Ορισμένες από τις μεγαλύτερες εταιρείες τεχνολογίας παγκοσμίως υποστηρίζουν ένα νέο είδος τηλεπικοινωνιακού δικτύου, το οποίο, όπως λένε, θα συμβάλλει στη μείωση της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας των εφαρμογών Τεχνητής Νοημοσύνης που απαιτούν μεγάλο όγκο δεδομένων, ενώ ταυτόχρονα θα επιταχύνει τη μετάβαση στο 6G, ήτοι την επόμενη γενιά κινητών δικτύων μετά το 5G.

Ειδικότερα, μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας και κατασκευαστές τσιπ, όπως η Microsoft, η Google, η Intel και η Sony, υποστηρίζουν την ελάχιστα γνωστή πρωτοβουλία που αναφέρεται ως IOWN Global Forum, μια παγκόσμια συλλογικότητα που περιλαμβάνει μεγάλους παρόχους cloud υπηρεσιών, ομίλους τηλεπικοινωνιών και κατασκευαστές ενσωματωμένων κυκλωμάτων (microchips).

Οι εταιρείες αυτές στοχεύουν στην πλήρη ανάπτυξη ενός «πλήρως φωτονικού» δικτύου, ή APN*, μέχρι το 2030.

Τι είναι τα φωτονικά δίκτυα;

Τα φωτονικά δίκτυα, εξίσου γνωστά ως «οπτικά δίκτυα», χρησιμοποιούν το φως (φωτόνια) για τη μετάδοση δεδομένων αντί για τα παραδοσιακά ηλεκτρικά σήματα που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά δίκτυα. Αυτά τα δίκτυα συνήθως χρησιμοποιούν οπτικές ίνες ως το μέσο μετάδοσης δεδομένων.

Το IOWN Global Forum, ή Παγκόσμιο Φόρουμ Καινοτόμων Οπτικών και Ασύρματων Δικτύων, είναι μια παγκόσμια πρωτοβουλία που επικεντρώνεται στην ανάπτυξη τεχνικών προτύπων και στην προώθηση της έρευνας για τα φωτονικά δίκτυα. Αυτά τα δίκτυα στοχεύουν στη βελτίωση της αποδοτικότητας μετάδοσης δεδομένων σε όλο τον κόσμο, τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και την υποστήριξη των αυξανόμενων απαιτήσεων που έχουν τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη και το 6G κινητό ίντερνετ.

Μεγάλες τεχνολογικές εταιρείες, όπως η Microsoft και η Google, οι οποίες ηγούνται στις δημόσιες πλατφόρμες νέφους (cloud), έχουν εγγραφεί ως υποστηρικτές του IOWN Global Forum, με τη συμμετοχή τους να υπογραμμίζει τη σημασία προώθησης των οπτικών και φωτονικών τεχνολογιών, αλλά και την ανάγκη να ανταποκριθούν στις αυξανόμενες απαιτήσεις των εφαρμογών και υπηρεσιών που καταναλώνουν μεγάλο όγκο δεδομένων.

Εταιρείες τηλεπικοινωνιών, όπως η NTT, η Ericsson και η Nokia, είναι επίσης βασικά μέλη του IOWN Global Forum, ενώ και εταιρείες που παράγουν μικροτσίπ παίζουν εξίσου σημαντικό ρόλο, όπως η Intel και η SK Hynix.

Στην παρούσα φάση η κατανάλωση ενέργειας αποτελεί ένα από τα μεγάλα προβλήματα της τεχνολογικής βιομηχανίας. Η γρήγορη υιοθέτηση του ηλεκτρονικού εμπορίου, των online μέσων ροής περιεχομένου (streaming) και των εργαλείων παραγωγικότητας στον χώρο εργασίας — ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της πανδημίας Covid-19 — έχει αναγκάσει τις εταιρείες να αναθεωρήσουν την υποδομή των δικτύων τους και να εξετάσουν νέους τρόπους μεταφοράς δεδομένων.

Ποιος ο στόχος

Στόχος είναι να «ανακουφιστεί» η πίεση στα τρέχοντα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα, η οποία αναμένεται να επιδεινωθεί τα επόμενα χρόνια λόγω της συνεχούς αύξησης που παρατηρείται σε ό,τι αφορά την ψηφιακή υιοθέτηση και ζήτηση για την τεχνητή νοημοσύνη — ιδιαίτερα τη Γεννητική Τεχνητή Νοημοσύνη (Generative AI).

«Η κίνηση των κινητών τηλεφώνων αυξάνεται όλο και περισσότερο κάθε μέρα», δήλωσε στο CNBC μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ο Katsuhiko Kawazoe, πρόεδρος του IOWN Global Forum. «Υπάρχει ανάγκη για αποτελεσματική χρήση του ραδιοφάσματος και της ισχύος».

Η τεχνολογία IOWN επιτρέπει στους φορείς να βελτιστοποιούν τη χρήση του φάσματος και της ενέργειας σε κινητά δίκτυα σε πραγματικό χρόνο, ανάλογα με τις συνθήκες, πρόσθεσε ο Kawazoe.

Για παράδειγμα, μια μεγάλη πόλη μπορεί να χρειάζεται περισσότερες ραδιομονάδες κατά τις ώρες γραφείου από ό,τι τη νύχτα. Οι κατοικημένες περιοχές, ωστόσο, θα χρειαστούν περισσότερες μονάδες για να εξυπηρετηθούν κατά το βράδυ, όταν οι εργαζόμενοι επιστρέφουν στο σπίτι.

Οι τεχνολογίες IOWN θα μας επιτρέψουν «να μειώσουμε την ενέργεια για συγκεκριμένες περιστάσεις στο δίκτυο», εξήγησε ο Gonzalo Camarillo, επικεφαλής των στοιχείων υλοποίησης στην Ericsson και πρόεδρος της επιτροπής μάρκετινγκ στο IOWN Global Forum.

Μείωση του κλιματικού αποτυπώματος της ΑΙ

Τα μεγάλα γλωσσικά μοντέλα, όπως αυτό που βρίσκεται πίσω από το ChatGPT της OpenAI, απαιτούν τεράστιες ποσότητες δεδομένων «εκπαίδευσης» (training data) και ισχυρές γραφικές μονάδες επεξεργασίας (GPUs), πράγμα που έχει μεγάλο κόστος για το κλίμα.

Ο Masahisa Kawashima, διευθυντής τεχνολογίας IOWN στην NTT Corporation και πρόεδρος της ομάδας εργασίας τεχνολογίας στο IOWN Global Forum, δήλωσε ότι τα φωτονικά δίκτυα μπορούν να καταστήσουν τα μικρότερα κέντρα δεδομένων πολύ ισχυρότερα.

Σύμφωνα με τον Kawashima, τα κέντρα δεδομένων γίνονται ολοένα και μεγαλύτερα, και τα κέντρα δεδομένων «υπερκλίμακας» αποτελούν πρόκληση στην προσπάθεια μείωσης εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στις κοινωνίες.

«Πολλά κέντρα δεδομένων είναι υπερβολικά “συγκεντρωμένα” σε μια μικρή περιοχή, πράγμα που οδηγεί σε μεγάλη ζήτηση ενέργειας για την εν λόγω περιοχή. Ωστόσο, εάν χρησιμοποιήσουμε τα IOWN APNs, μπορούμε να επιτρέψουμε στους χρήστες να αναπτύξουν κέντρα δεδομένων σε ένα μεγαλύτερο εύρος περιοχών», πρόσθεσε.

Κάθε ένα από τα κέντρα δεδομένων σε αυτό το δίκτυο θα μοιάζει με ένα κέντρο δεδομένων «υπερκλίμακας», ακόμη και αν είναι μεσαίου μεγέθους, δήλωσε ο Kawashima. Οι προγραμματιστές μοντέλων Τεχνητής Νοημοσύνης μπορούν να χρησιμοποιούν κοινή υποδομή GPU σε μικρότερες περιοχές για την ανάπτυξη των AI μοντέλων τους.

«Η τεχνητή νοημοσύνη έχει γίνει το επίκεντρο του ανταγωνισμού για πολλές βιομηχανίες, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία και η φαρμακοβιομηχανία. Πολλές επιχειρήσεις ενδιαφέρονται να λειτουργήσουν τις δικές τους υποδομές GPU», δήλωσε ο Kawashima.

Για ποιο λόγο θα χρησιμοποιηθεί η τεχνολογία IOWN;

Το IOWN Global Forum εξετάζει με τους εταίρους του διάφορες περιπτώσεις χρήσης φωτονικών δικτύων. Μία από αυτές αφορά το πώς οι τράπεζες μπορούν να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία IOWN στις υποδομές τους (backend infrastructure).

Οι τράπεζες θα μπορούσαν να λειτουργούν δύο ξεχωριστά κέντρα δεδομένων που βρίσκονται σε διαφορετικές τοποθεσίες και στη συνέχεια να αντιγράφουν τα δεδομένα τους και στα δύο σημεία, δήλωσε ο Kawashima. Αυτό θα τις βοηθούσε να «επιτύχουν ανθεκτικότητα» στις υποδομές τους, πρόσθεσε.

Οι τράπεζες και άλλες χρηματοοικονομικές εταιρείες χρειάζεται να μεταδίδουν δεδομένα μπρος-πίσω με γρήγορους ρυθμούς ώστε να διασφαλίζουν τη συνέπεια των υπηρεσιών τους και την ομαλή διεκπεραίωση συναλλαγών -είτε πρόκειται για καταθέσεις, αναλήψεις ή τραπεζικές μεταφορές. Για παράδειγμα, η Mitsubishi UFJ, μια ιαπωνική τράπεζα, είναι ένα από τα μεγαλύτερα ιδρύματα που χρησιμοποιούν τεχνολογίες IOWN για τη χρηματοοικονομική τους υποδομή.

Μια άλλη περίπτωση χρήσης της εν λόγω τεχνολογίας είναι η μετάδοση (broadcast) και η ροή πολυμέσων (media streaming). Οι σύγχρονες πλατφόρμες streaming, όπως Netflix και Amazon Prime, χρησιμοποιούν τεράστιες ποσότητες δεδομένων για να διευκολύνουν την παροχή ταινιών και τηλεοπτικών εκπομπών με τη χρήση νέφους (cloud).

Με την τεχνολογία IOWN, στόχος είναι να γίνει η διαδικασία αυτή λιγότερο ενεργοβόρα, αυξάνοντας παράλληλα τη χωρητικότητα των δεδομένων που μπορούν να σταλούν μέσω των δικτύων και μειώνοντας την καθυστέρηση.

Η Sony συνεργάζεται με την NTT Corporation για την ανάπτυξη μιας πλατφόρμας εξωτερικής παραγωγής ευρείας περιοχής για ραδιοτηλεοπτικούς σταθμούς, σταθμούς ειδήσεων και αίθουσες εκδηλώσεων.

«Η κατανεμημένη υπολογιστική είναι πραγματικά εφικτή και σύντομα θα γίνει πιο πράσινη και ενεργειακά αποδοτική», δήλωσε  στο CNBC ο Κατσουτόσι Ιτοχ, επικεφαλής των τεχνολογιών συνδεσιμότητας στο κέντρο έρευνας και ανάπτυξης της Sony.

Ίσως και σταδιακή μετάβαση στο 6G

Η τεχνολογία IOWN αναμένεται να βοηθήσει και στη μετάβαση στο 6G, δηλαδή την επόμενη γενιά δικτύων κινητής τηλεφωνίας μετά το 5G.

Ο Kawashima της NTT Corporation δήλωσε ότι η τεχνολογία οπτικών δικτύων θα μπορούσε να μειώσει το κόστος ανάπτυξης και εγκατάστασης κεραιών 6G για τους τηλεπικοινωνιακούς παρόχους. Θα μπορούσε επίσης να τους επιτρέψει να μοιράζονται τους πύργους ραδιοεπικοινωνίας τους για πιο αποδοτική βελτιστοποίηση του δικτύου.

«Για να εγκαταστήσουμε κεραίες, χρειαζόμαστε οπτικές ίνες για να τις συνδέσουμε με τα ραδιοκέντρα δεδομένων», εξήγησε ο Kawashima. «Έτσι, αν χρησιμοποιήσουμε ένα δίκτυο IOWN APN για να συνδέσουμε τις κεραίες με τους σταθμούς βάσης, τότε πιθανώς μπορούμε να μειώσουμε το κόστος ανάπτυξης κεραιών».

«Τα APNs [Access Point Name*] θα επιτρέψουν στους παρόχους κινητής τηλεφωνίας να μοιράζονται πύργους ραδιοσυχνοτήτων», πρόσθεσε ο Kawashima. Αυτό συμβαίνει επειδή, με το 5G και το 6G, «πολλοί πάροχοι ανησυχούν για τις μεγάλες επενδύσεις σε εγκαταστάσεις κεραιών».

Η τεχνολογία IOWN βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης, επομένως, θα χρειαστούν μερικά χρόνια μέχρι τα φωτονικά δίκτυα να έχουν πραγματικά αντίκτυπο στις βιομηχανίες.

Προς το παρόν, το IOWN Global Forum εργάζεται για την επίτευξη των κύριων στόχων του έως το 2030. Το φόρουμ στοχεύει σε εμπορικές εφαρμογές τεχνολογίας στον πραγματικό κόσμο μέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους.

*APN (Access Point Name = «Όνομα Σημείου Πρόσβασης»): Τεχνικός όρος που αναφέρεται στη ρύθμιση στο κινητό δίκτυο που καθορίζει τη διαδρομή που θα ακολουθήσει η συσκευή σας για να συνδεθεί στο διαδίκτυο και σε άλλες υπηρεσίες δεδομένων. Τα APN χρησιμοποιούνται κυρίως σε συσκευές κινητής τηλεφωνίας, όπως smartphones και tablets, για να συνδέονται με το δίκτυο δεδομένων του παρόχου υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας. Ουσιαστικά, είναι αυτό που διευκολύνει τις διαδικτυακές δυνατότητες του κινητού μας, η «γέφυρα» που μας επιτρέπει να κάνουμε scroll στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, να παρακολουθούμε βίντεο ή να διαβάζουμε άρθρα εν κινήσει. Κάθε δίκτυο κινητής τηλεφωνίας έχει το δικό του μοναδικό APN. Σαν μια διεύθυνση, όπου κάθε σπίτι έχει έναν μοναδικό ταχυδρομικό κώδικα, έτσι και κάθε δίκτυο έχει το δικό του μοναδικό APN που κατευθύνει την κίνηση δεδομένων στον σωστό προορισμό.