Budoucnost výzkumu sítí 6G a energetické účinnosti

V akademických i obchodních kruzích proběhla rozsáhlá diskuse o roli výzkumu při formování budoucnosti 6G.

Dříve workshop 3GPP, který se konal v Koreji v březnu 2025, na základě výzkumu a tržních orientací navrhl 237 doporučení k ovlivnění a úpravě priorit pro 6G. Dalším výsledkem tohoto dialogu bylo zdůraznění potřeby vybudovat digitální strukturu, která usnadní rozvoj inovativních služeb v éře strojů a umělé inteligence a zároveň přinese dva důležité typy hodnoty: snížení celkových nákladů na vlastnictví (TCO) a vytvoření nových toků příjmů pro operátory.

Mezi řečníky na akci panovala silná shoda, že „udržitelnost se v dnešní době stala módním slovem“. Tento názor odráží klesající prioritu kladenou udržitelnému rozvoji a kritéria pro 6G se již nezdají být striktním požadavkem.

Bez ohledu na to, jak je upřednostňována udržitelnost, náklady na spotřebu elektřiny pro operátory zůstávají příliš vysoké. Odhaduje se, že tyto náklady tvoří 20 % až 40 % provozních nákladů operátorů. Zlepšení energetické účinnosti za účelem snížení nákladů je nyní pro operátory zásadní potřebou, což vyžaduje spolupráci výzkumníků trhu a akademické obce při řešení problémů s technologií 6G.

Vývoj mobilních sítí ve věku strojové konektivity a umělé inteligence

Nedávný pokrok v oblasti energetické účinnosti

Mobilní sítě jsou navrženy pro vysoký výkon, ale nejsou ve skutečnosti optimalizovány pro úsporu energie. Rané snahy projektu 3GPP (3rd Generation Partnership Project) se zaměřovaly na úspory energie a prodloužení životnosti baterií terminálů. S rostoucí poptávkou po datech rostla i spotřeba energie – a operátoři zjistili, že rádiová přístupová síť spotřebovává více než 70 procent celkové spotřeby energie.

V důsledku toho byly zavedeny různé mechanismy pro „spánkový“ stav základnové stanice. Výkonový zesilovač, ačkoli je stále energeticky nejnáročnější součástí, se zlepšil ve výkonu a době probuzení. Tato vylepšení jsou však vyvážena neustále rostoucí poptávkou po datech, zatímco spotřeba energie této součásti se i nadále zvyšuje tempem 2,8 % ročně.

Probíhají výzkumné aktivity, akademické i tržní, zaměřené na řešení energetické účinnosti na všech úrovních, včetně: významného snížení zbytečných přenosů; štíhlého návrhu: časová doména + prostorová doména a frekvenční doména; energeticky úsporných algoritmů pro sítě s podporou UE; nových energeticky úsporných vzdušných rozhraní 6G.

Současná synchronizace času spánku pro downlink DL a uplink UL; Automatické zapínání/vypínání nosné ve vícevrstvé konfiguraci; Vylepšená správa rušení pro vyšší spektrální účinnost; Nové energeticky úsporné průběhy; Společný procesor základního pásma BBU s AI/ML a akcelerací GPU... Vše pro energetickou účinnost a minimalizaci dopadu na klíčové ukazatele výkonnosti (KPI).

Přepínání sítě

Nacházíme se uprostřed přechodu od dnešních mobilních sítí, které poskytují konektivitu a přenos dat, k rozvinuté síti, která umožňuje strojům a lidem spolupracovat na propojené digitální infrastruktuře. Tato síť bude poskytovat zábavu a léčebné zážitky, umožní lidem pracovat, provozovat chytré továrny, robotům provádět mise obnovy po havárii a drony přesně lokalizovat a doručovat balíky. Tato transformovaná síť uspokojí komunikační potřeby lidí a strojů v éře umělé inteligence.

Tato transformační síť vyžaduje výkon, spolehlivost, zabezpečení, všudypřítomnou konektivitu a všudypřítomnou inteligenci, které jsou mnohonásobně vyšší než u současných sítí. Tato síť má schopnost vnímat své prostředí a přizpůsobovat se potřebám uživatelů a strojů v síti.

Aby sítě 6G splnily tyto vysoké nároky, musí fungovat efektivněji napříč všemi vrstvami – od fyzické vrstvy až po komponenty, operace a aplikace. Tato komplexní vylepšení výkonu povedou k větší energetické účinnosti (tabulka 1).

Některé příklady pokroků, které přispívají ke zlepšení energetické účinnosti.

Budoucnost

Dosavadní výzkumné a marketingové úsilí, stejně jako standardizační aktivity, významně nesnížily spotřebu energie. Základnové stanice 5G jsou však navrženy tak, aby spotřebovávaly méně energie, a proto se základnové stanice LTE postupně vyřazují. Přechod stávajících sítí na 5G pomůže zlepšit energetickou účinnost a realizovat výhody snížené spotřeby energie.

Technologický pokrok napříč síťovými vrstvami spolu s technikami úspory energie na okraji sítě navíc pomůže snížit celkovou spotřebu energie.

Technologie 6G v raných fázích vývoje sice nemusí vytvořit ideální budoucnost pro energetickou účinnost. Položí však základy pro komplexní energetickou účinnost a posune ji z pozice problému po nasazení do fáze návrhu.

Komentář (0)