Внедрение решений на базе искусственного интеллекта (ИИ) в сетях 5G может значительно сократить выбросы парниковых газов и ускорить достижение важнейших целей в области ESG (экологическое, социальное и корпоративное управление).
Энергоэффективность 5G часто рассматривается операторами сетей как статья расходов, однако новые данные свидетельствуют о том, что она является макроэкономическим рычагом, способным сократить углеродный след стран на миллионы тонн CO2.
Исследование, опубликованное в журнале Resources, Conservation, and Recycling и проведенное Суррейским университетом совместно с Университетом Цинхуа, опровергает предположение о том, что более высокая скорость передачи данных неизбежно ведет к росту энергопотребления. Исследование показывает, что конкретные технические решения — в частности, режимы сна с использованием ИИ и интеллектуальное аппаратное обеспечение — могут разорвать связь между ростом объемов данных и выбросами.
На сектор ИКТ в настоящее время приходится не менее 1,7% мировых выбросов парниковых газов. Поскольку операторы уплотняют сети для достижения целевых показателей пропускной способности, эта цифра рискует вырасти. Однако команда из Суррея обнаружила, что оптимизация периферии сети не только снижает счета за электроэнергию для оператора, но и сокращает косвенные выбросы по всей цепочке поставок, особенно для крупных потребителей данных в финансовом и ИТ-секторах.
Сокращение выбросов 5G с помощью ИИ, режимов сна и интеллектуального оборудования
Наибольший эффект достигается за счет изменения поведения сети в режиме ожидания. Исторически операторы использовали бинарные режимы сна (т.е. включение или выключение компонентов). В настоящее время отрасль внедряет более детализированные состояния: микросон, легкий сон и глубокий сон.
Исследование выделяет управление режимами сна на базе ИИ как основной метод сокращения выбросов. Используя глубокое обучение с подкреплением, базовые станции могут прогнозировать всплески трафика и динамически регулировать уровни энергопотребления, а не следовать жесткому расписанию.
Аппаратная архитектура также развивается. Анализ определяет «кластерное масштабирование» (cluster zooming) в сетях massive MIMO (многопользовательский, многоантенный) без ячеек как высокопроизводительную стратегию. Это позволяет антеннам регулировать зону покрытия в зависимости от плотности пользователей.
В сочетании с архитектурой без ячеек (которая снижает интерференцию между точками доступа) кластерное масштабирование обеспечило эффективность энергопотребления около 91% по сравнению с базовыми показателями.
Реконфигурируемые интеллектуальные поверхности (RIS) также фигурируют в данных как действенный инструмент повышения эффективности для снижения выбросов от сетей 5G. Эти интеллектуальные панели с минимальным энергопотреблением перенаправляют радиоволны, улучшая распространение сигнала без необходимости использования дополнительных активных передатчиков.
Эффективность сети распространяется и на пользовательские терминалы. Суммарное энергопотребление мобильных устройств является огромной и часто неучтенной переменной в углеродном следе ИКТ. Исследование предполагает, что усовершенствованные протоколы сигнализации на мобильных телефонах могут обеспечить существенное сокращение потребления в масштабах всей экономики.
Такие методы, как динамическое индицирование мониторинга управляющего канала, позволяют устройствам реже проверять наличие сигналов, когда они не используются активно. Для предприятий, управляющих большими парками мобильных устройств или IoT-датчиков, эти протоколы продлевают срок службы оборудования и сокращают частоту подзарядки.
Обеспечение прозрачности цепочки поставок
Для количественной оценки этих воздействий исследователи использовали модель с расширенными экологическими показателями (EEIO). В отличие от стандартных оценок жизненного цикла, которые рассматривают один продукт, эта модель отслеживает воздействия по 33 секторам экономики Великобритании.
Доктор Лиронг Лю, доцент Центра окружающей среды и устойчивого развития Суррейского университета, пояснила, что модель выявляет скрытую углеродную стоимость данных. «Более умные базовые станции и устройства не просто сокращают потребление электроэнергии в телекоммуникациях — они снижают косвенные выбросы по всей цепочке поставок», — сказала Лю.
«Модель позволила нам количественно оценить эффекты, которые обычно скрыты, особенно косвенные выбросы, связанные с использованием электроэнергии и более широкими цепочками поставок. Она также дала нам четкий способ сравнить различные функции 5G бок о бок и определить, какие комбинации дают наибольшие экологические преимущества».
Данные показывают, что финансовый сектор, сектор ИТ-услуг и сектор программирования получают наибольшие косвенные выгоды от модернизации сетей. Поскольку эти отрасли сильно зависят от передачи данных в режиме реального времени, углеродная интенсивность сети 5G становится компонентом их собственных выбросов Scope 3.
Регуляторные рычаги для продвижения целей ESG
Технологии для достижения этой экономии существуют уже сегодня. Профессор Пей Сяо из Института коммуникационных систем Суррейского университета отметил, что «многие из этих энергоэффективных функций уже находятся в дорожной карте инженеров».
«То, что предоставляет это исследование, — это четкое системное представление о том, где находятся самые значительные возможности для сокращения выбросов углерода, и почему регуляторы, операторы и промышленность должны уделять им первоочередное внимание в рамках перехода Великобритании к нулевым выбросам», — сказал Сяо.
Внедрение может потребовать вмешательства политики. Исследование предполагает, что политика в отношении 5G должна выходить за рамки простых показателей охвата. Будущие лицензии на спектр могут включать энергетические цели, обязывая операторов демонстрировать энергоэффективность сети для доступа к частотам 5G.
Для оптовых операторов и компаний, владеющих вышками связи (TowerCos), этот регуляторный сдвиг, вероятно, отразится в соглашениях об уровне обслуживания (SLA). Корпоративные клиенты, сталкивающиеся с собственными мандатами по достижению нулевых выбросов, могут вскоре потребовать от операторов доказать, что они активно снижают выбросы от своих услуг 5G, используя эти низкоэнергетические архитектуры.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Ryan Daws
