Jaringan 5G dapat mewujudkan impian Nikola Tesla tentang listrik nirkabel seabad kemudian
Telecom

Jaringan 5G dapat mewujudkan impian Nikola Tesla tentang listrik nirkabel seabad kemudian


Salah satu menara Tesla, difoto pada tahun 1904. Kredit: Wikimedia

Pada puncak karirnya, insinyur kelistrikan perintis Nikola Tesla menjadi terobsesi dengan sebuah ide. Dia berteori bahwa listrik dapat disalurkan secara nirkabel melalui udara pada jarak jauh — baik melalui serangkaian menara yang ditempatkan secara strategis, atau melompat melintasi sistem balon yang ditangguhkan.

Hal-hal tidak berjalan sesuai rencana, dan ambisi Tesla untuk pasokan listrik global nirkabel tidak pernah terwujud. Tetapi teori itu sendiri tidak dapat dibantah: hanya akan membutuhkan kekuatan yang luar biasa, yang sebagian besar akan terbuang percuma.

Sekarang, sebuah makalah penelitian menunjukkan bahwa arsitek jaringan 5G mungkin tanpa disadari telah membangun apa yang gagal dibangun Tesla pada pergantian abad kedua puluh: “jaringan listrik nirkabel” yang dapat disesuaikan untuk mengisi daya atau memberi daya pada perangkat kecil yang tertanam di mobil. , rumah, tempat kerja dan pabrik.

Karena 5G bergantung pada jaringan tiang yang padat dan rangkaian antena yang kuat, mungkin saja infrastruktur yang sama, dengan beberapa penyesuaian, dapat mengirimkan daya ke perangkat kecil. Tetapi transmisi masih akan mengalami kelemahan utama dari menara Tesla: pemborosan energi yang tinggi, yang mungkin sulit untuk dibenarkan mengingat urgensi krisis iklim.

Jaringan 5G

Beberapa dekade yang lalu, ditemukan bahwa sinar radio yang terfokus dengan ketat dapat mengirimkan daya pada jarak yang relatif jauh tanpa menggunakan kabel untuk membawa muatan. Teknologi yang sama sekarang digunakan di jaringan 5G: teknologi generasi terbaru untuk memancarkan koneksi internet ke ponsel Anda, melalui gelombang radio yang dipancarkan dari antena lokal.

Teknologi 5G ini bertujuan untuk memberikan peningkatan kapasitas 1.000 kali lipat dibandingkan generasi terakhir, 4G, untuk memungkinkan hingga satu juta pengguna terhubung per kilometer persegi — menjadikan momen-momen mencari sinyal di festival musik atau acara olahraga menjadi sesuatu dari masa lalu.

Untuk mendukung peningkatan ini, 5G menggunakan beberapa keajaiban teknik, dan keajaiban ini hadir dalam tiga bagian: jaringan yang sangat padat dengan lebih banyak tiang, teknologi antena khusus, dan penyertaan transmisi gelombang milimeter (mmWave) bersama pita yang lebih tradisional.

Yang terakhir, mmWave, membuka lebih banyak bandwidth dengan biaya jarak transmisi yang lebih pendek. Untuk konteksnya, sebagian besar router WiFi beroperasi pada pita 2GHz. Jika router Anda memiliki opsi 5GHz, Anda akan mengetahui bahwa streaming film lebih lancar — tetapi Anda harus lebih dekat ke router agar berfungsi.

Tingkatkan frekuensi lebih jauh (seperti mmWave, yang beroperasi pada 30GHz atau lebih) dan Anda akan melihat peningkatan yang lebih besar dalam bandwidth — tetapi Anda harus lebih dekat ke stasiun pangkalan untuk mengaksesnya. Inilah sebabnya mengapa tiang 5G lebih berkerumun daripada tiang 4G.

Sedikit keajaiban terakhir adalah menambahkan lebih banyak antena — antara 128 dan 1.024 dibandingkan dengan jumlah yang jauh lebih kecil (hanya dua dalam beberapa kasus) untuk 4G. Beberapa antena memungkinkan tiang membentuk ratusan balok seperti pensil yang menargetkan perangkat tertentu, menyediakan internet yang efisien dan andal ke ponsel Anda saat bepergian.

Ini kebetulan bahan mentah yang sama yang dibutuhkan untuk membuat jaringan listrik nirkabel. Kepadatan jaringan yang meningkat sangat penting, karena membuka kemungkinan penggunaan mmWave band untuk mengirimkan gelombang radio berbeda yang dapat membawa baik koneksi internet maupun daya listrik.

Jaringan 5G dapat mewujudkan impian Nikola Tesla tentang listrik nirkabel seabad setelah eksperimen gagal

Tiang 5G lebih padat berkerumun dari pendahulunya. Kredit: Lisic / Shutterstock

Bereksperimen dengan kekuatan 5G

Eksperimen menggunakan jenis antena baru untuk memfasilitasi pengisian nirkabel. Di laboratorium, para peneliti mampu memancarkan daya 5G pada jarak yang relatif pendek hanya lebih dari 2 meter, tetapi mereka berharap bahwa versi masa depan perangkat mereka akan dapat mentransmisikan 6μW (6 juta watt) pada jarak jauh. 180 meter.

Untuk memasukkannya ke dalam konteksnya, perangkat Internet of Things (IoT) umum mengonsumsi sekitar 5μW — tetapi hanya saat dalam mode tidur paling dalam. Tentu saja, perangkat IoT akan membutuhkan daya yang semakin sedikit untuk berjalan karena algoritme pintar dan elektronik yang lebih efisien dikembangkan, tetapi 6μW masih merupakan jumlah daya yang sangat kecil.

Itu berarti, setidaknya untuk saat ini, daya nirkabel 5G tidak mungkin praktis untuk mengisi daya ponsel Anda saat Anda menjalani hari. Tapi itu bisa mengisi daya atau memberi daya pada perangkat IoT, seperti sensor dan alarm, yang diharapkan akan tersebar luas di masa mendatang.

Di pabrik, misalnya, ratusan sensor IoT kemungkinan akan digunakan untuk memantau kondisi di gudang, untuk memprediksi kegagalan mesin, atau untuk melacak pergerakan suku cadang di sepanjang jalur produksi. Mampu menyalurkan daya langsung ke perangkat IoT ini akan mendorong peralihan ke praktik manufaktur yang jauh lebih efisien.

Masalah gigi

Tetapi akan ada tantangan yang harus diatasi sebelum itu. Untuk menyediakan daya nirkabel, tiang 5G akan mengonsumsi sekitar 31kW energi — setara dengan 10 ketel air yang terus mendidih.

Meskipun kekhawatiran bahwa teknologi 5G dapat menyebabkan kanker telah banyak dibantah oleh para ilmuwan, jumlah kekuatan yang berasal dari tiang ini bisa jadi tidak aman. Perhitungan kasar menunjukkan bahwa pengguna harus berada setidaknya 16 meter dari tiang untuk mematuhi peraturan keselamatan yang ditetapkan oleh Komisi Komunikasi Federal AS.

Konon, teknologi ini masih dalam tahap awal. Sangat mungkin bahwa pendekatan masa depan, seperti antena baru dengan balok yang lebih sempit dan lebih bertarget, dapat secara signifikan mengurangi energi yang dibutuhkan — dan terbuang — oleh setiap tiang.

Saat ini, sistem yang diusulkan agak mengingatkan pada “Wonkavision” fiktif dalam Roald Dahl’s Charlie and the Chocolate Factory, yang mencapai prestasi memancarkan penganan ke dalam TV — tetapi harus menggunakan balok cokelat besar untuk menghasilkan yang jauh lebih kecil di ujung lainnya.

Karena akan mengonsumsi daya dalam jumlah besar dibandingkan dengan daya yang dikirimkan ke perangkat, daya nirkabel 5G, untuk saat ini, bersifat spekulatif. Tetapi jika para insinyur dapat menemukan cara yang lebih efisien untuk menyalurkan listrik melalui udara, mungkin impian Nikola Tesla tentang tenaga nirkabel dapat terwujud — lebih dari 100 tahun sejak usahanya gagal.


Peneliti memanen energi dari gelombang radio untuk menyalakan perangkat yang dapat dikenakan


Disediakan oleh The Conversation

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.The Conversation

Kutipan: Jaringan 5G dapat mewujudkan impian Nikola Tesla tentang listrik nirkabel seabad kemudian (2021, 12 April) diambil 12 April 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-04-5g-network-nikola-tesla-wireless.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Singapore 2020