يمكن أن يؤدي تنفيذ حلول الذكاء الاصطناعي في شبكات 5G إلى خفض انبعاثات الطاقة بشكل كبير وتسريع التقدم نحو الأهداف البيئية والاجتماعية والحوكمة (ESG) المهمة.
غالبًا ما يُنظر إلى كفاءة استخدام الطاقة في شبكات الجيل الخامس على أنها بند لمشغلي الشبكات، لكن البيانات الجديدة تشير إلى أنها أداة للاقتصاد الكلي قادرة على إزالة ملايين الأطنان من ثاني أكسيد الكربون من البصمة الكربونية الوطنية.
وتتعارض دراسة نشرت في مجلة الموارد والحفظ وإعادة التدوير، أجرتها جامعة ساري وجامعة تسينغهوا، مع الافتراض القائل بأن الاتصال الأسرع يؤدي حتما إلى زيادة الطلب على الطاقة. ويشير البحث إلى أن التدخلات التقنية المحددة – على وجه التحديد، أوضاع النوم المعتمدة على الذكاء الاصطناعي والأجهزة الذكية – يمكن أن تفصل بين نمو البيانات والانبعاثات.
ويمثل قطاع تكنولوجيا المعلومات والاتصالات حالياً ما لا يقل عن 1.7 في المائة من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية. ومع قيام المشغلين بتكثيف الشبكات لتحقيق أهداف النطاق الترددي، فإن هذا الرقم معرض لخطر الارتفاع. ومع ذلك، وجد فريق ساري أن تحسين حافة الشبكة لا يؤدي فقط إلى خفض فاتورة الكهرباء للمشغل؛ فهو يقلل من الانبعاثات غير المباشرة عبر سلسلة التوريد، وخاصة بالنسبة لمستخدمي البيانات الثقيلة في مجال التمويل وخدمات تكنولوجيا المعلومات.
تقليل انبعاثات 5G باستخدام الذكاء الاصطناعي وأوضاع السكون والأجهزة الذكية
تأتي المكاسب الأكثر فعالية من تغيير كيفية تصرف الشبكة عندما تكون في وضع الخمول. لقد استخدم المشغلون تاريخياً أوضاع السكون الثنائية (أي تشغيل المكونات أو إيقاف تشغيلها). وتتبنى الصناعة الآن حالات أكثر تفصيلاً: النوم الجزئي، والنوم الخفيف، والنوم العميق.
تسلط الدراسة الضوء على التحكم في النوم المدعوم بالذكاء الاصطناعي كوسيلة أساسية لتقليل الانبعاثات. وباستخدام التعلم المعزز العميق، يمكن للمحطات الأساسية التنبؤ بارتفاع حركة المرور وضبط حالات الطاقة ديناميكيًا بدلاً من اتباع جدول زمني صارم.
تتطور بنية الأجهزة أيضًا. يحدد التحليل “التكبير العنقودي” داخل شبكات MIMO الضخمة الخالية من الخلايا (متعددة المدخلات والمخرجات) كإستراتيجية عالية الأداء. يسمح ذلك للهوائيات بضبط منطقة التغطية الخاصة بها بناءً على كثافة المستخدم.
عند دمجها مع البنية الخالية من الخلايا (التي تقلل من التداخل بين نقاط الوصول)، حققت تقنية تكبير/تصغير المجموعة معدلات كفاءة في استخدام الطاقة تبلغ حوالي 91 بالمائة مقارنة بالعمليات الأساسية.
تظهر الأسطح الذكية القابلة لإعادة التشكيل (RIS) أيضًا في البيانات كأداة فعالة فعالة لتقليل الانبعاثات من شبكات الجيل الخامس. تعمل هذه اللوحات الذكية على إعادة توجيه موجات الراديو بأقل قدر من الطاقة، مما يحسن انتشار الإشارة دون الحاجة إلى أجهزة إرسال نشطة إضافية.
تمتد كفاءة الشبكة إلى محطة المستخدم. يعد إجمالي استهلاك الطاقة للأجهزة المحمولة متغيرًا هائلاً وغير محسوب في كثير من الأحيان في بصمة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. ويشير البحث إلى أن بروتوكولات الإشارات المنقحة على الهواتف المحمولة يمكن أن تحقق تخفيضات كبيرة على مستوى الاقتصاد بأكمله.
تسمح تقنيات مثل الإشارة الديناميكية لمراقبة قناة التحكم للأجهزة بالتحقق من الإشارات بشكل أقل تكرارًا عندما لا تكون قيد الاستخدام النشط. بالنسبة للمؤسسات التي تدير أساطيل كبيرة من الأجهزة المحمولة أو أجهزة استشعار إنترنت الأشياء، تعمل هذه البروتوكولات على تمديد دورات حياة الأجهزة وتقليل تكرار الشحن.
معالجة رؤية سلسلة التوريد
ولقياس هذه التأثيرات، استخدم الباحثون نموذج المدخلات والمخرجات الممتد بيئيًا (EEIO). على عكس تقييمات دورة الحياة القياسية التي تنظر إلى منتج واحد، يتتبع هذا النموذج التأثيرات عبر 33 قطاعًا من اقتصاد المملكة المتحدة.
وأوضح الدكتور ليرونج ليو، الأستاذ المشارك في مركز ساري للبيئة والاستدامة، أن النموذج يكشف عن تكلفة الكربون الخفية للبيانات. وقال ليو: “إن المحطات والأجهزة الأساسية الأكثر ذكاءً لا تقلل من استخدام الكهرباء في الاتصالات فحسب، بل تقلل من الانبعاثات غير المباشرة في سلسلة التوريد بأكملها”.
“لقد سمح لنا إطار النمذجة بقياس التأثيرات التي عادة ما تكون مخفية، وخاصة الانبعاثات غير المباشرة المرتبطة باستخدام الكهرباء وسلاسل التوريد الأوسع. كما أعطانا طريقة واضحة لمقارنة ميزات 5G المختلفة جنبًا إلى جنب وتحديد المجموعات التي توفر أقوى الفوائد البيئية.”
وتظهر البيانات أن القطاعات المالية وخدمات تكنولوجيا المعلومات والبرمجة تشهد أكبر الفوائد غير المباشرة من ترقيات الشبكة هذه. ونظرًا لأن هذه الصناعات تعتمد بشكل كبير على نقل البيانات في الوقت الفعلي، فإن كثافة الكربون في شبكة 5G تصبح أحد مكونات انبعاثات النطاق 3 الخاصة بها.
الأدوات التنظيمية لتعزيز أهداف ESG
التكنولوجيا لتحقيق هذه المدخرات موجودة اليوم. وأشار البروفيسور باي شياو، من معهد ساري لأنظمة الاتصالات، إلى أن “العديد من هذه الميزات الموفرة للطاقة موجودة بالفعل على خريطة الطريق الهندسية”.
قال شياو: “ما توفره هذه الدراسة هو رؤية واضحة على مستوى النظام حول أين تكمن أكبر مكاسب الكربون – ولماذا يجب على المنظمين والمشغلين والصناعة إعطاء الأولوية لها كجزء من التحول إلى الصفر في المملكة المتحدة”.
قد يتطلب التبني تدخل السياسة. ويشير البحث إلى أن سياسة الجيل الخامس تحتاج إلى تجاوز مقاييس التغطية البسيطة. يمكن أن تشمل تراخيص الطيف المستقبلية أهدافًا تتعلق بالطاقة، مما يجبر المشغلين على إظهار كفاءة الشبكة للوصول إلى ترددات الجيل الخامس.
بالنسبة لشركات النقل بالجملة وشركات TowerCos، من المرجح أن يتدفق هذا التحول التنظيمي إلى اتفاقيات مستوى الخدمة. قد يطلب العملاء من المؤسسات، الذين يواجهون تفويضاتهم الخاصة بصافي الصفر، قريبًا من المشغلين إثبات أنهم يعملون بنشاط على خفض الانبعاثات من خدمات 5G الخاصة بهم من خلال استخدام هذه البنى منخفضة الطاقة.
أنظر أيضا: Samsung: تحويل البنية التحتية القديمة إلى شبكات جاهزة للذكاء الاصطناعي
هل تريد معرفة المزيد عن الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة من قادة الصناعة؟ اطلع على معرض الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة الذي يقام في أمستردام وكاليفورنيا ولندن. يعد هذا الحدث الشامل جزءًا من TechEx ويقام في مكان مشترك مع الأحداث التكنولوجية الرائدة الأخرى بما في ذلك معرض IoT Tech Expo وCyber Security & Cloud Expo. انقر هنا لمزيد من المعلومات.
يتم تشغيل الاتصالات بواسطة TechForge Media. استكشف الأحداث والندوات عبر الإنترنت القادمة الأخرى المتعلقة بتكنولوجيا المؤسسات هنا.
