的可行性，因为地形，气候等不同的差异，可能导致方案的实施受阻，或者影响之后的通信，这都不是我们需要的绿色通信。③低功耗，高效率。我们追求的绿色通信就是以节能减耗为目标，保证通信质量条件下，尽大可能减少环境污染。④经济合理。运用先进的节能设备来代替以前的高功耗设备也应考虑到经济效益，因为技术的推广应用很大程度上取决于运营商的经济水平。所以要选择合理的节能技术。如果能够达到上述要求，并切实可行的推进绿色通信，将会给人类以及社会的发展带来巨大的改变。

4. 结语

在现在这个信息化社会，通信技术不断地发展与壮大。不久，我们就要进入到全面5G 时代。在我们获得巨大便利与效率的同时，通信技术的发展也带来了巨大的能源消耗以及运营成本的增加。随着政府部门的持续关注以及人们环保意识的提高，越来越多的通信专业人士意识到“绿色通信”的重要性，他们发起推行了一系列的行动计划来传播这一主旨。通信行业的各种运营商在以后的生意道路上，也要把绿色理念贯彻到底，成为一个真正的绿色企业。绿色通信即使刚刚发展，但它对于未来通信的网络的发展具有重大的意义，已经成为了未来通信的前进方向，相信在不久的将来，绿色通信一定会引起通信行业的巨大改革。