Przyszłość badań nad siecią 6G i efektywnością energetyczną

W kręgach akademickich i rynkowych toczy się ożywiona dyskusja na temat roli badań w kształtowaniu przyszłości technologii 6G.

Wcześniej, w marcu 2025 roku, podczas warsztatów 3GPP w Korei, opartych na badaniach i orientacji rynkowej, zaproponowano 237 rekomendacji dotyczących kształtowania i dostosowywania priorytetów dla sieci 6G. Kolejnym rezultatem tego dialogu było podkreślenie potrzeby zbudowania cyfrowej struktury, która ułatwi rozwój innowacyjnych usług w erze maszyn i sztucznej inteligencji, a także przyniesie dwa ważne rodzaje wartości: obniżenie całkowitego kosztu posiadania (TCO) i stworzenie nowych źródeł przychodów dla operatorów.

Wśród prelegentów panowała jednomyślność, że „zrównoważony rozwój stał się ostatnio modny”. To przekonanie odzwierciedla malejący priorytet nadawany zrównoważonemu rozwojowi, a kryteria nie wydają się już sztywnym wymogiem w przypadku technologii 6G.

Niezależnie od priorytetów zrównoważonego rozwoju, koszty zużycia energii elektrycznej dla operatorów pozostają zbyt wysokie. Szacuje się, że stanowią one od 20% do 40% kosztów operacyjnych operatorów. Poprawa efektywności energetycznej w celu obniżenia kosztów jest obecnie fundamentalną potrzebą operatorów, wymagającą współpracy badaczy rynkowych i akademickich w celu znalezienia rozwiązania dla technologii 6G.

Ewolucja sieci komórkowych w erze łączności maszynowej i sztucznej inteligencji

Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie efektywności energetycznej

Sieci komórkowe są projektowane z myślą o wysokiej wydajności, ale nie są zoptymalizowane pod kątem oszczędzania energii. Wczesne działania 3GPP (Projekt Partnerstwa 3. Generacji) koncentrowały się na oszczędzaniu energii i wydłużeniu żywotności baterii terminali. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na dane rosło również zużycie energii — operatorzy odkryli, że sieć dostępu radiowego pochłaniała ponad 70% całkowitego zużycia energii.

W rezultacie wprowadzono różne mechanizmy uśpienia stacji bazowej. Wzmacniacz mocy, choć nadal jest najbardziej energochłonnym elementem, poprawił swoją wydajność i czas wybudzania. Jednak te ulepszenia są niwelowane przez stale rosnące zapotrzebowanie na dane, a pobór mocy przez ten element stale rośnie w tempie 2,8% rocznie.

Prowadzone są prace badawcze zarówno akademickie, jak i rynkowe, mające na celu osiągnięcie efektywności energetycznej na wszystkich poziomach, w tym: Znaczące ograniczenie zbędnych transmisji; Projektowanie oparte na zasadzie Lean: dziedzina czasu + dziedzina przestrzeni i dziedzina częstotliwości; Algorytmy oszczędzania energii dla sieci obsługujących UE; Nowe energooszczędne interfejsy radiowe 6G.

Jednoczesna synchronizacja czasu uśpienia dla łącza downlink DL i łącza uplink UL; Automatyczne włączanie/wyłączanie nośnej w konfiguracji wielowarstwowej; Ulepszone zarządzanie zakłóceniami zapewniające lepszą efektywność widma; Nowe, energooszczędne kształty fal; Wspólna sztuczna inteligencja/uczenie maszynowe — procesor pasma podstawowego BBU przyspieszany przez GPU... Wszystko to dla efektywności energetycznej przy jednoczesnym minimalizowaniu wpływu na wskaźniki KPI.

Przełączanie sieci

Jesteśmy w trakcie transformacji od dzisiejszych sieci komórkowych, które zapewniają łączność i transmisję danych, do rozwiniętej sieci, która umożliwia maszynom i ludziom współpracę w ramach połączonej infrastruktury cyfrowej. Sieć ta zapewni rozrywkę i doświadczenia lecznicze, umożliwi ludziom pracę, zarządzanie inteligentnymi fabrykami, roboty będą wykonywać misje usuwania skutków katastrof, a drony będą precyzyjnie lokalizować i dostarczać przesyłki. Ta przekształcona sieć zaspokoi potrzeby komunikacyjne ludzi i maszyn w erze sztucznej inteligencji.

Ta transformacyjna sieć wymaga wydajności, niezawodności, bezpieczeństwa, wszechobecnej łączności i wszechobecnej inteligencji, wielokrotnie przewyższających obecne sieci. Sieć ta ma zdolność wykrywania otoczenia i dostosowywania się do potrzeb użytkowników i maszyn w sieci.

Aby sprostać tym wysokim wymaganiom, sieci 6G muszą działać wydajniej na wszystkich warstwach – od warstwy fizycznej po komponenty, operacje i aplikacje. Te kompleksowe ulepszenia wydajności doprowadzą do większej efektywności energetycznej (Tabela 1).

Kilka przykładów postępów przyczyniających się do poprawy efektywności energetycznej.

Przyszły

Jak dotąd badania i działania rynkowe, a także działania standaryzacyjne, nie doprowadziły do znaczącej redukcji zużycia energii. Stacje bazowe 5G są jednak projektowane tak, aby zużywać mniej energii, stopniowo wycofując stacje bazowe LTE. Przejście istniejących sieci na 5G pomoże poprawić efektywność energetyczną i osiągnąć korzyści wynikające z mniejszego zużycia energii.

Ponadto postęp technologiczny obejmujący różne warstwy sieci, w połączeniu z technikami oszczędzania energii na obrzeżach sieci, pomoże zmniejszyć ogólne zużycie energii.

Wczesna technologia 6G może nie stworzyć idealnej przyszłości dla efektywności energetycznej. Położy jednak podwaliny pod kompleksową efektywność energetyczną, przenosząc ją z etapu wdrożenia do etapu projektu.

Akhilesh Daniel, zastępca dyrektora ds. badań 6G, Keysight Technologies

Source: https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/tuong-lai-cua-nghien-cuu-mang-6g-va-hieu-qua-su-dung-nang-luong/20250819103810624