Zašto 4G/5G veza troši više baterije vašeg pametnog telefona?

Jeste li ikada primijetili da se baterija vašeg telefona brže prazni kada koristite mobilne podatke nego kada ste spojeni na WiFi mrežu? Postoji li korelacija između pražnjenja baterije i internetske veze putem mobilnih podataka u odnosu na WiFi?

Zašto mrežna veza troši bateriju

Prijenos podataka neophodan je kada telefon komunicira s drugim uređajima, bilo da koristi WiFi ili mobilne podatke. Ovaj prijenos uključuje dva proces stvaranja i prijenos podataka te dohvaćanje podataka. Da bi se to postiglo, koristi se antena odašiljača i prijemnika. Odašiljač se sastoji od dugačkog, tankog vodiča spojenog na napajanje izmjeničnom strujom (AC). Kako izmjenična struja teče, elektroni počinju oscilirati, uzrokujući ubrzanje i usporavanje naboja. To zauzvrat stvara elektromagnetske (EM) valove koji se šire u svim smjerovima. Podaci se prenose u obliku EM valova.

Na drugom kraju, prijemnik sadrži dugačak, tanak vodič koji apsorbira energiju elektromagnetskih valova kada udare u antenu. Ova energija uzrokuje da elektroni osciliraju na istoj frekvenciji kao i dolazni val. Elektroničke oscilacije stvaraju izmjeničnu struju u prijemnoj anteni, koja se zatim pretvara u prikladan oblik, kao što je audio, video ili tekst.

Važno je napomenuti da je za prijenos i primanje podataka potrebno napajanje, a baterija telefona osigurava tu snagu. Kako se udaljenost između antene odašiljača i prijemnika povećava, izlazna snaga na anteni prijemnika smanjuje se obrnuto na kvadrat udaljenosti od odašiljača.

To znači da će udvostručenje udaljenosti između antena smanjiti izlaznu snagu za faktor četiri. Odašiljač zahtijeva više energije za održavanje jačine signala, što rezultira većom potrošnjom baterije.

Potrošnja energije Wi-Fi-ja u odnosu na GSM

Kako bi se utvrdila razlika u potrošnji energije između GSM-a i Wi-Fi-ja, u studiji je simulirano nekoliko tipičnih slučajeva upotrebe. Ti scenariji uključuju slanje e-pošte, preuzimanje nasumičnih podataka i pregledavanje weba.
Mobilni podaci i Wi-Fi koriste se naizmjenično za obavljanje gore navedenih zadataka. Potrošnja energije mjeri se množenjem napona napajanja i struje koja se troši u tom određenom zadatku.

Pošalji e-poštu

Količina energije koja se koristi za primanje i čitanje pet e-poruka i odgovor na dvije od njih je sljedeća:

Kada se e-poruke šalju putem WiFi-ja, GSM troši nešto energije kako bi uređaj ostao povezan s mobilnom mrežom. Ova potrošnja energije je oko 90 mW. Kada se e-poruke šalju putem GSM-a, potrošnja energije WiFi ja pada gotovo na nuli.

Nasumično preuzimanje podataka
Datoteka od 15 MB preuzima se putem Wi-Fi-ja, a datoteka od 50 KB preuzima se putem GSM-a. Treba napomenuti da potrošnja energije ovisi o propusnosti (količini podataka koji se prenose u sekundi) i ne ovisi o ukupnoj veličini datoteke.

Ukupna potrošnja energije Wi-Fi-ja veća je od potrošnje energije GSM-a. Veća potrošnja energije prethodnog standarda u usporedbi s Wi-Fi-jem objašnjava se činjenicom da je za obradu preuzetih podataka pri većoj propusnosti potrebno više energije.

Jasno je da pregledavanje GSM-a troši više energije od pregledavanja putem Wi-Fi-ja. To je zato što uvijek održava pozadinsku vezu s mobilnom mrežom za primanje poziva i poruka.

Sažetak

Grafikon potrošnje energije prilikom testiranja GSM-a u odnosu na Wi-Fi

Za svaku razinu kvalitete, mobilni podaci troše više energije od Wi-Fi-ja. Što je niža razlučivost strujanja, to je veća razlika. To je zato što streaming niže kvalitete zahtijeva manje energije, ali telefon i dalje održava osnovnu mobilnu vezu za primanje tekstualnih poruka i poziva, što troši više baterije.

Grafikon predstavlja razinu energije potrošene prilikom strujanja videozapisa.

Zaključak

Jasno je da mobilni podaci troše više energije od Wi-Fi-ja u stvarnim situacijama. To je zato što se mobilna veza uvijek mora održavati za pozive i poruke. Štoviše, mobilni tornjevi često se nalaze daleko od Wi-Fi usmjerivača. U područjima sa slabom mobilnom pokrivenošću telefon prima slab signal, što dovodi do povećanih napora za održavanje mrežne povezanosti. Ovaj napor rezultira većom potrošnjom energije. Osim toga, premještanje s jednog mjesta na drugo zahtijeva da telefon prebaci veze s jednog mobilnog tornja na drugi, trošeći bateriju.

Nasuprot tome, Wi-Fi usmjerivači obično su unutar 100 metara, što je znatno bliže od udaljenosti između mobilnih tornjeva i telefona. Budući da Wi-Fi veza nije potrebna za pozive i poruke, potrošnja energije Wi-Fi-ja pada gotovo na nulu kada se ne koristi!