Meillä jokaisella on käytännössä netti koko ajan mukana älypuhelimen muodossa. Mutta kuinka paljon energiaa laite ja sen datansiirto kuluttaa? Voiko älypuhelimen hiilidioksidipäästöjä itse pienentää? LAB-ammattikorkeakoulusta valmistunut Laura Salonen selvitti asiaa opinnäytetyössään.
ICT:n osuus maailman sähkönkulutuksesta on arviolta jopa kymmenen prosenttia ja ICT-alan hiilijalanjälki on jo lentoliikennettäkin suurempi. Videosisältöjen ja mobiilikäytön kasvaessa myös energiantuotanto paisuu entisestään. Salosen tutkimuksen aikana syntyi toimintamalli, jonka avulla päästöt olisi mahdollista minimoida suunnitteluvaiheessa.
- Kuluttaja ei välttämättä miellä älylaitteiden tai puhelimen käyttöä saastuttavana, sillä päästö syntyy kaukana itse laitteesta – jos vertaa vaikkapa autoon. Älypuhelimen käytössä päästöt tulevat datansiirrosta ja infrastruktuurista sen ympärillä eli datakeskuksista, verkostoista ja ylläpidosta. Silläkin on merkitystä, missä ja miten datansiirrossa käytettävä sähkö tuotetaan, valottaa Salonen.
Vuonna 2020 videosisältöjen osuus oli lähes 80 prosenttia kaikesta verkkoliikenteestä ja osuuden odotetaan vain kasvavan. Salonen kehitti opinnäytetyössään ekologisesti kestävien mobiilisovellusten suunnitteluvaiheen ohjelistauksen, jonka avulla olisi mahdollista minimoida käytöstä syntyvät päästöt niin käyttöliittymän kuin videoidenkin osalta.
Mielenkiintoista on sekin, mikä tapa siirtää dataa on kaikkein ekologisin. Tässä Salonen vertaili langattomia lähiverkkoja, mobiiliverkkoja ja kiinteitä yhteyksiä. Kodin langattoman lähiverkon eli wifi-verkon energiankulutus ei Aalto-yliopistossa ekologisesti kestävistä palvelinkeskuksista ja it-palveluista väitelleen Matti Pärssisen mukaan ole kovin suurta. Jos taas dataa siirretään pitkiä matkoja langattomasti, vie se runsaammin sähköä. Langattoman lähiverkon kantama voi olla enimmillään 100-200 metriä.
Suomalaiset käyttävät mobiilidataa eniten maailmassa. Vuonna 2018 jokainen suomalainen kulutti mobiilidataa keskimäärin 19,39 gigatavua kuukaudessa. Syy suomalaisten suureen mobiilidatansiirtoon selittynee kattavilla verkkoinfrastruktuureilla sekä käytössä olevilla rajoittamattomilla liittymillä. Mobiiliverkkojen energiankulutuksesta 80 prosenttia kuluu tutkimusten mukaan radiotaajuuksilla toimivissa osissa. Siirryttäessä mobiiliverkkojen teknologiassa vanhemmasta uudempaan, tiedonsiirtonopeuden lisäksi teknologioiden ominaissähkönkulutus eli energiatehokkuus on parantunut.
5G-standardisoinnin tavoitteeksi on asetettu 100-kertainen energiatehokkuus bittiä kohden 4G:hen verrattuna. Uusien sukupolvien verkot toteutetaan uusilla nykyiseen verrattuna korkeammilla taajuuksilla. Korkeammat taajuudet merkitsevät sitä, että tukiasemia tarvitaan tiheämmin aikaisempaan verrattuna, ja siten energiankulutus koko verkon tasolla voi kasvaa.
Suomen mobiiliverkkojen energiatehokkuus on kasvanut merkittävästi vuosien 2014-2018 aikana. Vuonna 2014 gigatavun siirtäminen mobiiliverkossa kulutti 1,6 kilowattituntia energiaa. Vuonna 2018 luku oli enää 0,3 kWh/Gt. Kuitenkin samaan aikaan on mobiiliverkossa siirretyn datan määrä lisääntynyt runsaasti. Vuonna 2014 dataa siirrettiin noin 300 miljoonaa Gt, kun vuonna 2018 määrä oli jo noin 2 000 miljoonaa Gt/a. Siirretty mobiilidata kulutti siis laskennallisesti vuonna 2014 sähköä 480 GWh ja vuonna 2018 600 GWh.
Keskimääräinen Suomen sähköntuotannon CO2-päästökerroin on 141 kg CO2/MWh. Tällä arvolla laskettuna vuoden 2018 teleoperaattoreiden kokonaissähkönkulutus synnytti noin 89,4 miljoonaa kiloa hiilidioksidia. Suunnilleen yhtä paljon päästöjä aiheuttaisi noin 41 500 yhdensuuntaista lentoa Helsingin ja New Yorkin välillä.
Nopeimmat ja toimintavarmimmat kiinteät laajakaistayhteydet toteutetaan valokuidulla, mutta ne voidaan toteuttaa myös puhelinverkon kuparijohtimilla. Vuoden 2019 lopussa kiinteän verkon laajakaistaliittymiä oli kotitalouksissa yhteensä 1,53 miljoonaa ja yrityksissä 210 000 kappaletta. Vuoden 2019 aikana kiinteä liityntäverkko kulutti sähköä, sisältäen valaistuksen, jäähdytyksen ja lämmityksen, arviolta 300 GWh ja mobiiliverkko vajaa 500 GWh. Yleisesti kiinteän verkon energiatehokkuus on mobiiliverkkoa parempi. Kansainvälisten energiatehokkuuslukujen mukaan kiinteässä verkossa kuluu sähköä 0,0043 kWh gigatavua kohti asiakkaan ja operaattorin välisessä yhteydessä ja 0,052 kWh/Gt runkoverkossa.
Salonen päätyi opinnäytetyössään siihen, että helpommin voidaan datansiirrosta aiheutuvia hiilidioksidipäästöjä vähentää vähentämällä älypuhelimen käytön aikaista datansiirtoa. Mobiilidatan kohdalla tämä tarkoittaa esimerkiksi heikompilaatuisen videon lataamista verkon yli.
Opinnäytetyöhön voi tutustua täällä.
Suuren nopeuden Ethernet-muuntajien tulee täyttää nykyaikaisille, tehokkaille verkkolaitteille asetetut vaatimukset. Niiden tehtävänä on turvata luotettava ja varma datansiirto, optimoida signaalin laatu ja tehostaa verkon yleistä suorituskykyä ja kapasiteetin hyödyntämistä.
