Tương lai của nghiên cứu mạng 6G và hiệu quả sử dụng năng lượng

3 giờ trướcBài gốc

Giới nghiên cứu học thuật và thị trường từng trao đổi rất nhiều về vai trò của nghiên cứu trong việc định hình tương lai của 6G.

Trước đó, hội thảo 3GPP tổ chức tại Hàn Quốc vào tháng 3/2025, căn cứ trên các định hướng nghiên cứu và thị trường, đã đề xuất 237 khuyến nghị nhằm tác động và điều chỉnh các ưu tiên cho 6G. Một kết quả khác của quá trình đối thoại này là nhấn mạnh nhu cầu xây dựng một kết cấu nền tảng số (digital fabric) tạo điều kiện phát triển các dịch vụ đổi mới sáng tạo trong kỷ nguyên máy móc và AI, cũng như mang lại hai loại giá trị quan trọng là giảm tổng chi phí sở hữu (TCO) và tạo luồng doanh thu mới cho nhà khai thác.

Các diễn giả tại sự kiện đã đồng thuận cao khi cho rằng, ngày nay "Tính bền vững bị trở thành một từ bị xem nhẹ." Tâm lý này cho thấy mức độ sụt giảm ưu tiên đối với phát triển bền vững và tiêu chí dường như không còn là một yêu cầu cứng nhắc đối với 6G.

Bất kể mức độ ưu tiên của tính bền vững giảm sút đến đâu, chi phí tiêu thụ điện năng đối với các nhà khai thác vẫn còn quá cao. Chi phí này được ước tính chiếm khoảng 20% đến 40% chi phí vận hành của các nhà khai thác. Cải thiện hiệu quả năng lượng để giảm chi phí hiện là nhu cầu cơ bản của các nhà khai thác, đòi hỏi các nhà nghiên cứu trong thị trường và giới học thuật hợp tác để giải quyết cho công nghệ 6G.

Sự phát triển của mạng di động tế bào trong kỷ nguyên kết nối máy móc và AI

Những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực hiệu quả năng lượng

Các mạng di động được thiết kế nhằm đạt hiệu năng cao, nhưng chưa thực sự được tối ưu để bảo tồn năng lượng. Các nỗ lực ban đầu của 3GPP (Dự án đối tác thế hệ thứ 3) tập trung vào tiết kiệm năng lượng và kéo dài thời gian hoạt động pin của thiết bị đầu cuối. Khi nhu cầu về dữ liệu tăng, mức tiêu thụ điện năng cũng tăng theo — và các nhà mạng nhận thấy rằng mạng truy cập vô tuyến tiêu thụ tới hơn 70% tổng mức tiêu thụ điện năng.

Vì thế, đã có các cơ chế khác nhau về trạng thái “ngủ” của trạm gốc. Bộ khuếch đại công suất, dù vẫn là linh kiện tiêu thụ điện nhiều nhất, đã được cải thiện về hiệu suất cũng như thời gian thức. Tuy nhiên, những cải thiện này bị bù trừ bởi nhu cầu dữ liệu không ngừng gia tăng, đồng thời mức tiêu thụ điện của linh kiện vẫn tiếp tục tăng ở mức 2,8% mỗi năm.

Các hoạt động nghiên cứu cả học thuật và thị trường đang được triển khai để giải quyết vấn đề hiệu quả năng lượng ở mọi cấp, bao gồm: Giảm đáng kể truyền dẫn không cần thiết; Thiết kế tinh gọn: miền thời gian + miền không gian và miền tần số; Các thuật toán tiết kiệm năng lượng cho mạng được thiết bị người dùng UE hỗ trợ; Giao diện không gian 6G mới tiết kiệm năng lượng.

Đồng thời, đồng bộ hóa thời gian ngủ cho đường xuống DL và đường lên UL; Tự động bật tắt sóng mang trong cấu hình nhiều lớp; Cải thiện quản lý xuyên nhiễu để nâng cao hiệu suất phổ; Các dạng sóng mới tiết kiệm năng lượng; AI/ML phổ biến - bộ xử lý băng gốc BBU tích hợp GPU tăng tốc... Tất cả đều nhằm đạt hiệu quả năng lượng mà vẫn giảm thiểu tác động đến các chỉ số KPI.

Mạng chuyển đổi

Chúng ta đang trong quá trình chuyển đổi từ mạng di động hiện tại, vốn chuyên cung cấp kết nối và truyền dữ liệu, sang mạng được tiến hóa, giúp máy móc và con người cộng tác trên một kết cấu nền tảng số được kết nối. Mạng lưới này sẽ mang đến những trải nghiệm giải trí và chữa lành, tạo điều kiện cho con người làm việc, nhà máy thông minh vận hành, đội ngũ robot thực hiện các nhiệm vụ khắc phục thảm họa và phương tiện bay không người lái định vị và giao hàng chính xác. Mạng chuyển đổi này sẽ đáp ứng nhu cầu giao tiếp của con người và máy móc trong kỷ nguyên AI.

Mạng chuyển đổi này cần hiệu năng, độ tin cậy, bảo mật, kết nối phổ quát và trí tuệ phổ biến cao hơn nhiều lần mạng hiện tại. Mạng này có khả năng cảm nhận môi trường và thích ứng theo nhu cầu của người dùng và máy móc trên mạng.

Để đạt được những yêu cầu cao này, mạng 6G cần hoạt động hiệu quả hơn trên tất cả các lớp — từ lớp vật lý đến các cấu phần, vận hành và ứng dụng. Những cải tiến hiệu suất toàn diện này sẽ giúp nâng cao hiệu suất năng lượng cao hơn (Bảng 1).

Một số ví dụ về những tiến bộ góp phần cải thiện hiệu suất năng lượng.

Tương lai

Cho tới nay, các nỗ lực của giới nghiên cứu và trên thị trường, cũng như các hoạt động tiêu chuẩn hóa chưa thực sự giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng. Tuy nhiên, trạm gốc 5G đã được thiết kế để tiêu thụ điện năng ít hơn, đồng thời dần loại bỏ các trạm gốc LTE. Quá trình chuyển dịch các mạng lưới hiện có hoàn toàn sang 5G sẽ giúp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng và hiện thực hóa các lợi ích của việc giảm tiêu thụ điện năng.

Ngoài ra, các tiến bộ công nghệ trên các lớp mạng, cùng với các kỹ thuật tiết kiệm năng lượng tại vùng biên mạng, sẽ giúp giảm mức tiêu thụ điện năng tổng thể.

Công nghệ 6G sơ khởi có thể chưa tạo ra được tương lai lý tưởng cho tiết kiệm năng lượng. Nhưng công nghệ này sẽ đặt nền móng cho hiệu suất năng lượng toàn diện, biến hiệu suất năng lượng từ vấn đề hậu triển khai trở thành điều kiện thiết kế.

Akhilesh Daniel, Giám đốc cộng tác nghiên cứu 6G, Keysight Technologies

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