বিটিএস-এর জন্য শক্তি-দক্ষ পাওয়ার মডিউল কীভাবে নির্বাচন করবেন?

৫জি নেটওয়ার্কে বিটিএস পাওয়ার মডিউলের প্রয়োজনীয়তা বুঝুন

কেন বেস ট্রান্সিভার স্টেশনের কাজের চাপ গতিশীল পাওয়ার দক্ষতা চায়

৫জি বেস স্টেশনগুলির ওয়ার্কলোড আসলে বেশ কিছুটা পরিবর্তিত হয়, যা সাধারণত একটি নির্দিষ্ট সময়ে কোনও কাজ না করলে প্রায় ৩০০ ওয়াট থেকে শুরু হয়ে ব্যস্ত সময়ে ১৫০০ ওয়াটের বেশি হতে পারে। এটি এই স্টেশনগুলি চালানোর খরচ এবং এদের পরিবেশগত প্রভাবের উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে। পুরনো নেটওয়ার্ক সেটআপগুলি তাদের শক্তি চাহিদা ভিন্নভাবে বিতরণ করে, যা ৫জি প্রযুক্তির তুলনায় ভিন্ন; ৫জি প্রযুক্তি মিলিমিটার ওয়েভ সংকেত এবং বৃহৎ অ্যান্টেনা অ্যারে (যাকে ম্যাসিভ মিমো বলা হয়) এর উপর বেশি নির্ভরশীল। এই নতুন প্রযুক্তিগুলি শক্তি ব্যবহারের বেশিরভাগ অংশ বিশেষ অংশে কেন্দ্রীভূত করে—যাদের রেডিও ফ্রিক uency ইউনিট (RFU) বা সংক্ষেপে AAU (Active Antenna Unit) বলা হয়—এবং এই উপাদানগুলি প্রতিটি সাইট লোকেশনে ব্যবহৃত মোট বিদ্যুৎ খরচের অর্ধেকের বেশি গ্রহণ করে। যখন এই পাওয়ার সাপ্লাইগুলি সম্পূর্ণ ক্ষমতায় কাজ করে না, তখন এগুলি প্রচুর শক্তি নষ্ট করে, যা অনুকূল অবস্থায় না থাকলে প্রায় ৪০% পর্যন্ত শক্তি হারিয়ে যেতে পারে। তাই আজকের পাওয়ার মডিউলগুলির বর্তমান পরিস্থিতি অনুযায়ী তাদের দক্ষতা স্তর সামঞ্জস্য করার জন্য কোনও ধরনের বাস্তব-সময় মনিটরিং সিস্টেমের মাধ্যমে কাজ করা আবশ্যিক। এগুলি শান্ত সময়ে শক্তি ব্যবহার কমিয়ে আনবে, কিন্তু নেটওয়ার্ক ক্যাপাসিটির জন্য চাহিদা হঠাৎ বৃদ্ধি পেলে তৎক্ষণাৎ উচ্চ ক্ষমতায় কাজ শুরু করার জন্য প্রস্তুত থাকবে।

তাপীয় সীমাবদ্ধতা এবং নির্ভরযোগ্যতা: জংশন তাপমাত্রা কীভাবে পাওয়ার মডিউলের আয়ুকে প্রভাবিত করে

জাংশন তাপমাত্রা পাওয়ার মডিউলগুলির আয়ু নির্ধারণে একটি প্রধান ভূমিকা পালন করে। অর্ধপরিবাহীগুলির ক্ষেত্রে, ১০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের চেয়ে প্রতি ১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে এদের আয়ু অর্ধেক হয়ে যায়। গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) এবং সিলিকন কার্বাইড (SiC) উপাদানগুলির জন্য কম্প্যাক্ট ৫জি বেস স্টেশনগুলি বিশেষভাবে চ্যালেঞ্জিং, কারণ এগুলি উল্লেখযোগ্য তাপীয় চাপ সৃষ্টি করে। উচ্চ ফ্রিক uency সিগন্যাল প্রসেসিং এবং অকার্যকর ভোল্টেজ রূপান্তরের সংমিশ্রণ সমস্যার সৃষ্টি করে, বিশেষত যখন নিষ্ক্রিয় শীতলীকরণ পদ্ধতিগুলি তাদের সীমা অতিক্রম করে। এই পরিস্থিতি ইলেকট্রোমাইগ্রেশন সংক্রান্ত সমস্যাগুলিকে ত্বরান্বিত করে এবং উপাদানগুলিকে দ্রুত ক্ষয় করে। ক্ষেত্র থেকে প্রাপ্ত তথ্য অনুযায়ী, ১২৫ ডিগ্রি সেলসিয়াসের চেয়ে উচ্চ তাপমাত্রায় চালিত পাওয়ার মডিউলগুলির বছরে ব্যর্থতার হার নিরাপদ তাপমাত্রা পরিসীমার মধ্যে রাখা মডিউলগুলির তুলনায় প্রায় ৩৫ শতাংশ বেশি হয়। যখন কোম্পানিগুলি উন্নত হিট সিঙ্ক ডিজাইন এবং বাধ্যতামূলক বায়ু শীতলীকরণ ব্যবস্থা সহ বুদ্ধিমান তাপীয় ব্যবস্থাপনা কৌশল বাস্তবায়ন করে, তখন তারা সাধারণত হটস্পট তাপমাত্রা গড়ে ২২ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত কমায়। এই উন্নতিগুলি শুধুমাত্র উপাদানগুলিকে রক্ষা করে না, বরং প্রতি বছর শীতলীকরণের জন্য শক্তির চাহিদা প্রায় ১৮% কমিয়ে দেয়। যদি আমরা চাই যে এই সিস্টেমগুলি দীর্ঘ সময় ধরে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে এবং অতিরিক্ত রক্ষণাবেক্ষণ খরচ এড়াতে পারে, তবে কার্যকারিতা এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের মধ্যে সঠিক ভারসাম্য খুঁজে পাওয়া এখনও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

বাস্তব-বিশ্বের BTS অপারেটিং অবস্থায় পাওয়ার মডিউলের দক্ষতা মূল্যায়ন করুন

গতিশীল পাওয়ার প্রোফাইল পরিমাপ: 3GPP TR 36.814 বেঞ্চমার্ক ব্যবহার করে নিষ্ক্রিয়, আংশিক লোড এবং সর্বোচ্চ লোড

একটি পাওয়ার মডিউল ভালভাবে কাজ করছে কিনা তা সত্যিকার অর্থে জানতে হলে, আমাদের এটিকে শিল্প ক্ষেত্র কর্তৃক স্বীকৃত তিনটি প্রধান BTS অপারেটিং অবস্থার মাধ্যমে পরীক্ষা করতে হবে: যখন এটি শুধুমাত্র স্থির অবস্থায় থাকে এবং কোনও কাজ করে না (অক্রিয়), যখন এটি ৪০ থেকে ৭০% ক্ষমতার মধ্যবর্তী স্তরে চালিত হয় (আংশিক লোড), এবং যখন এটি সম্পূর্ণ ১০০% ব্যবহারকারী ক্ষমতায় সর্বোচ্চ স্তরে চালিত হয় (শীর্ষ লোড)। ৩GPP TR ৩৬.৮১৪ নামক একটি মান রয়েছে যা বাস্তবসম্মত ৫জি ট্রাফিক পরিস্থিতি তৈরি করার জন্য আমাদের ভালো বেঞ্চমার্ক প্রদান করে। আর কী জানেন? এই মোডগুলির মধ্যে শক্তি খরচের পার্থক্য ৬০% এর বেশি হতে পারে, যা বেশ উল্লেখযোগ্য। যখন সিস্টেমটি অক্রিয় অবস্থায় থাকে, তখন দক্ষ মডিউলগুলি সেই অপরিহার্য নিয়ন্ত্রণ কার্যক্রমগুলি চালু রাখে, কিন্তু অতিরিক্ত কারেন্ট টানে না, ফলে বিশ্রামের সময় অপচয়কৃত শক্তি কমিয়ে দেয়। আংশিক লোডের অধীনে পরীক্ষা করলে আমরা দেখতে পাই যে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ কতটা ভালোভাবে ছোট ছোট শক্তি চূড়ান্ত উত্থানগুলির সাথে মোকাবিলা করছে এবং অতিরিক্ত সুইচিং ক্ষতি এড়াচ্ছে। শীর্ষ লোডের সময় আমরা তাপীয় থ্রটলিং এবং রূপান্তর সংক্রান্ত সমস্যাগুলির দিকে লক্ষ্য করি, কারণ খারাপ ডিজাইন করা মডিউলগুলি প্রতি ঘণ্টায় ৩০০ ওয়াটের বেশি শক্তি অপচয় করতে পারে—শুধুমাত্র স্থির অবস্থায় থাকার সময়েই। বিশেষ হার্ডওয়্যার-ইন-দ্য-লুপ (Hardware-in-the-Loop) সিমুলেশনগুলি হঠাৎ পরিবর্তনের সময় স্থিতিশীলতা পরীক্ষা করতে সাহায্য করে এবং রেডিও পারফরম্যান্সকে বিঘ্নিত করে এমন ভোল্টেজ ওভারশুট রোধ করে। এই বিভিন্ন অবস্থার মধ্য দিয়ে যাওয়া নিশ্চিত করে যে মডিউলগুলি বাস্তব বিশ্বের নেটওয়ার্কগুলিতে দক্ষতার সাথে কাজ করছে, যা সরাসরি পরিচালন খরচকে প্রভাবিত করে এবং যন্ত্রপাতিকে অতিরিক্ত উত্তপ্ত হওয়া থেকে রক্ষা করে।

বিটিএস পাওয়ার মডিউলগুলিতে হার্ডওয়্যার-স্তরের পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট বৈশিষ্ট্য মূল্যায়ন করুন

আধুনিক বেস ট্রান্সিভার স্টেশন পাওয়ার মডিউলগুলি ৫জি-এর গতিশীল পাওয়ার চাহিদা পূরণের জন্য উদ্দেশ্যমূলকভাবে নির্মিত হার্ডওয়্যার বৈশিষ্ট্য একীভূত করে—প্রতিক্রিয়াশীলতা, দক্ষতা এবং তাপীয় সহনশীলতা এই তিনটির মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখে।

স্লিপ মোড পারফরম্যান্স: গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN)-ভিত্তিক পাওয়ার মডিউলগুলিতে বিলম্ব বনাম শক্তি সাশ্রয়

গ্যালিয়াম নাইট্রাইড প্রযুক্তি সক্রিয় এবং কম শক্তি ব্যবহারকারী ঘুমন্ত অবস্থার মধ্যে দ্রুত সুইচ করার অনুমতি দেয়, যা বেস ট্রান্সিভার স্টেশনগুলি যখন সক্রিয়ভাবে সংকেত প্রেরণ করছে না, তখন অপচয়কৃত শক্তি কমাতে সাহায্য করে। তবে একটি শর্ত আছে। যখন সিস্টেমগুলি গভীর ঘুমন্ত মোডে প্রবেশ করে, তখন তারা প্রায় ৭০% শক্তি সাশ্রয় করতে পারে, কিন্তু পুনরায় জাগ্রত হতে প্রায় ৫ থেকে ৮ মিলিসেকেন্ড সময় নেয়। অন্যদিকে, হালকা ঘুমন্ত অবস্থায় রাখলে প্রায় এক মিলিসেকেন্ডের নিচে তৎক্ষণাৎ প্রতিক্রিয়া সময় বজায় থাকে, কিন্তু শক্তি সাশ্রয় ততটা হয় না। এই অবস্থার মধ্যে ধারাবাহিক সুইচিংগুলি উত্তাপন ও শীতলীকরণের চক্রের কারণে উপাদানগুলির তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে, যা দীর্ঘমেয়াদী বিশ্বস্ততার জন্যও ভালো নয়। নেটওয়ার্ক অপারেটরদের তাদের নির্দিষ্ট পরিস্থিতির জন্য কী গুরুত্বপূর্ণ—তার উপর ভিত্তি করে এই ঘুমন্ত প্যারামিটারগুলি সেট করার সিদ্ধান্ত নিতে হবে। কিছু অপারেটর মিশন-সমালোচনামূলক, অত্যন্ত বিশ্বস্ত ও কম বিলম্ব সম্পন্ন যোগাযোগ সেবার জন্য অত্যন্ত দ্রুত প্রতিক্রিয়া চাইতে পারেন, অন্যদিকে বৃহৎ আবরণ ক্ষেত্রের টাওয়ার পরিচালনা করা অপারেটররা সম্ভবত সামান্য ধীরগতির স্টার্টআপ সময় স্বীকার করেও সর্বোচ্চ সম্ভব শক্তি সাশ্রয়ের ব্যাপারে বেশি মনোযোগী হবেন।

অ্যাডাপ্টিভ ভোল্টেজ স্কেলিং এবং পাওয়ার ডিসকাউন্ট প্রযুক্তি যা সর্বোচ্চ ২২% শীর্ষ হ্রাস অর্জন করতে সক্ষম

ডাইনামিক ভোল্টেজ-ফ্রিক uency স্কেলিং, বা সংক্ষেপে DVFS, প্রসেসরগুলিতে যে কোনও সময়ে তাদের কী করছে তার উপর ভিত্তি করে প্রেরিত শক্তির পরিমাণ ধ্রুবভাবে সামঞ্জস্য করে। এই সিস্টেমটি লোডগুলিও আগামীকাল দেখে, যাতে ডেটা ট্রাফিকে নিস্তব্ধ সময়গুলি কখন হবে তা জানা যায় এবং সেই সময়ে ভোল্টেজ স্তর নিরাপদভাবে কমানো যায়, যার ফলে মোট শক্তি ব্যবহারের প্রায় ১২ থেকে ১৮ শতাংশ সাশ্রয় হয়। এটিকে যদি 'পাওয়ার ডিসকাউন্টিং' নামক কিছু একটির সাথে যুক্ত করা হয়, তবে এর কার্যকারিতা আরও বৃদ্ধি পায়। পাওয়ার ডিসকাউন্টিং হল প্রসেসর যখন অল্প সময়ের জন্য নিষ্ক্রিয় থাকে, তখন মাইক্রোসেকেন্ডের মতো খুব সংক্ষিপ্ত সময়ের জন্য ভোল্টেজে ক্ষুদ্র হ্রাস করা। এই সংমিশ্রণটি কিছু ক্ষেত্রে শীর্ষ শক্তি ব্যবহারকে প্রায় ২২ শতাংশ পর্যন্ত কমিয়ে দেয়। সার্ভার ও সরঞ্জামে ভরা শহরগুলির জন্য এই ধরনের অন্তর্নির্মিত দক্ষতা বৃদ্ধির ব্যবস্থাগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। অনেক ক্ষেত্রে ঐতিহ্যগত শীতলীকরণ সমাধানগুলি আর কার্যকর নয়, কারণ সেগুলি হয় অত্যধিক স্থান নেয় অথবা সঠিকভাবে ইনস্টল করতে অত্যধিক খরচ হয়।

টেকসই বিটিএস প্রতিষ্ঠার জন্য মডিউল স্তরে শক্তি-সংরক্ষণ কৌশলগুলির তুলনা করুন

শক্তি সংরক্ষণের পদ্ধতিগুলিকে মডিউলার উপাদানে বিভক্ত করা বেস ট্রান্সিভার স্টেশনগুলিকে সামগ্রিকভাবে অনেক বেশি পরিবেশবান্ধব করে তোলে। যখন প্রকৌশলীরা ডিসি-ডিসি কনভার্টার, ডিজিটাল কন্ট্রোলার এবং তাপীয় ব্যবস্থাপনা ইউনিটের মতো বিষয়গুলি আলাদা করেন, তখন তারা প্রতিটি অংশকে আলাদাভাবে সূক্ষ্ম সামঞ্জস্য করার সুযোগ পান—যা ঐতিহ্যবাহী সম্পূর্ণ একীভূত সিস্টেমগুলিতে সম্ভব হয় না। উদাহরণস্বরূপ, স্তরযুক্ত শক্তি ব্যবস্থাপনা নিয়ে বিবেচনা করুন। স্থানীয় উপ-কন্ট্রোলারগুলি মডিউল স্তরে দক্ষতা নিয়ন্ত্রণ করে, যেমন—মডিউলগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে ঘুমিয়ে পড়ার সময় সামঞ্জস্য করা। একইসাথে, একটি প্রধান কন্ট্রোলার সমগ্র সিস্টেমে শক্তির ভারসাম্য রক্ষা করে। ২০২৩ সালে জিএসএমএ-এর কিছু ক্ষেত্র পরীক্ষা অনুসারে, এই সেটআপটি নিষ্ক্রিয় অবস্থায় বর্জ্য শক্তি প্রায় ১৯% পর্যন্ত কমিয়ে দেয়। প্রতিটি শক্তি মডিউলকে তাপীয়ভাবে পৃথক রাখা সমগ্র সরঞ্জামে তাপ ছড়ানো রোধ করে। ফলে আমাদের কম শক্তিশালী শীতলীকরণ সমাধানের প্রয়োজন হয়, যা শীতলীকরণ ব্যয় প্রায় ৩০% কমিয়ে দেয়। উপাদানগুলিকে আলাদাভাবে স্কেল করার সক্ষমতা দীর্ঘমেয়াদী পরিকল্পনার জন্য আরেকটি বড় সুবিধা। নেটওয়ার্ক অপারেটরদের কিছু অংশ ভারী লোডের নিচে সংগ্রাম শুরু করলে সমগ্র সিস্টেম প্রতিস্থাপন করতে হয় না; তারা শুধুমাত্র সমস্যাযুক্ত অংশগুলি—যেমন শীর্ষ লোড কনভার্টার—প্রতিস্থাপন করতে পারেন। দশ বছরে, এটি প্রতিটি স্থানে ইলেকট্রনিক বর্জ্য প্রায় ৮ থেকে ১২ টন কমিয়ে দেয়। এই সমস্ত উন্নতির ফলে হার্ডওয়্যারের আয়ু বৃদ্ধি পায়, কার্বন পদচিহ্ন কমে যায় এবং ৫জি প্রযুক্তির উন্নতির সাথে যে নতুন শক্তি চাহিদা আসবে তার জন্য আরও ভালোভাবে প্রস্তুত হওয়া যায়।