中文  |  English  |  Español  |  Français  |  Русский  |  download pdf
أخبار الاتحاد

تحدثك عما يحدث في عالم الاتصالات

                     

رصد التكنولوجيا
Dr Martin Cooper
الصورة الائتمان: Motorola
المدير العام السابق في موتورولا، مخترع ،Martin Cooper الدكتور أول هاتف محمول، علي أساس نموذج تجريبي كبير في 1973 . ثم أعِيدة إصداره في 2007

كانت البداية واتف محمولة في حجم لبنة البناء

Motorola DynaTAC حصل أول هاتف خلوي تجاري في العالم، وهو . 8000 على موافقة لجنة الاتصالات الفيدرالية بالولايات المتحدة في 1983 X وكان يُعرف أيضاً باسم"الهاتف الذي هو في حجم لبنة البناء" نظراً لأبعاده وكانت بطارية هذا الهاتف .(kg 9 سم ) ووزنه ( 0,9 × 4 سم × 33 سم ) تتيح للمتحدث أن يتحدث لمدة نصف ساعة، مع بقائه صالحاً للاستخدام لمدة ثماني ساعات، وكانت عملية إعادة شحنه تستغرق 10 ساعات.
بطاريات لأجهزة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات المحمولة
 
image
Photo credit: Motorola
ربما تصبح أنظمة خلايا الوقود، وخصوصاً الخلايا التي تعمل مباشرة تكنولوجيا الطاقة في المستقبل المنظور. (DMFC) بوقود الميثانولw

كان أول هاتف خلوي تجاري في العالم، الذي يعرف أيضاً راجع الصورة في الصفحة 41 )، يتيح ) brick phone باسم للمتحدث أن يتحدث لمدة نصف ساعة، مع بقائه صالحاً للاستخدام لمدة ثمان ساعات، وكانت عملية إعادة شحنه تستغرق 10 ساعات. وما زالت البطاريات تمثل الحلقة الضعيفة في الأجهزة المتنقلة، وإن كانت قد قطعت شوطاً طويلاً في التغلب على هذا العيب. فعلى سبيل المثال، توفر أجهزة الهواتف الذكية المنتمية إلى الجيل الثالث أكثر من 10 ساعات من الحديث في حالة استخدام شبكات الجيل الثاني، وخمس ساعات في حالة استخدام شبكات الجيل الثالث، وست ساعات في وسبع ،(Wi-Fi Internet) حالة استخدام الإنترنت اللاسلكية ساعات لمشاهدة الفيديو أو 24 ساعة للاستماع إلى الملفات الصوتية. وهذه التحسينات تسمح لاستخدام الهواتف الذكية طوال اليوم، مع الإبقاء على جهاز الشحن في المنزل.

كان عدد مشتركي ،brick phone وبعد سنة من إطلاق 300 مشترك. الهواتف المتنقلة في أنحاء العالم يبلغ نحو 000 واليوم، بعد أكثر من 25 سنة من ذلك، تجاوز عدد المشتركين 4,6 مليار مشترك. وتعد البطاريات ذات دور حاسم في تحديد جدوى الأجهزة التي تعمل بتكنولوجيا المعلومات والاتصالات، ومع تزايد عدد مستعملي الأجهزة المحمولة، أخذت الدوائر الصناعية والحكومات تستثمر في البحوث من أجل إنتاج بطاريات نظيفة تستخدم الطاقة بكفاءة وتستمر لمدة أطول لإشباع حاجة الأجهزة الكهربائية المحمولة التي تستهلك الطاقة بشراهة. ويلخصآخر إشعار أصدره الاتحاد الدولي للاتصالات بشأن رصد التكنولوجيا* بعض الاتجاهات والتطورات الرئيسية في تكنولوجيا البطاريات المستخدمة في الأجهزة المتنقلة.

وقد ساعدت جوانب التقدم في طاقة التجهيز والروابط الجديدة بين الأجيال المختلفة من شبكات الاتصالات على زيادة القدرة على التنقل وزادت من الطلب على الهواتف المتنقلة، وأجهزة الحاسوب المحمولة وغيرها من الأجهزة المتنقلة، بما في وأجهزة التصوير الرقمية. MP ذلك الكتب المتنقلة، وأجهزة 3 وأصبحت السيارات الكهربائية المهجنة، التي تعتمد على البطاريات، من مفاخر كثير من معارض السيارات. وقد كان ،" ذلك واضحاً في "معرضجنيف الدولي للسيارات سنة 2010 حيث قام الاتحاد بالاشتراك مع المنظمة الدولية للتقييس واللجنة الدولية للإلكترونيات بتنظيم حلقة نقاشية بشأن "سيارة 2010 4 مارس. - التي تعمل بنظام الشبكات" يومي

وتشير تقديرات الاتحاد إلى أنه بحلول اية 2010 سيبلغ عدد مشتركي الأجهزة المتنقلة في أنحاء العالم خمسة مليار مشترك، وأن الجانب الأكبر من هذه الزيادة سيكون من نصيب العالم النامي، حيث كثيراً ما يلجأ المستعملون إلى الأخذ بالبدائل المبتكرة للتغلب على عدم توافر إمدادات الطاقة في كل مكان. إذ توجد بعض الأكشاك في المناطق الريفية لإعادة شحن الوحدات (بنظام الدفع المسبق)، وكذلك لإعادة شحن البطاريات. ولذلك، أصبح الدعم التدريجي لتحسين مرافق البنية التحتية للطاقة والتوسع فيها من الجوانب الأساسية لربط المستعملين، أينما كانوا، وسد الفجوة الرقمية.

وتشير البحوث السوقية إلى أن السوق العالمية للبطاريات التي يبلغ حجمها في الوقت الحاضر نحو 71 ملياراً من الدولارات الأمريكية سنوياً (تمثل فيها البطاريات التي يمكن إعادة شحنها نسبة الثلثين) يمكن أن تنمو بنسبة 4,8 في المائة . سنوياً حتى سنة 2012

خواص البطاريات

تحسنت البطاريات من حيث كثافة الطاقة، ولكن متطلبات الأجهزة التي تستهلك قدراً كبيراً من الطاقة قد التهمت المنافع التي وفرها تحسين أداء البطاريات. وكانت النتيجة الصافية هي بقاء مدة استخدام البطاريات على ما كانت عليه.

وتُجرى البحوث في الوقت الحاضر من أجل إنتاج بطاريات آمنة، وخفيفة الوزن، وصغيرة الحجم وصديقة للبيئة، مع رفع كثافة الطاقة ا، وزيادة وقت التشغيل وإطالة عمرها. ولم تحقق هذه البحوث انطلاقة حتى الآن، وإن كانت التكنولوجيات الحالية يجري تحسينها بالتدريج وتطويعها لتلائم متطلبات أجهزة وتطبيقات معينة.

ولا توجد إجراءات أو أساليب موحدة لتقديم معلومات عن مدة استخدام البطاريات في أجهزة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات المختلفة. وعلى الرغم من أن المصنعين والمعلنين يشيرون إلى فترة الاستخدام وعمر البطاريات، ينبغي التعامل مع هذه المعلومات بحذر لأن فترة استخدام البطارية وعمرها يعتمدان على أنماط الاستخدام، التي قد تختلف من شخص لآخر. وعلى سبيل المثال، فإن تحديد كيفية إدارة الطاقة واستخدام الخواص (الاتصالات اللاسلكية ومحركات أجهزة الفيديو) والبرمجيات المختلفة يمكن أن يؤثر على فترة استخدام البطارية وعمرها.

التكنولوجيات الحالية التي تقوم عليها البطاريات

nickel-metal- و Lithium-ion (Li-ion) بطاريات هي الأكثر استخداماً في الأجهزة الإلكترونية hydride (NiMH) المحمولة. وعادة توفر بطاريات النوع الأول كثافة للطاقة أعلى مما توفره بطاريات النوع الثاني. كذلك تسمح بطاريات النوع الأول بعدد أكبر من عمليات إعادة الشحن والتفريغ دون تأثير على الذاكرة، مما يضمن للبطارية حياة أطول. وتشير تفقد ما Lithium-ion (Li-ion) التقديرات إلى أن بطاريات يصل إلى 5 في المائة من شحنتها كل شهر عن طريق التفريغ nickel-metal-hydride (NiMH) الذاتي، بينما تفقد بطاريات ما يصل إلى 30 في المائة من شحنتها كل شهر.

ويعد شكل البطارية ووزا من العوامل المهمة لدى اختيار في Li-ion البطاريات في الأجهزة المحمولة. وتوجد بطاريات كثير من الأشكال والأحجام، كما أا تعد خفيفة نسبياً، ولكن بأا أقل ثمناً، وعالية Li-ion تتميز على بطاريات NiMH بطاريات التيار، ولا تحتاج إلى دوائر حماية تتحكم فيها وحدة التجهيز. وكثيراً ما يوجد هذا النوع من البطاريات في أجهزة التصوير (Lead-acid batteries) الرقمية. أما بطاريات حامضالرصاص فثقيلةالوزنجداًبحيثلاتصلحللاستعمالفيالأجهزةالمحمولة، أصبح بيعها محظوراً nickel-cadmium (NiCd) كما أن بطاريات في الاتحاد الأوروبي لأا تحتوي على مكونات سامة.

مصادر جديدة للطاقة لتشغيل الأجهزة المتنقلة

إن الحاجة إلى إعادة شحن البطارية تقلل من جدوى القدرة على التنقل بالأجهزة واستقلاليتها، ولذلك تسعى الدوائر الصناعية إلى تطوير تكنولوجيات أفضل.

ولو أن تكنولوجيات الطاقة الضوئية وخلايا الوقود أمكن تصغير حجمها بحيث تُستخدم في الأجهزة الإلكترونية المحمولة، فإا ستطيل الفترة بين عمليات إعادة الشحن. وأنظمة خلايا الوقود، وخصوصاً الخلايا التي تعمل مباشرة (direct methanol fuel cells (DMFCs)) بوقود الميثانول فربما تصبح تكنولوجيا الطاقة في المستقبل المنظور. وخلايا الوقود، شأا شأن البطاريات التقليدية، تُنتِج الطاقة عن طريق التفاعل الإلكتروني الكيميائي. والفرق الرئيسي هو أا طالما استمر تزويدها بالوقود، فإا ستظل مشحونة على الدوام.

في الوقت الحاضر مستوى منخفضاً DMFC وتنتِج بطاريات من الطاقة، وإن كانت تستطيع تخزين كمية كبيرة من الطاقة في حيز صغير. وهذا يعني أا تستطيع إنتاج مقدار صغير من الطاقة على امتداد فترة طويلة. وهذا يجعلها في نظر المستهلكين سلعة مثالية شأا شأن الهواتف المتنقلة، وأجهزة الحاسوب المحمولة، وأجهزة التصوير. ومع ذلك، فمن بين العوائق الرئيسية أمام استخدامها طريقة التعامل مع الطاقة، وتصغير حجمها وارتفاع تكلفتها. وعموماً، توجد خلايا الوقود في الوقت الحاضر في البيئات التي لا يكون الاحتراق فيها ممكناً، والتي يمكن فيها تحمل العوادم السامة، مثل مَركبات الفضاء والغواصات.

وتعد تكنولوجيا النانو من المجالات الواعدة، لأن خواص عالية Li-ion مواد النانو يمكن أن تساعد في تطوير بطاريات الأداء. ومع ذلك، فقبل أن تصبح جاهزة للاستعمال كسلع استهلاكية، من اللازم إجراء مزيد من البحوث لزيادة الإلمام بآليات تخزين الليثيوم في مواد النانو وغير ذلك من الخواص.

هناك مجال حديثنسبياً للبحوثيركز على إنتاج بطاريات دقيقة الحجم يبلغ حجمها نصف حجم الخلية البشرية. ويمكن تثبيت هذا النوع من البطاريات على العديد من الأسطح، وربما تصبحقادرةفييوممنالأيامعلىتزويدالعديدمنالأجهزةالدقيقة بالطاقة. ومما يُذكر أن تكنولوجيا النانو أو تكنولوجيا البطاريات التي هي في حجم الخلية قد تفتح الطريق أمام إنتاج بطارياتذات خواصجديدة وتكون بداية لعصر جديد من القدرة على التنقل.

الشحن وأجهزة الشحن

عندما يغير المستعمل الهاتف المتنقل يضطر أيضاً إلى تغيير جهاز الشحن، الذي كثيراً ما لا يكون متوافقاً مع منتجات أخرى من نفس المنتِج.

وتمثل أجهزة الشحن غير القابلة للاستعمال نفايات إلكترونية لا لزوم لها، فضلاً عن أ ا مثيرة للقلق. وكجزء من عمل قطاع تقييس الاتصالات في الاتحاد في مجال تكنولوجيا المعلومات والاتصالات وتغير المناخ، يتجه القطاع نحو وضع معيار تقني لجهاز شحن يتمتع بكفاءة من حيث شحن البطارية بالطاقة ويصلح لجميع بطاريات الهواتفالمتنقلة. وتحدد التوصية بشأن "حل L.adapter التي كانت تسمى من قبل ) L.1000 شامل لجهاز الشحن المستعمل في الأجهزة المتنقلة وأجهزة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الأخرى" المتطلبات عالية المستوى الواجب توافرها في جهاز شامل للشحن. وسوف يساعد ذلك على تقليل عدد أجهزة الشحن التي يتم إنتاجها ثم يعاد تدويرها عن طريق توسيع استخداما ا لتلائم عدداً أكبر من أنواع الأجهزة وتزيد من أعمارها.

وإعادة الشحن اللاسلكية من مجالات البحوث الأخرى التي تستهدف الاستغناء عن أجهزة الشحن والكبلات. وتقوم الفكرة على تزويد الأجهزة المتنقلة بالطاقة أثناء تنقلها، من مسافات تصل إلى عدة أمتار، باستعمال أدوات الربط الكهرمغناطيسية غير المشِعة. وتستطيع هذه التكنولوجيا الآن تزويد بعض أنواع الأجهزة بالطاقة، مثل الهواتف المنزلية المتنقلة التي تعمل بطاقة تتراوح بين جزء من الألف من الوات والكيلوات.

وبجميع هذه التكنولوجيات الجديدة الواعدة، يبدو مستقبل الطاقة والاتصالات مشرقاً بالنسبة للجميع.

 

* TechWatch Alerts are prepared by ITU’s Telecommunication Standardization Bureau (TSB) to provide a brief but concise overview of emerging technologies and trends in the ICT field. The TechWatch Alert on “Batteries for portable ICT devices” was published in February 2010. The TSB is interested in your thoughts and feedback on its reports, and open to your proposals on topics for future Technology Watch publications. Please send your comments to tsbtechwatch@itu.int.

 

© حقوق التأليف والنشر أخبار الاتحاد 2014
براءة مسؤولية - سياسة الخصوصية
السابق صيغة قابلة للطباعة للرجوع إلى أعلى الصفحة إرسال بالبريد الإلكتروني إلى صديق اللاحق