صهيب صبابحهمقدمة
تتوسع البنية التحتية الرقمية عالمياً بشكل غير مسبوق؛ من مراكز البيانات، والخدمات السحابية، وأحمال الذكاء الاصطناعي، إلى شبكات الاتصال التي تربط كل هذه المنظومة. تشير تقارير الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) إلى أن نمو الذكاء الاصطناعي والبنية التحتية للبيانات يرفع الطلب على الكهرباء بمعدلات قياسية، حيث ارتفع استهلاك مراكز البيانات وحدها بنسبة 12% سنوياً في الفترة الممتدة بين 2017 و2023. بالنسبة لمشغلي الاتصالات، أصبح استهلاك الكهرباء محركاً مالياً وبيئياً يضع كفاءة الطاقة كركيزة أساسية في استراتيجيات “الحياد الصفري” (Net-Zero).
تستمر شبكات المحمول في التوسع لتلبية الطلب المتزايد على الربط المباشر، التطبيقات السحابية، والحلول القائمة على الذكاء الاصطناعي. هذا التوسع يرفع بالضرورة من استهلاك الطاقة—وتحديداً في شبكة الوصول الراديوي (RAN)، والتي تُعد الرئة الاستهلاكية الأولى في شبكات الاتصالات. إذا كانت مراكز البيانات تمثل “عقل” المنظومة الرقمية، فإن شبكة الـ RAN تمثل “الجهاز العصبي” الممتد على الرقعة الجغرافية، وهي المحرك الأكبر لاستنزاف الطاقة.
التأثير المالي والبيئي لشبكات النفاذ للهاتف المتحرك RAN.
تؤكد الدراسات أن مواقع الـ RAN تستحوذ وحدها على 70% إلى 80% من إجمالي استهلاك الطاقة في شبكات الهاتف المتحرك بينما تذهب النسبة المتبقة لمراكز التحكم و مكاتب الشركة ، مما يجعلها الهدف الاستراتيجي الأول لأي برنامج يرمي إلى تحسين الكفاءة التشغيلية. إذا استطاع المشغلون جعل الـ RAN أكثر مرونة وتجاوباً مع الأحمال الحقيقية (Load-Proportional)—بحيث ينخفض الاستهلاك الذاتي خارج وقت الذروة مع الحفاظ الكامل على جودة الخدمة —فإننا سنحقق وفورات مالية وانبعاثات كربونية منخفضة بشكل ملموس.
لتصور الأثر بالأرقام:
في شبكة متوسطة تضم تقديراً حوالي 10,000 موقع تقوية للهاتف المتحرك . يصل متوسط حمولة الموقع الواحد إلى 6 كيوواط (kW) (يشمل تقنيات 3G/4G/5G بالإضافة إلى أجهزة التراسل الميكروويف و اجهزة التراسل السلكية ).
الاستهلاك اليومي: يعادل 144 كيلوواط/ساعة للموقع الواحد يومياً.
الاستهلاك السنوي الإجمالي: يصل إلى 525.6 مليون كيلوواط/ساعة سنوياً للمواقع كافة.
ماذا يعتي ذلك من ناخية التكلفة والانبعاثات ؟
في المملكة العربية السعودية: بتكلفة تعادل 115.6 مليون ريال سعودي سنوياً (بمعدل تعرفة 0.22 ريال/كيلوواط ساعة).
في السوق الأوروبية: بتعرفة تصل لـ 0.3 يورو/كيلوواط ساعة، ترتفع التكلفة لنفس حجم الشبكة إلى 657 مليون ريال سعودي (باعتماد سعر صرف 1 يورو = 4.15 ريال).
الأثر البيئي: ينتج عن هذا الاستهلاك ما يقارب 229,000 طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (tCO₂) سنوياً (بمعدل كثافة كربونية 0.395 كجم/كيلوواط ساعة).
>> الحل عبر الذكاء الاصطناعي
التحدي الأكبر يكمن في شرط “الجاهزية الدائمة” (Always Available)؛ التغطية، إمكانية الوصول، وتجربة المشترك أمور غير قابلة للمساومة، وحركة البيانات قد ترتفع بشكل غير متوقع في أي لحظة. آليات توفير الطاقة التقليدية كانت إما محافظة أكثر من اللازم (فلا توفر الكثير)، أو عالية المخاطر (قد تسبب فجوات تغطية).
هنا يبرز دور الذكاء الاصطناعي (AI/ML)؛ حيث يقوم بالتنبؤ بحركة البيانات ، وتحديد فترات الذروة و فترات السبات الآمنة و يطبق نظرية ( صفر كيلوبايت <> صفر كيلو واط ) حيث تضع اجهزة الجيل الخامس في سبات خارج وقت الذروة .
>> التجارب العالمية والممارسات القياسية (0-Bit, 0-Watt)
في إطار البحث عن أفضل الممارسات الميدانية العالمية لتطبيق إدارة الطاقة الذكية في الـ RAN، نجد العديد من التجارب التي أثبتت نجاح الذكاء الاصطناعي من المرحلة النظرية إلى التطبيق الميداني المباشر:
1. إريكسون وفودافون بريطانيا (Deep Sleep)
حققت فودافون بريطانيا بالتعاون مع إريكسون خفضاً في الاستهلاك اليومي لوحدات الراديو لشبكات 5G وصل إلى 33% في مواقع تجريبية بمدينة لندن. تم ذلك عبر توظيف خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتفعيل أفكار مثل 5G Deep Sleep، و4G Cell Sleep Mode Orchestration، بالإضافة إلى استخدام الخرائط الحرارية لكفاءة الطاقة (Radio Power Efficiency Heatmap). هذه التقنيات أدارت استهلاك الطاقة ديناميكياً بناءً على بيانات البيانات الحية دون التأثير على تجربة المستخدم.
2. china Mobile و هواوي (“0 Bit, 0 Watt”)
حصد حل “0 Bit, 0 Watt” المقدم من هواوي جائزة GSMA GLOMO لأفضل اختراق تقني في الموبايل خلال مؤتمر MWC Barcelona 2024. في أوقات خمول البيانات، حقق الحل نسبة إغلاق تصل إلى 99%، حيث تستهلك المعدات الراديوية أقل من 10 واط فقط أثناء وقت السبات، مع قدرة على الاستيقاظ التلقائي خلال ثوانٍ معدودة. وتؤكد البيانات الميدانية نشر هذا الحل في أكثر من 30 شبكة حول العالم بوفورات طاقة يومية تراوحت بين 9% و38% حسب طبيعة الموقع والترافيك.
ماذا سيحدث في المستقبل :
تتوسع منظمة 3GPP في دعم آليات كفاءة الطاقة عبر إصداراتها المتتابعة (Release 18 وما بعده)، لتشمل وضع خمول الخلايا والتحكم عبر أنظمة التشغيل والصيانة (OAM).
خلال السنوات القادمة يتوقع انه يتطور مفهوم السبات او الطاقة بقدر الاحتياج إلى درجات عاليه خاصة مع الشبكات الذكية التي ستظهر مع قدوم شبكات الجيل السادس. حيث أن كافة الأجهزة و الهوايات على الأطراف ستحتوي على معالجات دقيقه يمكنها من عمل السبات تلقائيا من غير وجود برامج مخصصة في مراكز التحكم. هذا يضمن سبات و اعادة تشغيل اسرع اضافة لمعلومات أدق.
إن التحول نحو شبكات AI-RAN ومفهوم “0-Bit, 0-Watt” لم تعد مبادرة بيئية معزولة، بل هو ضرورة هندسية واقتصادية تضمن استدامة أعمال مشغلي الاتصالات.
النجاح في المستقبل لا يقاس فقط بعدد المحطات أو بسعة النطاق الترددي الذي نوفرّه، بل بمدى ذكاء وحس كفاءة البنية التحتية في إدارة مواردها، لتكون شبكة قوية عند الحاجة، واقتصادية صديقة للبيئة عند الخمول.
اخيرا، أنا صهيب صبابحه، احمل درجة البكالوريوس في الهندسة الكهربائية و درجة الدبلوم العالي في هندسة الاتصالات. مهتم بالاتصالات اللاسلكية و تطبيقات الذكاء الصناعي فيها.
محب للغة العربية و شغوف باثراء المكتبة العربية في مجالات الهندسة و التقنية. سعيد بمتابعتكم
المراجع :
– Vodafone UK & Ericsson AI trial press release: https://www.vodafone.co.uk/newscentre/press-release/ericsson-trial-ai-for-improved-5g-energy-efficiency/
– GSMA case study (Ericsson & Vodafone UK): https://www.gsma.com/solutions-and-impact/connectivity-for-good/external-affairs/gsma_study/ericsson-vodafone-uk-ai-solutions-for-improved-5g-energy-efficiency/
– Mobile World Live (Huawei 0 Bit 0 Watt): https://www.mobileworldlive.com/huawei-wins-the-gsma-glomo-best-mobile-technology-breakthrough-award-for-its-0-bit-0-watt-solution/
– GSMA (Huawei 0 Bit 0 Watt 0 Loss): https://www.gsma.com/solutions-and-impact/connectivity-for-good/external-affairs/gsma_study/huawei-0-bit-0-watt-0-loss-green-solutions-to-enable-optimal-experience-and-energy-efficiency/
– TM Forum Catalyst 5G Greener Telco Phase II: https://www.tmforum.org/collaboration/catalyst-program/5g-greener-telco/
– Nokia 5G-Advanced energy guide: https://www.nokia.com/asset/f/213599/
👥 فريق العمل على هذا المقال
حسن السبيعي (كاتب مشرف)
طلال جارالله ال جارالله (مراجع)محمد فهد الدرع (محرر نصوص)
