افزایش تعداد مشترکین متصل که یکی از اهداف اینترنت اشیاء به حساب می‌آید نیازمند حفاظت و مراقبت بیشتری به حفظ این ارتباط از طریق باتری پشتیبان دارد، از این رو باید به دنبال راهکاری بود که در شرایط قطعی برق یا هرگونه اختلال در تامین انرژی روترها امکان تامین برق برقرار شود.
خدمات جدید که نسل پنجم ارتباطی و در نتیجه اینترنت اشیاء نوید داده‌اند، شامل پیشرفت‌ها و نوآوری‌های قابل توجهی در تنوع زیادی از صنایع از پزشکی راه دور گرفته تا خودروهای خودران را می‌دهد. این خدمات تقاضاهای بی‌سابقه‌ای را در مراکز داده‌ها ایجاد می‌کنند و در نتیجه، تقاضاهای بیشتری را برای باتری پشتیبان مراکز داده‌ها ایجاد می‌کنند.
طبق گزارش گروه تجارت صنعت بی سیم GSMA، انتظار می‌رود سریع‌ترین شبکه‌های نسل پنجم حداقل 10 برابر سریع‌تر از نسل چهارم یا LTE باشند. این پهنای باند بالاتر نه تنها سرعت دانلود و آپلود سریع‌تر برنامه‌ها و داده‌ها را نوید می‌دهد، بلکه تعداد دستگاه‌هایی را که می‌توانند به یک سایت بی‌سیم متصل شوند، افزایش می‌دهد و قابلیت‌های برنامه‌های IoT را افزایش می‌دهد که از تعداد زیادی سنسور در خانه‌ها، شهرها و صنعت استفاده می‌کنند.
سرعت نسل پنجم همچنین تأخیر سیگنال بین مراکز داده و نقاط پایانی (دستگاه‌های کاربر و گره‌های اینترنت اشیا) را کاهش می‌دهد که کاربردهای بی‌درنگ قوی‌تری مانند وسایل نقلیه خودران و جراحی از راه دور را ممکن می‌سازد. به عنوان بستری حقیقی برای اجرای اینترنت اشیاء، نسل پنجم سطوح جدیدی از ارتباطات ماشین به ماشین را برای بسیاری از موارد استفاده محاسباتی باز می‌کند که باعث افزایش سرسام‌آور تقاضا می‌شود.
اینترنت اشیاء انقلابی بر ساختار جریان مستقیم
ترکیب توان عملیاتی بالا و تأخیر کم نیازمند دستگاه‌های ذخیره‌سازی و پردازش داده‌های بیشتری در بستر نسل پنجم نیاز دارد تا به کاربران نهایی و گره‌های اینترنت اشیا نزدیک‌تر باشد و گسترش مراکز داده را در لبه شبکه تسریع کند. طبق گفته گارتنر، رایانش در نقاط لبه‌ای (پردازش خارج از یک مرکز داده متمرکز سنتی یا ابر) تا سال2025 تا 75 درصد از داده‌های تولید شده توسط شرکت‌ها را به خود اختصاص داده است؛ این رقم در سال 2018 فقط 10 درصد بود.
از آنجایی که مراکز داده محاسبات لبه‌ای نقش اصلی را در برنامه‌های کاربردی مبتنی بر نسل پنجم برعهده می‌گیرند، برای محافظت از حفظ فعالیت و اطمینان از برقرار بودن اتصال و ماموریت و زمان پاسخگویی آنها، نیازمند تحول در سیستم‌های UPS قوی هستیم. اپراتورهای مراکز داده در این نقاط باید راه‌حل‌های پشتیبانی جریان به وسیله باتری پشتیبان را با توجه به این معیارها بررسی کنند:
اندازه و وزن کوچکتر برای انطباق با طیف گسترده‌ای از محیط‌هایی که قرار است به عنوان مرکز داده لبه‌ای استفاده شوند، از اتاق سرور گرفته تا جعبه و کمدها
عملیات ایمن برای اطمینان از اینکه مراکز داده لبه‌ای هیچ تهدیدی برای تأسیسات و افرادی که در اطراف آنها کار می‌کنند ایجاد نمی‌کند.
قابلیت اطمینان بالا و نیاز به نگهداری آسان‌تر برای اطمینان از ادامه کار بدون توجه به مکانی که این مراکز داده در آن قرار دارند.
حفاظت از محیطزیست و تبعیت از الگوهای توسعه پایدار؛ از آنجایی که افزایش تعداد مراکز داده با افزایش استقرار باتری‌های UPS می‌شود، استفاده از باتری‌های سبز ضروری می شوند.
افزایش چگالی باتری‌ها و به حداقل رساندن ابعاد و وزن
برای چندین دهه منتهی به نسل پنجم، صنایع برای تامین پشتیبان مرکز داده به باتری پشتیبان سرب-اسید متکی بوده است. این فناوری آشنا زمانی که مراکز داده دارای محیط های متمرکز و کنترل شده‌ای که نیازمند برق پشتیبان کوچکتر بودند، کافی بود. باتری‌های سرب اسید به عنوان یک فناوری بسیار بالغ، هزینه اولیه نسبتا پایینی دارند و نیازهای تعمیر و نگهداری در این فناوری پیش‌پا افتاده شده است.
اما تقاضاهای روزافزون امروزی برای قدرت بیشتر و کاهش اثرات زیست‌محیطی، فناوری‌های جدیدتری همچون لیتیوم یون و نیکل روی (NiZn) بازار را رقابتی‌تر کردند. این فناوری‌های جدید تاثیرکمتر روی محیطزیست و عمر طولانی‌تری نسبت به باتری پشتیبان سرب اسید دارند که از مزایای کلیدی برای مراکز داده لبه‌ای نسل پنجم به حساب می‌آیند.
اهمیت ایمنی و تاثیر آن روی هزینه و ابعاد
از آنجایی که مراکز داده لبه‌ای هر روز گسترده خواهند شد و اغلب در تأسیسات نزدیک به کارکنان و عموم مردم قرار می‌گیرند، ایمنی یکی دیگر از مسائلی هست که باعث پیش‌برد اهداف می‌شود. برای مقایسه ایمنی فناوری‌های مورد استفاده در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، مهندسان می‌توانند به موارد الزامی در استاندارد NFPA 855 مراجعه کنند؛ استاندارد برای نصب سیستم‌های ذخیره انرژی ثابت (ESS) که تأسیسات ذخیره‌سازی انرژی مانند سیستم‌های UPS را شامل می‌شود.
عملکرد قابل اطمینان باتری پشتیبان
وقتی صحبت از قابلیت اطمینان می‌شود، هر سه فناوری محدوده عملیاتی و طول عمر محصول را مشخص کرده‌اند. در حالی که آنها در نگاه اول گران‌تر هستند، اما هر دو سیستم باتری پشتیبان لیتیوم یون و NiZn دو تا سه برابر عمر مفید باتری‌های سرب اسیدی دارند.
این نه تنها قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهد، بلکه هزینه‌های عملیاتی مربوط به یک یا دو چرخه تعویض باتری پشتیبان را نیز به حداقل می‌رساند. یکی دیگر از پارامترهای کلیدی قابلیت اطمینان، عملکرد رشته باتری پشتیبان است.
هنگامی که یک سلول باتری پشتیبان سرب اسید یا لیتیوم یون از کار می افتد، یک امپدانس بالا یا یک مدار باز ایجاد می کند که عملکرد رشته را متوقف می کند. از طرف دیگر، یک سلول NiZn ضعیف یا ضعیف شده، رسانا باقی می ماند و به رشته اجازه می دهد به کار خود ادامه دهد.
علاوه بر این، رشته‌های باتری NiZn عدم تعادل رشته‌ها را بهتر تحمل می‌کنند و توان خروجی را در حالت شارژ و سلامت بسیار پایین‌تر نسبت به سایر فناوری‌ها حفظ می‌کنند. در نهایت می‌توان گفت که باتری پشتیبان NiZn دارای محدوده دمای عملیاتی بیشتر از سرب-اسیدها هستند، موضوعی که قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهد و در عین حال نیاز به خنک کننده تاسیسات را کاهش می‌دهد.
توسعه پایدار و بازیافت
الگوهای توسعه پایدار دیگر اختیاری نیست، بلکه به یک اولویت آشکار برای اپراتورهای مرکز داده تبدیل شده است. صنایع در روند بازیافت باتری‌های سرب-اسید فعالیت خوبی در ارتقای نرخ بالای بازیافت برای این نوع از باتری‌ها انجام داده است. اما تجارت بازیافت این باتری‌ها برای محیط زیست یا افرادی که در این مراکز کار می‌کنند خوب نیست. باتری‌های سرب اسید حاوی مقادیر قابل توجهی سرب و سایر مواد خطرناک هستند که باعث می‌شود فرآیند بازیافت بسیار آلوده و خطرناک باشند. در واقع سازمان‌های زیست‌محیطی بازیافت باتری‌های سرب-اسید استفاده شده را به‌عنوان مشکل شماره یک در آلودگی جهان شناسایی کرده‌اند.
نقشه حیاتی باتری پشتیبان در دنیای 5G
همانطور که خدمات نسل پنج و اینترنت اشیاء در سراسر جهان گسترش می‌یابد، مردم و کسب و کارها یاد خواهند گرفت که از برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا و کم تاخیر در آینده لذت ببرند و به آنها وابسته باشند. برای سرویس‌های مبتنی بر اینترنت اشیا و پخش جریان تصاویر سرگرمی‌ها در تلفن همراه، مراکز داده لبه‌ای باید همیشه در دسترس باشند تا جریان‌های عظیم داده از مجموعه‌ای از دستگاه‌هایی که کاربر نهایی و اینترنت اشیا ارسال می‌کنند را پردازش کنند.
انتخاب فناوری مناسب برای باتری پشتیبان می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر اندازه، ایمنی، قابلیت اطمینان و پایداری مراکز داده لبه‌ای داشته باشد که باعث می‌شود بستر نسل پنجم ارتباطی نقش سازنده‌ای در دنیای ما ایفا کند.
