1. “小米隔空充電”在5G基站上也能實(shí)現(xiàn)!激光供電靠譜嗎?

        共 3462字,需瀏覽 7分鐘

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        2021-10-18 14:34

        來源:愛立信新聞稿等

        物聯(lián)網(wǎng)智庫 整理發(fā)布

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        激光無線供電技術(shù)應(yīng)用于5G基站還處于研發(fā)階段,距離落地還有一定的路途要走。不過從廣義通信的范圍來看,“隔空取電”從智能手機(jī)拓展到5G基站是電力傳輸進(jìn)程中的重要一步,無論對于普通用戶,還是通信運(yùn)營商都將具有重要意義。



        還記得今年年初小米發(fā)布的隔空充電技術(shù)嗎?相比當(dāng)前市面上主流的接觸式無線充電,該技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了智能手機(jī)通過無線方式“隔空取電”。而在近日,這一堪稱“黑科技”的應(yīng)用又得到了進(jìn)一步拓展——在5G基站供電中得以實(shí)現(xiàn),邁出了5G基站建設(shè)歷史上具有里程碑意義的一步。


        10月4日,愛立信宣布與激光創(chuàng)新公司PowerLight?Technologies合作,在西雅圖實(shí)現(xiàn)了概念驗(yàn)證,成功展示了全球首個安全的,采用完全無線供電方式的5G基站,該方案中供電方式使用了光波束——一種基于激光的技術(shù),將電轉(zhuǎn)化為高強(qiáng)度光,然后再被無線基站捕獲轉(zhuǎn)化為電能,從而進(jìn)行遠(yuǎn)程供電。

        5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要持續(xù)創(chuàng)新

        就如同手機(jī)從功能機(jī)到智能機(jī)的演進(jìn)過程在手機(jī)功能越來越強(qiáng)大,但電池技術(shù)又遲遲沒有突破性革命的情況下,各路智能手機(jī)廠商紛紛將目光轉(zhuǎn)移到了充電技術(shù)的革新上。因?yàn)闊o論功能多么強(qiáng)大,硬件多么領(lǐng)先的智能手機(jī),沒有了電能的支持它一樣只是一塊“板磚”,5G基站同樣如此。

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        眾所周知,5G擁有三大原子能力,即eMBB:enhance MobileBroadband,增強(qiáng)型移動寬帶;uRLLC:ultraReliable & Low Latency Communication,超高可靠超低時延通信;mMTC:massiveMachine Type Communication,海量機(jī)器類型通信,以應(yīng)對三大應(yīng)用場景,構(gòu)建萬物互聯(lián)的全聯(lián)接世界。但是5G這么好,它也遵循一個對立統(tǒng)一的規(guī)律,“人無完人”,5G也有讓人頭疼的缺點(diǎn)。

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        首先,昂貴的成本問題。運(yùn)營商建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)成本壓力巨大是人盡皆知的事情,簡單算一筆帳,按照此前中國移動采集單座5G基站的價格大約為16萬元,同時根據(jù)公開預(yù)測5G基站數(shù)量是4G的兩倍計算,5G要完成像4G相同的覆蓋效果大約就需要1000萬個基站,那么算下來5G基站的采購總投入將達(dá)到1.6萬億,可謂是一個天文數(shù)字。

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        然而,這還僅僅是電信運(yùn)營商采購設(shè)備所需支出的成本,并不包括網(wǎng)絡(luò)建成之后的電費(fèi)、維護(hù)費(fèi)、人工費(fèi)、場地費(fèi)等等。因此,通過各種創(chuàng)新方式降低網(wǎng)絡(luò)部署的成本支出就成了各大運(yùn)營商削尖腦袋要做的事情。比如,在基站的供電與業(yè)務(wù)傳輸中,傳統(tǒng)方案是運(yùn)營商通過復(fù)合光纜引入外市電,每年公布的基站光纜采集項(xiàng)目通常動輒就是幾千萬芯公里,這筆錢如何有效的省去?

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        其次,網(wǎng)絡(luò)部署效率問題。不談光纜采購以及人力維護(hù)耗資甚巨,在基站建設(shè)的過程中,經(jīng)常會因?yàn)橥馐须娨牖蚋脑熘芷谔L而影響基站開通的進(jìn)度。比如,眾所周知5G最大的一個賣點(diǎn)就是靈活部署能力,通過大帶寬、低時延、海量鏈接可以隨時隨地的連接任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,但是,5G基站本身卻很難做到隨時隨地的靈活部署,因?yàn)橐苿油ㄐ呕静⒉恢挥谢驹O(shè)備,而是包括機(jī)房、電線、鐵塔桅桿等在內(nèi)的完整的結(jié)構(gòu)部件,其中供電設(shè)備十分重要,而在抗險救災(zāi)、大型晚會、體育賽事等場景中,怎樣省去“最后一根電纜”呢?因而探索在不同環(huán)境網(wǎng)絡(luò)部署的速度和靈活性也是運(yùn)營商亟待解決的重要問題。

        激光無線供電方式打開新世界大門

        根據(jù)愛立信官方新聞簡述,此次演示過程中雙方在沒有從街道電網(wǎng)接電,以及不涉及現(xiàn)場發(fā)電的情況下通過PowerLight?Technologies的激光技術(shù),成功激活了一臺完全處于“無能為力”狀態(tài)下的愛立信Streetmacro?6701 5G毫米波基站實(shí)現(xiàn)了300985英尺距離內(nèi)傳輸480瓦的能量。

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        該系統(tǒng)主要由兩個部件組成,包括一個發(fā)射器和一個接收器。發(fā)射器一端的電力被用來產(chǎn)生強(qiáng)大的光束,并將其發(fā)送到接收器,接收器使用專門的光伏陣列來捕捉它,反過來又將傳入的光子轉(zhuǎn)換為電能,可為它所連接的任何設(shè)備供電。

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        愛立信北美網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)人Kevin Zvokel表示,激光束無線供電的方案在不需要連接到電網(wǎng)的情況下就能安全地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸電力,消除了布網(wǎng)建設(shè)過程中由電池站點(diǎn)選擇造成的障礙,大大節(jié)省了部署時間,提高了靈活性。

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        PowerLight Technologies的執(zhí)行主席Claes Olsson則表示,大多數(shù)人都知道,如今無線充電技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用手機(jī)、手表等小型電子設(shè)備當(dāng)中。但愛立信和PowerLight Technologies的演示更具有突破性,是向著更大系統(tǒng)規(guī)模的安全、無線電力傳輸?shù)纳虡I(yè)化進(jìn)程中的重要一步。并且PowerLight Technologies目前還在開發(fā)一種系統(tǒng),在未來幾年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)電能在數(shù)公里范圍內(nèi)的無線安全傳輸。

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        愛立信和PowerLight Technologies的這套無線傳輸代替了供電線,從一定程度上可以幫助運(yùn)營商快速開通基站站點(diǎn),尤其適用于城市桿站、微站的快速部署,可適合應(yīng)急通信保障或特定時間密集化需求的臨時場景。除此之外,它還可以為無人AGV、無人機(jī)、傳感器等各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備便捷地供電。

        設(shè)想美好但道阻且長


        實(shí)際上,激光充電技術(shù)并不是一個全新的概念,它是利用光線進(jìn)行遠(yuǎn)距離能量傳輸?shù)囊环N技術(shù),由美國武器開發(fā)和制造商洛克希德·馬丁與美國激光動力公司共同研發(fā)。2013年5月,裝備了世界首款激光充電系統(tǒng)“隱形塔”的垂直起降飛機(jī)進(jìn)行首次飛行,可利用激光為任意多旋翼直升機(jī)通過光纖傳送能量。在其地面部分能源充足情況下,可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)不間斷飛行。

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        2016年,俄羅斯一家名叫“能源”的火箭航天公司也做了一項(xiàng)關(guān)于激光充電技術(shù)的驗(yàn)證,他們在兩座相隔1.5公里的大樓間,通過在其中一個屋頂安裝激光發(fā)射器,另一個屋頂安裝對光板,并且在對光板上加入了常規(guī)移動電話充電端口,實(shí)現(xiàn)了為手機(jī)充電1小時的成就。在這個過程中,雖然對光板長度只有 10cm,但依然精確地接收到了激光,實(shí)在令人驚嘆。

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        根據(jù)報道,在國內(nèi),華為也已經(jīng)申請了一項(xiàng)通過激光來為手機(jī)進(jìn)行“無線充電”的專利。據(jù)華為官方頁面信息顯示,它可以給多個設(shè)備同時充電,除了手機(jī)外,無線充電還可以應(yīng)用于包括無人機(jī)在內(nèi)的各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。同時,為了保證使用者的安全,發(fā)射端會支持檢測激光路徑中的眼睛,并及時切斷激光發(fā)射以保護(hù)人或?qū)櫸铩?/span>

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        如今,愛立信與PowerLight Technologies又將激光供電技術(shù)應(yīng)用于5G基站當(dāng)中,不可謂不吸引人,不過,從這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展來看,想要實(shí)現(xiàn)落地商用恐怕還尚需時日。

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        首先,其中牽扯到光電轉(zhuǎn)化效率問題和低碳問題,電能轉(zhuǎn)化成光能,再從光能轉(zhuǎn)化為電能,這其中損耗有多少?節(jié)省布網(wǎng)費(fèi)用不能顧此失彼,撿了芝麻丟了西瓜;其次是安全性保障,當(dāng)然,在此次驗(yàn)證中雙方也特意強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)技術(shù)的安全性,通過一個“虛擬防護(hù)罩或安全環(huán)”在任何生物或物體穿過時,都能激活這一功能,自動關(guān)閉電力輸送的光束,由場地的備用電池接管。

        小結(jié)

        激光無線供電技術(shù)應(yīng)用于5G基站還處于研發(fā)階段,距離落地還有一定的路途要走。不過從廣義通信的范圍來看,“隔空取電”從智能手機(jī)拓展到5G基站是電力傳輸進(jìn)程中的重要一步,無論對于普通用戶,還是通信運(yùn)營商都將具有重要意義。


        參考資料:

        1.https://www.ericsson.com/en/news/2021/10/ericsson-and-powerlight-achieve-base-station-wireless-charging-breakthrough

        2.《真無線充電:華為申請激光充電技術(shù)專利》,電腦報

        3.《5G基站可以無線供電了》,網(wǎng)優(yōu)雇傭軍


        “2021 中國AIoT產(chǎn)業(yè)年會”重磅來襲!

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