مستقبل أبحاث شبكات الجيل السادس وكفاءة الطاقة

DNVN - في قمة 6G الأخيرة في حدث Network X في دالاس، تكساس (الولايات المتحدة الأمريكية)، قدم المشاركون بعض نتائج تحديد عناصر العمل ذات الأولوية، والتعريف الأولي لمنظمة معايير 3GPP لـ 6G، ونظام 6G البيئي.

كان هناك الكثير من النقاش في الأوساط الأكاديمية والسوقية حول دور البحث في تشكيل مستقبل 6G.

في السابق، اقترحت ورشة عمل 3GPP، التي عُقدت في كوريا في مارس 2025، بناءً على الأبحاث وتوجهات السوق، 237 توصية للتأثير على أولويات الجيل السادس وتعديلها. ومن نتائج هذا الحوار التأكيد على ضرورة بناء بنية رقمية تُسهّل تطوير خدمات مبتكرة في عصر الآلات والذكاء الاصطناعي، بالإضافة إلى تحقيق نوعين مهمين من القيمة: خفض التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) وخلق مصادر دخل جديدة للمشغلين.

اتفق المتحدثون في الفعالية بالإجماع على أن "الاستدامة أصبحت مصطلحًا ضعيفًا هذه الأيام". يعكس هذا الشعور تراجع الأولوية الممنوحة للتنمية المستدامة، ويبدو أن معاييرها لم تعد شرطًا صارمًا لتقنية الجيل السادس.

بغض النظر عن مدى انخفاض أولوية الاستدامة، لا تزال تكلفة استهلاك الكهرباء للمشغلين مرتفعة للغاية. وتشير التقديرات إلى أن هذه التكلفة تمثل ما بين 20% و40% من تكاليف التشغيل للمشغلين. ويُعدّ تحسين كفاءة الطاقة لخفض التكاليف الآن حاجة أساسية للمشغلين، مما يتطلب من باحثي السوق والأوساط الأكاديمية التعاون لإيجاد حلول لتقنية الجيل السادس.

تطور شبكات الهاتف المحمول الخلوية في عصر الاتصال الآلي والذكاء الاصطناعي

التطورات الحديثة في كفاءة الطاقة

صُممت شبكات الهاتف المحمول لتحقيق أداء عالٍ، لكنها ليست مُحسّنة فعليًا لتوفير الطاقة. ركّزت الجهود الأولى لمشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) على توفير الطاقة وإطالة عمر بطاريات الأجهزة الطرفية. ومع ازدياد الطلب على البيانات، ازداد استهلاك الطاقة، ووجد المُشغّلون أن شبكة الوصول اللاسلكي تُمثّل أكثر من 70% من إجمالي استهلاك الطاقة.

نتيجةً لذلك، طُوّرت آليات مختلفة لحالة "سكون" المحطة الأساسية. ورغم أن مُضخّم الطاقة لا يزال المستهلك الأكبر للطاقة، إلا أنه تحسّن في الأداء ووقت الاستيقاظ. إلا أن هذه التحسينات تُقابلها زيادة مُستمرة في الطلب على البيانات، في حين يستمر استهلاك الطاقة للمكوّن في الارتفاع بمعدل 2.8% سنويًا.

يتم تنفيذ أنشطة بحثية أكاديمية وسوقية لمعالجة كفاءة الطاقة على جميع المستويات، بما في ذلك: تقليل كبير في عمليات النقل غير الضرورية؛ تصميم مبسط: مجال الوقت + مجال المكان ومجال التردد؛ خوارزميات توفير الطاقة للشبكات التي تدعمها أجهزة المستخدم؛ واجهات هوائية جديدة موفرة للطاقة بتقنية 6G.

مزامنة وقت النوم المتزامنة لرابط التنزيل DL ورابط الرفع UL؛ تشغيل/إيقاف الناقل تلقائيًا في تكوين متعدد الطبقات؛ تحسين إدارة التداخل لتحسين كفاءة الطيف؛ أشكال موجية جديدة موفرة للطاقة؛ معالج النطاق الأساسي BBU المعجل بواسطة وحدة معالجة الرسومات (GPU) - AI/ML المشترك... كل ذلك من أجل كفاءة الطاقة مع تقليل التأثير على مؤشرات الأداء الرئيسية.

شبكة التبديل

نحن في خضمّ تحوّل من شبكات الهاتف المحمول الحالية، التي تُوفّر الاتصال والبيانات، إلى شبكة متطوّرة تُمكّن الآلات والبشر من التعاون عبر بنية تحتية رقمية مترابطة. ستُوفّر هذه الشبكة تجارب ترفيهية وعلاجية، وتُمكّن الناس من العمل، وتُشغّل مصانع ذكية، وتُوظّف الروبوتات للمساعدة في التعافي من الكوارث، وتُمكّن الطائرات بدون طيار من تحديد مواقع الطرود وتسليمها بدقة. ستُلبّي هذه الشبكة المُتطوّرة احتياجات التواصل بين البشر والآلات في عصر الذكاء الاصطناعي.

تتطلب هذه الشبكة التحويلية أداءً وموثوقية وأمانًا واتصالًا شاملًا وذكاءً شاملًا يفوق بكثير ما توفره الشبكات الحالية. تتمتع هذه الشبكة بالقدرة على استشعار البيئة والتكيف مع احتياجات المستخدمين والأجهزة على الشبكة.

لتلبية هذه المتطلبات العالية، يجب أن تكون شبكات الجيل السادس أكثر كفاءةً في جميع الطبقات، من الطبقة المادية إلى المكونات والعمليات والتطبيقات. ستؤدي هذه التحسينات الشاملة في الأداء إلى كفاءة أعلى في استهلاك الطاقة (الجدول 1).

بعض الأمثلة على التطورات التي تساهم في تحسين كفاءة الطاقة.

مستقبل

حتى الآن، لم تُسفر جهود البحث والتسويق وجهود التقييس عن انخفاض ملحوظ في استهلاك الطاقة. ومع ذلك، صُممت محطات الجيل الخامس الأساسية لاستهلاك طاقة أقل، ويجري التخلص تدريجيًا من محطات LTE الأساسية. سيساعد انتقال الشبكات الحالية إلى الجيل الخامس على تحسين كفاءة الطاقة وتحقيق فوائد خفض استهلاك الطاقة.

وعلاوة على ذلك، فإن التقدم التكنولوجي عبر طبقات الشبكة، إلى جانب تقنيات توفير الطاقة على حافة الشبكة، من شأنه أن يساعد في تقليل استهلاك الطاقة الإجمالي.

قد لا تُشكّل تقنية الجيل السادس (6G) في مراحلها المبكرة مستقبلًا مثاليًا لكفاءة الطاقة، لكنها ستُرسي الأساس لكفاءة طاقة شاملة، مُحوّلةً كفاءة الطاقة من مسألة ما بعد النشر إلى حالة تصميمية.

أخيليش دانييل، المدير المساعد لأبحاث الجيل السادس، شركة Keysight Technologies

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