马上到来的5G革命对环境有何影响？
发布时间：2022-05-14 11:22:49 所属栏目：通讯 来源：互联网
导读：新冠病毒(COVID-19)危机清楚地表明了一件事：社会需要非常需要互联网。在大流行期间，互联网对于购买食品、工作、教育儿童、获得医疗保
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新冠病毒(COVID-19)危机清楚地表明了一件事：社会需要非常需要互联网。在大流行期间，互联网对于购买食品、工作、教育儿童、获得医疗保健、访问新闻和娱乐活动至关重要。人群的健康和安全取决于网络的可靠性。 据调查统计数据，近一月以来，美国人的宽带每日使用量增加了3 GB，足以浏览90小时的互联网或观看一小时的高清电影。对快速、可靠和多样化的通信的所有需求，给各国施加了越来越大的压力，要求它们迅速采用最新一代的数字技术5G。 5G的希望 大约每十年就会出现一种新的无线移动技术，该技术在上一代产品的基础上得到了改进。 1G诞生于上世纪80年代，仅支持语音通话。 2G诞生于1990年代，当时手机已从模拟信号变为数字信号，支持了消息传递以及呼叫和文本加密功能，以确保通信安全。 1998年，3G使视频通话和移动互联网访问成为可能。 4G于2008年推出，通过移动，视频会议和游戏支持高清电视。直到今天，大多数手机都还在使用3G和4G技术。 5G于2019年开始部署，可为手机提供增强的宽带、超快速和可靠的通信以及机对机通信。理论上，它有望比4G快100倍。但是，除了速度和连接性之外，5G还具有极低的延迟，延迟是所有通信技术都避免不了，并且容量扩大了1000倍，因为它正在扩展到新的频谱频率。 最终，这将使从智能汽车到物联网(IoT)的无处不在的无线网络连接成为可能，后者可以通过互联网连接各种设备和传感器，并允许它们在无需人工干预的情况下进行通信。 5G如何运作? 卫星 在难以建造足够的蜂窝塔的地方，卫星可以提供5G覆盖，如果自然灾害或恐怖袭击摧毁了陆地上的通信基础设施，卫星可以接管关键功能。最近，埃隆·马斯克(Elon Musk)的公司SpaceX发射了595颗小型卫星(最终目标为30000个)，这些卫星在地球上空500到2000公里的低地球轨道(LEO)内运行。 此外，美国FCC还批准了其他LEO卫星系统，包括Amazon的3236颗卫星的Kuiper系统;并且许多系统也已被其他国家认可。LEO卫星群将切换各个卫星之间的传输，以在空中，海上和偏远地区提供广泛的覆盖范围。但是已经在离地球更远的轨道上运行的更大的卫星也可以处理5G传输。各种卫星系统的覆盖范围、功率要求、等待时间和经济可行性各不相同。 频谱 要了解什么是5G，首先要了解频谱。电磁频谱是所有类型的电磁辐射的范围。无线电频谱是用于电信、广播、飞机通信等，范围从30赫兹(Hz)到300G赫兹(1 GHz等于10亿赫兹)。整个频谱还包括可见光、伽马射线、X射线、微波等。 在较低端的频谱称为低频带(600MHz至900 MHz)具有更长的波，并且可以传播更远。随着波长的范围从中频带(2.5GHz至4.2GHz)到高频带(也称为毫米波，24GHz至47GHz)，它们变得越来越短，从而实现了更大的带宽(可以在一个网络中传输的数据量更多了)，但传输距离却达到缩短。 尽管低频带可以很好地穿透墙壁，但其速度限制为每秒100兆字节(Mbps)。中频带频谱速度可以达到10亿字节或1 GB /秒(Gbps);它具有比低频段低的延迟，但它不容易通过建筑物等障碍。高频带或毫米波(mmWave)的延迟非常低，并且超快，高达10 Gbps。这些高频毫米波还提供了更大的传输空间，因此可以同时连接更多设备。缺点是它们较弱并且不能轻易穿透固体障碍物。5G可在以上所有三个频段上运行。 5G如何帮助环境? 5G的速度、容量和连接性将为保护和保存环境提供许多机会。具有物联网的5G技术将能够提高能源效率、减少温室气体排放并支持更多地使用可再生能源。它可以帮助减少空气和水的污染、减少水和食物的浪费，并保护野生动植物。它还可以扩大我们对天气、农业、病虫害、工业、减少废物等方面的理解，从而改善决策。 据联合国称，到2050年，全球68%的人口将生活在城市中。城市政府和企业正在寻求5G、人工智能(AI)和物联网技术，以创建将传感器、摄像机和智能手机连接在一起的智慧城市。这些网络的连通性和速度将使城市得到更好的管理、更加高效和可持续。 以仅仅是下几种5G可以使环境受益的方法。 减少能源消耗和排放 国际标准要求5G的运行能量要比4G少得多，这意味着在传输更多数据时使用更少的功率。例如，要下载4G的300部高清电影，就需要1千瓦时的电;如果使用5G，一度电可以下载5000部超高清电影。 但5G基础设施系统本身很耗电，目前各国都在寻求技术突破，以降低5G系统本身运行的能耗。 与IoT关联的5G也将减少能耗，因为不需要时设备将能够自动启动和关闭。电器、交通网络、建筑物、工厂、路灯、住宅等中的传感器将实时监控和分析其能源需求和消耗，并自动优化能源使用。例如，安装在帝国大厦中的智能电表已将能源成本降低了38%。 GE的法国蒸汽数字发电厂配备了10000个传感器，可提高发电厂的效率，并获得了吉尼斯世界纪录，成为世界上最高效的发电厂。 由于节约能源也意味着减少温室气体排放，因此，GE的数字发电厂软件有望每年减少3%的碳排放量和67000吨煤炭的燃料使用量。领先的信息和通信技术提供商埃里克森(Ericcson)进行的一项研究预测，到2030年，物联网可以将碳排放量减少15%。 当主电网出现故障或不可用时，5G和物联网将使微电网能够联机。这将有可能更好地将间歇性可再生能源(例如风能和太阳能)整合到电网中。位于美国马萨诸塞州的Ameresco公司用位于帕里斯岛(Paris Island)的美国海军陆战队新兵仓库的20000个太阳能电池组件和自己的微电网支持的全自动工厂取代了一家旧的蒸汽工厂。该系统将能耗降低了75%。 通过使更多的人可以远程工作或访问娱乐，并避免通勤和乘飞机飞行，5G将节省能源并减少车辆和飞机的温室气体排放。 如果需要开车，5G可以通过减少交通拥堵和空转来节省时间、燃料和车辆排放。通过传感器和摄像头、5G使用实时数据来保持交通流量，改变交通信号灯以避免延迟。卡内基·梅隆(Carnegie Mellon)的智能交通控制系统采用雷达和摄像头来减少空转，已使匹兹堡的温室气体排放量减少了20%。 5G还可以通过帮助驾驶员找到停车位并实现乘车共享来减少道路上的汽车数量。 减少水和食物浪费 根据EPA(美国环境保护署)的数据，由于泄漏，美国家庭每年浪费1万亿加仑(1加仑≈3.8升)的水。智能水传感器可以检测泄漏、水污染和污染。 传感器还可以优化农业用水。一家创新型农业公司Arable使用智能农业传感器，该传感器结合了天气信息以及土壤和作物状况，可以更好地管理灌溉并提高灌溉效率。系统还监控植物的压力、营养和害虫，以帮助提升收获。 联合国估计，全球生产的食物中约有三分之一被浪费掉了，这也浪费了生产过程中的能源和水。农业传感器可以检测植物何时枯萎，因此可以帮助确保在正确的时间收获农作物。其他传感器可以检测食物的新鲜度和变质，从而使消费者知道何时可以安全食用食物，而无需依赖有效期。 5G最终可以用于标记所有生产食品的位置、跟踪收获日期或识别特定动物，然后在将食品运输到工厂时跟踪智能标签。其他传感器系统可以监控工厂的状况、评估食品的质量和法规要求。自动化透明的系统可以确保正确的成分在正确的时间交付并正确包装。这将有助于减少食物浪费，很大程度地提高食物安全性，评估食物的可持续性，并使供应链能够更快地响应供需问题。 （编辑：东莞站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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