Slajd 1

Слични документи
Ericsson Group Presentation_HR

Microsoft PowerPoint - Basic_SIREN_Basic_H.pptx

PowerPoint-presentation

Slide 1

Energetsko siromaštvo u Hrvatskoj Slučaj Koprivničko-Križevačke županije Ivan Bačeković, Marko Čavar, Florent Gesmond Miguel Antonio Chang Ojeda, Serg

Slide 1

Učinkovitost dizalica topline zrak – voda i njihova primjena

Microsoft PowerPoint - 7. Mobilni komunikacijski sustavi i mreže

Seminar Novi zakonodavni okvir za elektroenergetski sektor

INA Group Strategic challenges facing INA and the 2010 FTE optimization program

ПРОУЧАВАЊЕ И ПРОЈЕКТОВАЊЕ МРЕЖОМ ПОВЕЗАНИХ ФОТОНАПОНСКИХ СИСТЕМА У ГРАДОВИМА Зоран Николић Seminar Društva za obnovljive izvore električne energije: F

No Slide Title

EUROPSKA KOMISIJA Bruxelles, C(2017) 7667 final ANNEXES 1 to 2 PRILOZI PROVEDBENOJ UREDBI KOMISIJE (EU) /... o obliku i načinu dostavljanj

ZAKON O EFIKASNOM KORIŠĆENJU ENERGIJE - Predlog -

PowerPoint Presentation

KORIŠTENJE ENERGIJE ZA GRIJANJE I PRIPREMU TOPLE POTROŠNE VODE POMOĆU TOPLOTNIH PUMPI KOJE KORISTE CO2 KAO RADNI MEDIJ Amna DERVOZ Mašinski fakultet S

Slide 1

Microsoft PowerPoint - Sustav_upravljanja_energetikom_objekta_V1

Microsoft PowerPoint - Inoviraj_Dan prozora_2016.ppt [Način kompatibilnosti]

GTM plan MS&HT coop

sc on ntb and tbt

PowerPoint Presentation

Publenef template

Microsoft PowerPoint - MNE EBRD RES Montengro workshop~Task 6~v2a.ppt

untitled

PowerPoint Presentation

UNAPREĐENJE ENERGETSKE EFIKASNOSTI GRADSKOG SISTEMA ZA UPRAVLJANJE ČVRSTIM OTPADOM

Slide 1

Slide 1

Slide 1

PowerPoint Presentation

PowerPoint Presentation

INDIKATIVNI GODIŠNJI PLAN OBJAVE NATJEČAJA ZA PODUZETNIKE U GODINI IZ OPERATIVNOG PROGRAMA KONKURENTNOST I KOHEZIJA 1. POVEĆANJE RAZVOJA NOVIH P

Presentación de PowerPoint

Slide 1

Struktura NCP potpore i rezultati evaluacija (SC 3) u programu Obzor Maja Salapić, NCP za transport i energiju )agre ački e ergetski tjeda, Usus

Microsoft Word - IZ-AT-UT-OPR-Pojmovnik-v5.0

PowerPoint Presentation

Microsoft PowerPoint - Presentation 5. SUMP Koprivnica, Helena Hecimovic.pptx

WAMSTER Prezentacija

Microsoft PowerPoint Aplikacijski moduli ISMO [Compatibility Mode]

broj034.pdf

Rittal IT infrastructure - Next level for data centre

EU projekti: Mayors in Action / TOGETHER

Grad Zagreb u procesu energetski održivog razvoja

Microsoft Word - FPZ_ispitni_rokovi_BP_Diplomski studij_travanj_2013_final_po abecedi.doc

Microsoft Word - FPZ_ispitni_rokovi_Diplomski studij_studeni_2018_final_po abecedi.docx

VRAČEVIĆ FRANJO.pdf

PowerPoint Presentation

PowerPoint Presentation

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - Novi proizvod - Sistem za komunikaciju 720 v1.doc

PowerPoint Presentation

Poštovani, Zadovoljstvo mi je što vam mogu predstaviti informativnu publikaciju Federalnog ministarstva prostornog uređenja pod nazivom Energetska uči

FINANCIJSKI REZULTATI ZA PRVIH DEVET MJESECI Kontakt: INA-Industrija nafte, d.d. Sektor korporativnih komunikacija Avenija Većeslava Holjevca 10

PowerPoint Presentation

POTICAJ KORIŠTENJA OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE (OIE) I RACIONALNOG KORIŠTENJA ENERGIJE (RKE) U PLANINSKO POLJOPRIVREDNIM ZAJEDNICAMA U CILJU ODRŽIVOG

FINANCIJSKI REZULTATI ZA GODINU Kontakt: INA-Industrija nafte, d.d. Sektor korporativnih komunikacija Avenija Većeslava Holjevca 10, Zagreb Služ

Microsoft PowerPoint - 1. PREDAVANJE - Uvodno

Microsoft Word - FPZ_ispitni_rokovi_BP_Diplomski studij_lipanj_srpanj_rujan_2013_final_po abecedi.docx

Raspored ispita

Sustav prodaje ulaznica za Nacionalni park Krka

Microsoft Word - GI_2015_HROTE_Godisnje_izvjesce_o_podrijetlu_EE_za_2015_final.docx

Microsoft Word - Akcijski plan znanstvenoga rada LZMK

Slide 1

smart >> Katalog cijena, vrijedi od

PowerPoint Presentation

SA_telekomunikacije_2019.indd

INTERDEPENDENCE OF TOTAL REVENUE AND EMPLOYMENT IN THE WOOD SECTOR

Microsoft Word - GI_2016_HROTE_Sustav jamstva podrijetla-verzija za Web.docx

(Microsoft Word - Tromjese\350ni usporedni podatci za tr\236i\232te elektroni\350kih komunikacija RH,Q22018.)

Microsoft PowerPoint - MobilneMrezeDrugeGeneracije.ppt

PowerPoint Presentation

Slide 1

Microsoft Word - Exerni bilten januar 2019

Prilagodba koncepta NIPP-a zahtjevima srednjoškolskog obrazovanja dr. sc. Vesna Poslončec-Petrić Geodetski fakultet Sveučilišta u Zagrebu Organizacijs

Prilagodba koncepta NIPP-a zahtjevima srednjoškolskog obrazovanja dr. sc. Vesna Poslončec-Petrić Geodetski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

UŠTEDA U POTROŠNJI GORIVA I EL.ENERGIJE U SISTEMIMA DALJINSKOG GREJANJA SAVING IN EXPENDITURE OF FUEL AND ELECTRIC ENERGY IN DISTRICT HEATING SYSTEM

Newsletter template

Microsoft PowerPoint - 14 ISP.ppt

Predlozak za prezentacije-Hrvatska regulatorna agencija za mrezne djelatnosti HR

DAN 1: HRVATSKE ENERGETSKE ZADRUGE Vrijeme Moderator/Govornik 11:45 12:45 Ručak PREDAVANJA 1 Upoznavanje sa polaznicima Robert Pašičko i Mak Đukan (UN

voith.com Energetski učinkoviti na svim cestama Zračni kompresori

SISTEM ZA VIDEO NADZOR TEŠKO DOSTUPNIH ILI NEDOSTUPNIH VELIKIH TERITORIJA Video nadzor velikih površina zahteva razvoj složene stacionarne infrastrukt

Mreža CIVINET Slovenija-Hrvatska

KATV HS

U proračunu Europske unije za Hrvatsku je ukupno namijenjeno 3,568 milijardi Eura za prve dvije godine članstva

Microsoft PowerPoint - vezbe 4. Merenja u telekomunikacionim mrežama

Microsoft PowerPoint - UGD_2019_Medak.ppt [Compatibility Mode]

"PIŠKORNICA" d.o.o. Regionalni centar za gospodarenje otpadom sjeverozapadne Hrvatske Matije Gupca 12, Koprivnički Ivanec OIB: PLAN NABAVE

PowerPoint Presentation

PowerPoint prezentacija

PowerPoint Presentation

Енергетски, еколошки и економски параметри коришћења хидро енергије у хидроелектрани Потпећ у Прибоју Бојан Раковић Факултет техничких наука, Чачак Те

C9-Predlozak za prezentaciju referata

Paper Title (use style: paper title)

U proračunu Europske unije za Hrvatsku je ukupno namijenjeno 3,568 milijardi Eura za prve dvije godine članstva

Microsoft Word - Kvartalni pregled podatka o stanju trzista elektronskih komunikacija Q1 2019_ final docx

Microsoft Word - Naslovna_strana_Balen.doc

III. Izmjene i dopune Plana nabave Sveučilišta Jurja Dobrile u Puli za godinu

Транскрипт:

Energetski učinkovite bežične komunikacijske mreže Seminar znanstvenih novaka 2013 dani FESB-a doc. dr. sc. Josip Lörincz FESB, Sveučilište u Splitu

Sadržaj 1. Uvod 2. Problem potrošnje energije bežičnih mreža 3. Potrošnja energije baznih postaja 4. Obnovljivi izvori energije zelene bazne postaje 5. Energetski učinkovito upravljanje radio resursima 6. Međunarodne aktivnosti i suradnja 6. Zaključak 2

Uvod Tijekom posljednjih desetljeća možemo svjedočiti porastu primjene bežičnih mreža razvijanih sa ciljem da osiguraju: nove usluge (govor, SMS, MMS, podatci, aplikacije, ) pokrivenost, kapacitet, poboljšanje kvalitete postojećih usluga (QoS), Međutim: potrošna energije bežične mrežne infrastrukture telekom operatera nije uzimana u obzir! 3

Zeleno umrežavanje U današnje vrijeme postoji usuglašenost između: akademije, proizvođača opreme i operatera u pogledu potrebe za poboljšanjem energetske učinkovitosti mreža Visoka razina usuglašenosti je posljedica: velikih troškova koje operateri plaćaju za potrošenu energiju (engl. Operational Expenditures - OPEX) negativnog utjecaja (implikacija) na okoliš (ekologija) Rezultat toga je novi globalni termin koji je poznat pod nazivom Zeleno umrežavanje ( Green networking ) Ukupnoj potrošnji energije dodatno doprinosi ugradnja nove opreme koja imaju za cilj osigurati bolju kvalitetu usluge ili ponuditi potpuno nove usluge 4

Uinit electricity price (eur/kwh) Troškovi za potrošenu energiju Prema statistikama jedinična cijena energije koju plaćaju 0,1800 industrija i domaćinstva je Households EU-27 0,1700 0,1600 u stalnom porastu 0,1500 0,1400 0,1300 Industry EU-27 Izvor: Eurostat 0,1200 0,1100 0,1000 Približno 3% (600 TWh) ukupne svjetske potrošnje energije otpada na ICT Telekomunikacijska oprema troši 1/3 ukupne potrošnje ICT-a (1 % ukupne svjetske potrošnje energije) Polovina potrošne energije telekomunikacijske opreme odlazi na energiju koju troši infrastruktura mobilnih operatera U razvijenim zemljama veliki mobilni operateri spadaju među prvih 5 najvećih potrošača u zemlji (npr. Telecom Italia 2 5 potrošač u zemlji odmah iza talijanskih željeznica) 0,0900 0,0800 0,0700 0,0600 July 2005 January 2006 July 2006 January 2007 July 2007 January 2008 July 2008 January 2009 July 2009

Ekološke implikacije Uzimaju u obzir emisiju stakleničkih plinova U 2007 ICT sektor je doprinio sa 2-2,5% ukupnoj emisiji stakleničkih plinova: premašuje godišnju emisiju zrakoplova Porast emisije telekom infrastrukture je procijenjen na 5% godišnje u 2020 udio bi bio oko 25 % godišnje Od tog udjela mrežni uređaji u mobilnim mrežama bi doprinosili sa 51 % (13% od ukupne emisije ICT-a) Izvor: H. Toure, SMART 2020: Enabling the low carbon economy in the information age, Creative Commons 2008 Attribution J. Lorincz: Renewables-challenges of the 21st century-new technologies 6

Infrastruktura mobilnih operatera Mobilni terminali: Visoka energetska učinkovitost Baterijski napajani uređaji Do 10% ukupne potrošne bežičnih mreža Jezgrena (eng. core) mreža Usmjernici, prospojnici, poveznici, optički elementi, Pojedinačno mogu trošiti mnogo Manji broj jedinica Bazne postaje (radijska pristupna mreža) Velika potrošnja - velik broj jedinica 80% ukupne potrošnje energije bežičnih mreža (primarno bazne postaje) Redundantnost pokrivanja Visoka dostupnost usluge 7

Potrošnja energije baznih postaja Prosječna makro bazna postaja (BS) troši između: 400 W i 3 kw Potrošnja ovisi o: konfiguraciji (broj primopredajnika, antena, ), starosti, tehnologiji (GSM, UMTS, LTE), Prosječna godišnju potrošnja jedne makro bazne postaje iznosi 35 MWh (ekvivalent potrošnji 10 obiteljskih kućanstava) Izvor: Nokia Semens Networks (NSN) 600 W

Potrošnja energije mobilnog operatera Radio pristupni dio mreže zajedno sa jezgrenom mrežom operatera troši 0.3-0.5% svjetske potrošnje energije U Hrvatskoj približno 3000 makro baznih postaja - troše oko 105 GWh godišnje Karte pokrivenosti signalom T-mobile mreže (Izvor: T-HT d.d. Hrvatska) Pokrivenost 2G signalom Pokrivenost 3G signalom 9

Potrošnja off-gird lokaliteta Bazne postaje koje nemaju napajanje iz el. mreže se napajaju iz diesel agregata trajno smještenih na lokalitetu (najčešće u kontejneru) Godišnja prosječna potrošnja diesel goriva po lokalitetu jedne bazne postaje iznosi oko 20000 l Godišnja prosječna emisija CO 2 diesel agregata koji napaja lokalitet bazne postaje je oko 50 tona Na globalnoj razini postoji oko 640000 takvih baznih postaja (najveći broj u Africi i Aziji dominiraju off-grid lokaliteti) Okvirna globalna godišnja potrošnja diesela je 12,8 milijardi l Okvirna globalna godišnja emisija CO 2 je 32 milijuna tona 10

Rješenja - obnovljivi izvori energije Hibridno napajana bazna postaja (zelene bazne postaje, engl. green base station): energija sunca, vjetra ili energije sunca i vjetra, ili energija sunca, vjetra i gorivih ćelija (eng. fuel cell) Potpuno autonomno napajanje iz obnovljivih izvora (ne postoji pomoćno napajanje iz el. mreže ili diesel agregata) 11

Optimizacija potrošnje energije Prelazak na obnovljive izvore napajanja onih lokaliteta koji su napajani iz el. mreže će ići sporije jer je: trošak u formi dodatne investicije (povrat 5-10 godina) on-grid lokaliteti u pravilu sadrže više jedinica baznih postaja da zadovolje prometne kapacitete pa je i potrošnja veća potreban sustav osiguranja kontinuiranog napajana iz obnovljivih izvora energije veće snage (skuplji i zahtjevniji) nepostojanje mjesta za stavljanje sustava obnovljivog izvora energije na lokalitetima baznih postaja u urbanim sredinama Kao rješenje koje može dati velike uštede energije za on-grid (a i za off-grid) lokalitete je energetski učinkovito upravljanje mrežnim resursima koje podrazumijeva: paljenje/gašenje djela ili cjelokupnih baznih postaja prilagođavanje odašiljačke snage u nekom sektoru prilagodba nagiba antene te odašiljačkih tehnika (MIMO)

Upravljanje mrežnim resursima Moguće je radi: prostornih i vremenskih varijacija prometa u mobilnim mrežama (dnevna aktivnost ljudi) planiranja mreže prema najvećem opterećenju (engl. peak-hour) planiranja mreže sa slojevima bežičnog signala koji se preklapaju (2G, 3G, 4G signali dostupni na istoj lokaciji) J. Lorincz, T. Garma, G. Petrovic, "Measurements and Modelling of Base Station Power Consumption under Real Traffic Loads" Sensors Journal, svezak 12, broj 4, travanj 2012, stranice: 4281-4310. 13

Utjecaj uvođenja novih baznih postaja Dodavanjem baznih postaja novih tehnologija (npr. 4G) poboljšava se energetska učinkovitost mreže operatera: smanjenje potrošnje po km 2 pokrivene površine (W/km 2 ) prenošenje veće količine informacija po jedinici površine pokrivanja za 1 J utrošene energije (kbit/j/km 2 ) Analiza provedena za različite kombinacije baznih postaja tehnologija: 2G, 3G i 4G instaliranih na istom lokalitetu J. Lorincz, N. Dimitrov, T. Matijević, Bit per Joule and Area Energy-efficiency of Heterogeneous Macro Base Station Sites, Proceedings of the SoftCOM 2012, 2012. 14

Utjecaj upravljanja odašiljačkom snagom Uslijed promjena odašiljačke snage mijenja se i trenutna potrošnja snage bazne postaje veća odašiljačka snaga rezultira većom trenutnom potrošnjom i obrnuto J. Lorincz, Energy-efficient wireless cellular communications through network resource dynamic adaptation, International Journal of Business dana Communications and Netwrking (IJBDCN), Svezak: 9, broj: 2, 2013, stranice: 1-14 15

Optimalno upravljanje resursima Princip dinamičkog upravljanja resursima gašenje dijelova ili cjelokupnih baznih postaja u području redundantnog pokrivanja signalom gašenje u periodima kada je broj korisnika mali prilagodba odašiljačke snage Kvaliteta usluge mora ostati nepromijenjena (pokrivenost, brzine, naplata, nadzor mreže,.) 16

Analiza ušteda kroz upravljanje resursima Analiza provedena za područje od 9 km x 9 km za 3G sustave 33 lokacije baznih postaja (crvene oznake) locirane u urbanim, poluurbanim i ruralnim dijelovima (simulacija grada srednje veličine) Do 2880 pojedinačnih govornih korisnika (plave oznake) Do 220 pojedinačnih podatkovnih korisnika (plave oznake) 17

Optimizacijski model t j P y k j j jt ( Tt 1 Tt ) Pk x jkt ( Tt 1 Tt ) C1 Pj y jt ( Tt 1 Tt ) Pk x jkt ( Tt 1 Tt ) C t j k t j t j k 1,..., m, t H 1 p x y ( j, t) : j J,..., jkt jt k d a ijkt v iz c i I ( jkt ) z kz x w j k t b b ij k t h h B h 1 j w it B h b 1 x ij k t h h y jt x jkt w ijkt Min S. t. k b x w w j k t b b jkt ijkt 1 sjk ij k t h h x 1 jkt 1 1 (i,t ): i ( j, k, t) : (i,t ) :i (i,t ) :i (i,t ) :i 1,..., n, t H 1,...,p d 0 : a 0 j J 1,..., m, k 1,..., l, t H 1,..., p 1,..., n,t 1,...,p,d 0, s.t. b : 1 b B 1 it 1,..., n,t 1,...,p,d 0, s.t. b : 1 b B, h b it 1,..., n,t 1,...,p,d 0, h b it 1,..., u, t H 1,..., p 1 ( s, t) : s S 0,1 j 1,..., m, t 1,...,p 0,1 j 1,..., m, k 1,..., l, t 1,...,p 0,1 i 1,..., n, j 1,..., m, k 1,..., l, t 1,...,p it ijkt 18 2

Vizualizacija rezultata J. Lorincz, A. Capone, D. Begusic, "Impact of service rates and base station switching granularity on energy consumption of cellular networks", EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2012 (342), studeni 2012, stranice: 1-44 19

Međunarodne aktivnosti Su-organizator zajedno sa Politecnico di Milano 3. specijalne sjednice (Special session on green networking and computing) u okviru konferencije SoftCOM2012 prezentacija znanstvenih radova prikvačenih nakon organizirane međunarodne recenzije, jedno pozvano predavanje, jedan tutorijal, jedno predavanje u okviru business foruma Uredništvo zajedno sa J. Wu (Bell Laboratories, China) i L. Liu (University of Kansas, USA) posebnog izdanja: Special issue on Green networking and computing međunarodnog znanstvenog časopisa IJBDCN Sudjelovanje kao istraživač na FP7 projektu: Establish Pan-European Information Space to Enhance security of Citizens EPISECC Sudjelovanje na COST projektu: Sustainable networking (u postupku evaluacije) 20

Međunarodna suradnja Aktivna znanstveno-istraživačka suradnja ostvarena je sa sljedećim sveučilištima: Politecnico di Milano, Politecnico di Torino, Universita di Roma ( La Sapienza ), Imperial College London, University of Manchester 21

Suradnja sa domicilnim tvrtkama Aktivna suradnja ostvarena je sa sljedećim tvrtkama: Kron d.o.o., Ericsson Nikola Tesla d.d., T- Hrvatski Telekom d.d., Vipnet Hrvatska d.o.o., Nokia Siemens Hrvatska d.o.o. 22

Zaključak U proteklim godinama razvijena svijest o potrebi razvoja energetski učinkovitih bežičnih komunikacijskih mreža Sudjelovanje u znanstveno-istraživačkim aktivnostima iz područja energetske učinkovitosti bežičnih mreža od 2010. godine rezultiralo: 1 znanstvenom monografijom 1 doktorskim radom vođenjem 2 međunarodna projekta objavom 5 radova u međunarodnim znanstvenim časopisima objavom 4 znanstvena i 1 stručnog rada na međunarodnim znanstvenim konferencijama organizacijom 3 specijalna simpozija u okviru međunarodne konferencije SoftCOM održavanjem 1 pozvanog predavanja članstvom u 16 tehničkih programskih odbora međunarodnih konferencija posvećenih energetskoj učinkovitosti ICT sustava + brojni radovi u procesu recenzije U budućnosti nastavak rada na izgradnji međunarodne prepoznatljivosti istraživačkog rada! 23

Pitanja? Hvala na pažnji! Kontakt: doc. dr. sc. Josip Lorincz FESB, Sveučilište u Splitu josip.lerinc@fesb.hr 24