Sida aad doortaan Mawduuca Bararka oo La Iibsado Energiyada BTS?

Fahminka Talaabooyinka Mouduulaha Bararka ee BTS ee Shabakadda 5G

Sidaa uu u baahan yahay xisbiga dhexeeya ee bararka ee Base Transceiver Station

Kuwa xisaabta 5G waxay leedahay kala duwan yar oo ku jira, taasoo u dhacaya mid ka mid ah 300 watt marka ay ku jiraan si aad u fudud ah, ilaa in ay ka badan 1500 watt marka ay ku jiraan wakhtiga aan la jirin. Tana waxay leedahay tiro dheer ee ku saabsan xisaabta ku jira iyo natiijada ay ku sameeyaan quruumaha dhaqanka. Xisaabta quruumaha dhaqanka ee ku jira gudaha soo socda waxay ku jiraan kala duwan oo ku jira xisaabta 5G, taasoo u isticmaala si weyn millimeter wave signals iyo antenada weyn ee loo yaqaan Massive MIMO. Teknoolojiyada cusub waxay ku jiraan xisaabta guud ee ku jira qoraalka ka mid ah oo loo yaqaan radio frequency units ama AAUs, iyo waxyaalahaas waxay ku jiraan inta badan oo ku jira xisaabta guud ee ku jira kila duwan. Marka ay xisaabta ku jiraan aan ku jiraan si guulaysan, waxay ku jiraan inta badan oo ku jira xisaabta, si aad u fudud ah 40% oo ku jira xisaabta ay ku jiraan marka ay ku jiraan si aan guulaysan. Sidaas daraaddeed, xisaabta hadda ay ku jiraan in ay ku jiraan xisaabta guulaysan ee ku jira shuruudaha caadi ah, taasoo u isticmaala si weyn isku darro ka bixiye oo ku jira xisaabta. Waa in ay ku jiraan in ay ku jiraan xisaabta guulaysan ee ku jira wakhtiga aan la jirin, laakiin waxay ku jiraan in ay ku jiraan xisaabta guulaysan ee ku jira marka ay ku jiraan inta badan oo ku jiraan xisaabta.

Xasiloonka Caddaynka iyo Xasiloonka Dib-u-eeg: Sida Xikmadda Juncshin Ku Ii Kala Duwanayaan Xagga Dib-u-eeg ee Muddada Qofka

Xisaabta joojinta xagga dhinaca (junction temperature) wuxuu leeyahay ugu weyn ee ka mid ah waxyaalaha ku saabsan sida loo ogaado inta badan ay ku nool yihiin moduulka khaasaha. Boqorka semiconductors, mararka laga soo bilaabo 10 degrees Celsius ka badan markii 100 degrees, waxay ku dhaqaaqayaan dhammaan xisaabta nolosha. Xagga dhinaca 5G oo ku jira qurux badan waxay leedahay xaaladaha caadi ah ee ku saabsan quruxa GaN iyo SiC, waana ku sameeyaan xisaabta caddaan ee ku saabsan gacanta. Xisaabta isku daynta saraaxa ee ku saabsan xagga dhinaca sare iyo xisaabta fudud ee ku saabsan xagga dhinaca (voltage conversion) waxay ku sameeyaan xaaladaha caadi ah, siyaasadooda marka ay lahayn xagga dhinaca ee ku saabsan gacanta (passive cooling methods) inay gaadho xagga dhinaca. Xaaladani waxay ku dhaqaaqayaan xaaladaha electromigration iyo waxay ku sameeyaan quruxa inay la kulmo dhaqaaqayaan. Kala duwan ee xagga dhinaca, moduulkii khaasaha ee ku nool yahay 125 degrees Celsius iyo ka badan waxay leedahay 35% ka badan oo dhaqaaqayaal ku nool sannadkii, ka compared to moduulkii khaasaha ee la kulmo xagga dhinaca oo aad ugu wanaagsan. Marka ay waxyaalaha ku saabsan xagga dhinaca oo ku saabsan quruxa (smart thermal management strategies) ay lahayn xagga dhinaca oo ku saabsan xagga dhinaca (heat sink designs) iyo xagga dhinaca ee ku saabsan gacanta (forced air cooling systems), waxay leedahay xagga dhinaca ee ku saabsan xagga dhinaca (hotspot temperatures) oo ka badan 22 degrees ka badan. Tani waxay ku dhaqaaqayaan quruxa iyo waxay ku sameeyaan inay la kulmo xagga dhinaca ee ku saabsan gacanta (cooling energy requirements) 18% ka badan sannadkii. Ina la kulmo xagga dhinaca oo ku saabsan xagga dhinaca iyo xagga dhinaca ee ku saabsan quruxa (balance between performance and temperature control) wuxuu leeyahay ugu weyn ee ka mid ah waxyaalaha ku saabsan inay ku nool yihiin xagga dhinaca oo ku saabsan quruxa (reliably) sida loo doonayo inay la kulmo xagga dhinaca oo ku saabsan quruxa (extended periods) balse inay la kulmo xagga dhinaca oo ku saabsan quruxa (excessive maintenance costs).

Ku qoran Kharashka Mawduuciga Hogaamaha Energiyaha Kuwa Afsoomaaliyeed ee Isku Daynta BTS

Ku xisaabin Kharashka Energiyaha Iyo Wadajirka: Xasir, Xasir Dhexe, Iyo Xasir Sarreef oo la isticmaalo Qaybta 3GPP TR 36.814

Si loo ogaado si sax ah sida kuwanu guurka awood ee xasiloonaya, waxaanu u baahanahay inaanu isku dayno wixii kuwanu guurka awood ee xasiloonaya kula soo saaray saddex haaweyn oo muuqata ee BTS ee la isticmaalo gudaha: markaasuu ku jira midigaa oo aan kala duwan yahay (idle), markaasuu ku jira midigaa oo ka badan 40 ilaa 70% ee awood (khaasidhinta dhexe), iyo markaasuu ku jira midigaa oo leh 100% ee awood ee qof (khaasidhinta sare). Waxaa jira qoraal ka yimid 3GPP TR 36.814 oo waxay nuuninaysaa meelaha caadi ah ee ku saabsan hababka 5G ee caadiga ah. Oo waxaad ku baranaysaa? Kala duwanaanshaha ee suurtogalnimada ee ku jira waxay ku yaal 60%, taasoo weyn yahay. Markaasuu ku jira midigaa oo aan kala duwan yahay, guurkaha caadiga ah ayaa ku helaya waxyaalaha muhimka ah ee daryeelka, laakiin ma leeyahay awood dheer, sidaas darteed ayaa ku xumaynaysaa suurtogalnimada oo ka baxa midigaa. Isku dayninta khaasidhinta dhexe wuxuu muujinaysaa sida kuwanu daryeelka ee jiifka ayaa ku xumaynaysaa suurtogalnimada xoogga oo ka badan, laakiin ma leeyahay kala duwanaansho ka badan ee ku saabsan daryeelka. Markaasuu ku jira midigaa oo leh 100% ee awood ee qof, waxaanu eegnaynaa shakhsiga oo ka dhacaya taliyaha gacmaha iyo shakhsiga oo ka dhacaya taliyaha ku saabsan daryeelka, sababtoo ah guurkaha caadiga ah ayaa ku jira suurtogalnimada oo ka badan 300 watt kasta oo saacad, taasoo weyn yahay. Simulayshinada caadiga ah ee ku saabsan hardware-in-the-loop wuxuu ku xumaynaysaa daryeelka markaasuu ku jira midigaa oo ka badan, oo ku xumaynaysaa xoogga oo ka badan ee ku saabsan daryeelka ee ku saabsan raadiyaha. Isku dayninta waxaynu ku xumaynaysaa sida kuwanu guurkaha awood ee xasiloonaya ayaa ku xumaynaysaa daryeelka caadiga ah ee kala duwan, taasoo ku saabsan daryeelka caadiga ah ee ku saabsan shirkadda, taasoo ku saabsan daryeelka caadiga ah ee ku saabsan shirkadda iyo ku xumaynaysaa gacmaha.

Ku qoran Kooxaha Hantida BTS ee Ku Saabsan Qaybaha Caadiga ah

Kooxaha hantida ugu dambeeyo ee Base Transceiver Station (BTS) ay la isku dayi doonaan qaybaha caadiga ah ee la sameeyo si loo xaqiijiyo talooyinka hantida 5G—ka falka waxyaabaha ku saabsan xaqiijinta, ujeedda, iyo dabeecadda teemperatur.

Ku qoran Xaaladda Dheerka: Xaaladda Dheerka vs. Ka Iibka Hantida ee Kooxaha Hantida ee La Sameeyo oo ka tirsan GaN

Taknoolojiyada Gallium Nitride wuxuu uga shaqayaa kuwa ka badan in ay ku badan yihiin hawlgalaha caadi ah iyo hawlgalaha xun oo leh ammaanka la'anta, taasoo ka caawinaa in la qaado enerjiga la qaybnaa marka base transceiver stations ma ahaan doonayaan siyaabo. Waxa jira mid walxan. Marka nidaamku ugu yaraan hawlgalaha xun oo leh ammaanka la'anta, waxa uu ku qaado energiga dhan ee 70%, laakiin waxa uu ugu yaraan 5 ilaa 8 millisecond oo ku soo baxaan. Xagga kale, ku dhaqan hawlgalaha xun oo leh ammaanka la'anta wuxuu kaga dhigaa xagga xusuuska mararka ah ee ka yar marka 1 millisecond, laakiin ma qaado enerjiga badan. Dhammaan waxyaabaha aan la isku dayn karin oo ku nool in ay ku badan yihiin hawlgalaha waxa uu ka saari doonaa jiritaanka qoraalka sababtoo ah dhammaan waxyaabaha oo ku saari doonaa jiritaanka iyo ku saari doonaa jiritaanka, taasoo aan la xiriiraan kuwa ka yar ee ku saari doonaa jiritaanka. Murtiyeelka shabakadda waa inay isku dayn doonaan sida ay u qorin waxyaabaha hawlgalaha xun oo leh ammaanka la'anta kuwa ay u baahan yihiin iyaga oo ku saari doonaa jiritaanka. Qaar ka mid ah waxay jeclaan doonaan in ay ku xusuusan doonaan mararka ah oo ka yar marka ay u baahan yihiin kuwa caadiga ah ee ku saari doonaa jiritaanka oo leh ammaanka la'anta oo leh ammaanka la'anta oo leh ammaanka la'anta, laakiin qaar ka mid ah oo ku saari doonaa jiritaanka oo leh ammaanka la'anta waa inay ku qaado enerjiga badan oo leh ammaanka la'anta, taasoo aan la xiriiraan kuwa ka yar ee ku saari doonaa jiritaanka.

Taknikiyada Badalka Qaw-ka Waaqti iyo Kala Bixinta Qaw-ka si loo guurdo 22% ee Badalka Ugu Sarreeya

Qaybta Badbaadka Jooma iyo Frekweynta, ama DVFS ee ka duwan, waxa uu shaqeynayaa si ay ugu badbaadin doonaan si toos ah kuwa ku jira processor-ka sida uu uga xiriirayaa wixii uu sameeyo waqtigaas. Qaybtaan waxa uu eegayaa horay ka dib marka laga eego xisabta, si uu uga garanayo marka uu noqonayaa qofka dhexdooda oo leh xisabta la yidhi qofka dhulka, oo waxa uu ku badbaadinayaa si toos ah jooma, si uu uga hortiisa 12 ilaa 18 boqolka energy-ga oo dhan. Marka la isku daro qaybtaan kuwa loo yaqaan 'power discounting' wuxuu kaga baxayaa natiijo weyn. 'Power discounting' wuxuu leeyahay ka badbaadinta jooma ka yar oo ka duwan micorosekondood, taasoo ku jira qofka qaarkooda oo leh xisabta la yidhi qofka dhulka. Tirooyinkaan waxa uu ugu yar yahay kuwa ku jira qofka dhulka, oo waxa uu ugu yar yahay 22 boqolka kuwa ku jira qofka dhulka. Boqolka ka mid ah oo ku jira server-ka iyo qiyaasaha, tirooyinkaan oo ku jira qofka dhulka wuxuu ugu muhiim ah yahay. Qaybta ku jira qofka dhulka ee ku jira qofka dhulka waxa uu ugu yar yahay ka dib marka laga eego qofka dhulka, sababtoo ah waxa uu ugu yar yahay ka dib marka laga eego qofka dhulka, ama waxa uu ugu yar yahay ka dib marka laga eego qofka dhulka.

Ku qor-tal gal energy-saving strategies (stratijiyada in lagu dhisayo enerji) ka dib marka laga eegayo module-ka (moduulka) si ay ugu yaraan BTS (Base Transceiver Station) la sameeyo

Ku qoran karaamaadka siyaabka ugu yar ee ku saabsan nidaamka xisaabta (energy saving) kuwa laga yaabaa inay noqdaan qaybaha kala duwan ee ku saabsan nidaamka xisaabta (modular components), waxaana ku saabsan inay ugu yar yahay nidaamka xisaabta (base transceiver stations) oo dhan. Marka muhandisada ku qoran qaybaha kala duwan ee ku saabsan DC-DC converters, controllers digital, iyo qaybaha ku saabsan horumarka joolka (thermal management units), waa inay helayaan fursad ah inay ku guurto qaybaha kasta oo kala duwan, taasoo aan la heli karin nidaamka caadiga ah ee ku saabsan qaybaha kala duwan (all-in-one systems). Tusaale ahaan, nidaamka xisaabta ku saabsan darajada (tiered power management). Controllers kaalinta kaalinta (sub controllers) ku saabsan xisaabta ku saabsan darajada qaybaha (module level) ku saabsan hababaha ku saabsan ku qoran marka qaybaha ku saabsan ku soo noqonayaan (adjusting when modules go to sleep automatically). Sidoo kale, waa controller weyn oo ku saabsan ku xisaabta ku saabsan ku saabsan xisaabta ku saabsan ku saabsan xisaabta (power balancing) ee ku saabsan nidaamka oo dhan. Kulaamka caadiga ah ee GSMA ee 2023, tusaale ahaan, nidaamkan wuxuu ka saarayaa xisaabta ku saabsan ku saabsan xisaabta (wasted energy) ee ku saabsan waqtiga ku saabsan ku saabsan (idle periods) ku saabsan 19% ka badan. Ku xisaabta qaybaha xisaabta (power modules) ku saabsan horumarka joolka (thermally isolated) wuxuu ku saabsan ku saabsan joolka (heat) ku saabsan ku saabsan ku saabsan ku saabsan (spreading) ee ku saabsan tixraaca (equipment) oo dhan. Tani wuxuu ku saabsan inaan la doonin doonin (aggressive cooling solutions) ku saabsan ku saabsan ku saabsan ku saabsan (cooling costs) ku saabsan 30% ka badan. Xisaabta ku saabsan ku saabsan qaybaha kala duwan wuxuu ku saabsan fursad dheer ee ku saabsan ku saabsan (long term planning). Muhandisada nidaamka (Network operators) ma leeyihiin inay bixiso nidaamka oo dhan marka qaybaha kala duwan ay ku saabsan ku saabsan ku saabsan (struggling) ku saabsan ku saabsan (heavy loads). Waa inay bixiso qaybaha ku saabsan ku saabsan (problematic areas) sida ku saabsan (peak load converters) oo kala duwan. Ku saabsan 10 sano, tani wuxuu ku saabsan 8 ilaa 12 ton oo qaybaha elektronik ee ku saabsan (electronic waste) per location. Dhammaan waxyaalaha ku saabsan ku saabsan wuxuu ku saabsan ku saabsan (longer lasting hardware), ku saabsan (lower carbon footprints), iyo ku saabsan (better preparedness) ku saabsan ku saabsan (new power demands) ee ku saabsan ku saabsan (advancing 5G technology).