Rakuten Mobile и KDDI сократят энергопотребление сетей на 40%

На прошлой неделе японские операторы Rakuten Mobile и KDDI объявили об амбициозном проекте. Государственная Организация развития новой энергии и промышленных технологий (NEDO) поручила им провести исследования в области энергоэффективности. Цель проекта – к 2030 году обеспечить комплексное снижение энергопотребления дата-центров и виртуализированных сетей радиодоступа на 40%.

Проект входит в государственную программу NEDO по развитию инфраструктуры для будущих систем связи (после 5G). Rakuten Mobile привносит в проект опыт создания одной из крупнейших в мире виртуализированных OpenRAN-сетей, включая облачную платформу, программное обеспечение RAN и систему Service Management and Orchestration (SMO), разработанные внутри компании. KDDI, в свою очередь, обеспечивает экспертизу в области управления крупными мобильными сетями и дата-центрами.

Работы разделены на пять взаимосвязанных направлений. Первое касается оптимизации внутренних сетей дата-центров. Компании планируют перейти к полностью оптической коммутации (all-optical switching), которая позволяет направлять световые потоки без преобразования в электрический сигнал. Это сократит потери энергии при передаче данных между серверами. Также будут разрабатываться технологии динамического распределения нагрузки.

Второе направление – применение искусственного интеллекта для управления виртуализированной RAN. ИИ будет в реальном времени регулировать параметры работы сети в зависимости от объема трафика. Также планируется реализовать периферийный ИИ, чтобы обрабатывать часть данных (видео, информация с устройств интернета вещей) ближе к пользователям и уменьшить объем передаваемых данных.

В рамках еще одного направления компании намерены усилить защиту OpenRAN и создать безопасную среду для вычислений, при этом минимизируя объем служебного трафика, чтобы снизить энергопотребление.

Два направления объединены темой охлаждения. Инженеры будут разрабатывать более компактные и эффективные системы воздушного охлаждения, а также теснее связывать их работу с реальной нагрузкой на оборудование. Отдельно планируется разработать продвинутые решения – водяное и иммерсионное охлаждение – для GPU-кластеров с тепловыделением порядка 3000 Вт.

Проблема энергопотребления сегодня стоит перед всей отраслью. Согласно свежему исследованию Analysys Mason, энергоемкость передачи одного петабайта данных с 2021 по 2024 год снизилась на 44%, а в 2025-м – еще примерно на 9%. Однако этого пока недостаточно, чтобы компенсировать стремительный рост трафика и новые ИИ-нагрузки. В результате общее энергопотребление операторов за тот же период выросло на 9%, а по сравнению с 2018 годом – на 37%.

Конечно, вендоры и операторы активно работают над этой проблемой. К примеру, мы писали про ИИ-решения Ericsson, которые динамически управляют энергопотреблением в зависимости от текущей нагрузки на сеть. В тестах с британским Vodafone они позволили добиться экономии до 33%. Подобные кейсы есть и у других компаний. Тот же Rakuten Mobile в прошлом году объявлял о снижении энергопотребления RAN на 15-20% после внедрения RIC. Однако большинство этих проектов носит точечный характер.

Rakuten и KDDI делают выбор в пользу комплексной трансформации. Они пытаются одновременно оптимизировать виртуализированную RAN, вычислительную инфраструктуру, оптические сети, системы охлаждения и и механизмы безопасности в рамках единой системы. Такой подход теоретически позволяет добиться системных эффектов, недоступных при точечной оптимизации.

Конечно, подобные проекты значительно сложнее в реализации: они требуют идеальной координации команд, глубокой интеграции разнородных технологий и постоянного поиска компромиссов. Виртуализация должна упростить управление инфраструктурой, но снижение реального энергопотребления всей системы на 40% остается крайне амбициозной задачей. С другой стороны, если оптимизация отдельных элементов сети дает ограниченный эффект, отрасли, вероятно, придется переходить к более радикальным мерам.