أصبح التحوُّل نحو تقنيات الاتصالات الخضراء أمرًا ملحًا، لا سيَّما أننا في عصر مليء بالتحديات البيئية المتزايدة التي يواجهها كوكب الأرض. من ثمَّ، تعد الاتصالات الخضراء خطوة هامة نحو تقليل التأثيرات البيئية الناتجة عن تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، من خلال استخدام تقنيات موفرة للطاقة وأقل ضررًا على البيئة.

خلال السياق، تؤدي هندسة الترددات الراديوية دورًا محوريًا في تطوير بنية تحتية مستدامة للاتصالات، من خلال تحسين كفاءة الشبكات وتقليل تأثيراتها البيئية.

فهم هندسة الترددات الراديوية والاتصالات الخضراء

تُعد هندسة الترددات الراديوية جزءًا مهمًا من الهندسة الكهربائية، حيث تختص بدراسة واستخدام الترددات الراديوية في نقل البيانات عبر الشبكات اللاسلكية. وتشمل هذه الترددات النطاقات التي تتراوح من 3 كيلو هرتز إلى 300 جيجاهيرتز، وتستخدم في تطبيقات متعددة مثل الهواتف المحمولة، وأجهزة الراديو، والإنترنت اللاسلكي، وأنظمة الاتصال ذات الاتجاهين.

وهنا نجد أنَّ أهمية هذه الهندسة تكمن في قدرتها على تخصيص الترددات بشكل فعال يضمن نقل البيانات بكفاءة عالية وبأقل استهلاك للطاقة، مما يساهم في تحسين أداء الشبكات وتقليل تأثيراتها البيئية.

دور هندسة الترددات الراديوية في تقليل استهلاك الطاقة

أحد أبرز التحديات في قطاع الاتصالات اليوم هو استهلاك الطاقة المرتفع، الذي يتطلب الكثير من الموارد الطبيعية ويسهم في انبعاثات الكربون. ومن خلال هندسة الترددات الراديوية، يمكن تحسين كفاءة استخدام هذه الترددات في نقل البيانات. من خلال تقنيات مبتكرة مثل تخصيص الترددات بشكل فعال وتحسين كفاءة الأجهزة والبرمجيات المستخدمة، يمكن تقليل الطاقة اللازمة لنقل البيانات، مما يقلل من الانبعاثات الضارة ويساهم في الحد من الأثر البيئي لتكنولوجيا الاتصالات. وعليه، يسهم هذا الدور في تحقيق أهداف الاستدامة وتقليل الآثار السلبية على البيئة.

تحقيق الاستدامة عبر تحسين التصميم الشبكي

تُعد هندسة الترددات الراديوية أيضًا عنصرًا أساسيًا في تحسين تصميم الشبكات اللاسلكية بحيث تصبح أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. من خلال استخدام تقنيات مثل الشبكات الذكية (Smart Grids)، التي تهدف إلى تحسين استهلاك الطاقة وتقليل الفاقد، يمكن للمشغلين تحسين أداء الشبكات اللاسلكية بشكل كبير. علاوة على ذلك، تسهم هندسة الترددات الراديوية في دمج مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح في شبكات الاتصالات، مما يعزز الاستدامة ويجعل هذه الشبكات أكثر توافقًا مع البيئة.

دور هندسة الترددات الراديوية في بناء بنية تحتية مستدامة

تُعد البنية التحتية مجموعة من الأنظمة والمرافق الأساسية التي تدعم عمل المجتمع والنشاطات الاقتصادية. وتشمل هذه الأنظمة الطرق، وشبكات المياه والكهرباء، والاتصالات، وأنظمة النقل، والتعليم والصحة. وتمثل البنية التحتية العمود الفقري الذي يعزز التنمية الاقتصادية والاجتماعية. وتعتبر أيضًا أساسية لتحقيق الاستدامة وتحسين جودة الحياة.

يمكن النظر إلى هندسة الترددات الراديوية كعنصر رئيسي في بناء بنية تحتية مستدامة لشبكات الاتصالات. من خلال تطوير تقنيات جديدة لتحسين تخصيص الترددات وتقليل استهلاك الطاقة، يمكن لهذه الهندسة أن تساهم في جعل الشبكات أكثر فعالية في استخدامها للطاقة وأقل تأثيرًا على البيئة. وبالتالي، يعزز ذلك من استدامة البنية التحتية للاتصالات على المدى الطويل، مما يضمن تلبية احتياجات المستقبل من خدمات الاتصال بشكل أكثر كفاءة واستدامة.

الاتصالات الخضراء والبحث العلمي

بحسب دراسة بعنوان Advancing Green Communications: The Role of Radio Frequency Engineering in Sustainable Infrastructure Design ، نشرتها مجلة INTERNATIONAL JOURNAL OF LATEST TECHNOLOGY IN ENGINEERING, MANAGEMENT & APPLIED SCIENCE (IJLTEMAS)، في عددها 13 من إصدارها الخامس لعام 2024، فإنَّ البرمجيات، وتطبيق بروتوكولات موفرة للطاقة، ضرورة لتحسين استخدام الطاقة في المحطات الأساسية وإدارة الطاقة بشكل فعال في تقليل تكاليف الكهرباء وزيادة الكفاءة البيئية. وتشمل الحلول التي يمكن تنفيذها مثل وضع الأجهزة في وضع النوم، وتحسين مضخمات الطاقة، واستخدام مصادر الطاقة المتجددة. ومن الفوائد التي تعود من تطبيق هذا النظام:

• تقليل انبعاثات الكربون: تعمل تقنيات الاتصال الخضراء على تقليل انبعاثات الكربون من خلال تقليل استهلاك الطاقة والتحول إلى مصادر طاقة نظيفة ومتجددة. وهذا يساهم في التخفيف من تغير المناخ والحد من الأضرار البيئية. كما يعزز العمر الافتراضي للأجهزة ويقلل من النفايات الإلكترونية.
• تعزيز الاستدامة البيئية: تهدف تقنيات الاتصال الخضراء إلى دمج الممارسات والتقنيات الصديقة للبيئة في تصميم وتشغيل بنية الاتصالات التحتية. ويتضمن ذلك استخدام مواد صديقة للبيئة مثل البلاستيك المعاد تدويره أو المعادن المستدامة لتقليل النفايات وتعزيز الاقتصاد الدائري، مما يقلل من الأثر البيئي لشبكات الاتصال.
• تعزيز الحفاظ على الموارد: تسعى تقنيات الاتصال الخضراء إلى الاستخدام الاقتصادي للموارد مثل الطيف الترددي والنطاق الترددي والمواد، بهدف تقليل النفايات وزيادة الاستدامة طوال دورة حياة أنظمة الاتصال

يتضح أن هندسة الترددات الراديوية تؤدي دورًا أساسيًا في تطوير الاتصالات الخضراء وبناء بنية تحتية مستدامة. من خلال تحسين تخصيص الترددات واستخدام تقنيات مبتكرة لإدارة الطاقة، يمكن تقليل معدلات الاستهلاك والحد من الانبعاثات الكربونية، مما يجعل شبكات الاتصال أكثر كفاءة وصديقة للبيئة.

يُؤمل أن يتم تفعيل هذه المنظومة بشكل أوسع، بحيث لا تقتصر على المدن الذكية فقط، بل تشمل أيضًا البيئات المختلفة التي تشجع على التحول إلى مجتمعات خضراء مدعومة بالابتكارات الذكية.

*وحدة الدراسات الاقتصادية