Las redes 6G nativas de IA servirán a miles de millones de dispositivos inteligentes, agentes y máquinas. A medida que la industria se adentra en nuevos espectros como FR3 (7–24 GHz), la física de radio se vuelve mucho más sensible, desplazando la red de una infraestructura estática a un sistema dinámico y vivo.
Este cambio exige un cambio fundamental en la forma en que diseñamos, construimos y optimizamos los sistemas 6G. Los métodos tradicionales de «construir y probar» ya no son viables. No podemos permitirnos el coste ni el tiempo de probar todos los algoritmos de IA en entornos físicos. Para ofrecer los beneficios del 6G nativo de IA, la industria requiere un enfoque de integración continua/desarrollo continuo (CI/CD) para el software de Radio Access Network (RAN), impulsado por gemelos digitales físicamente precisos.
Impulsando la Solución de 3 Computadoras Detrás de AI-RAN y 6G
El ciclo de desarrollo del 6G para AI-RAN definida por software reflejará de cerca el ciclo de desarrollo de IA, basándose en un paradigma de IA bien conocido, la solución de tres computadoras. NVIDIA soporta desarrolladores en todas las comoutadoras, tanto en hardware como en software.
Computadora 1: Diseño y Formación
Esta fase crucial utiliza la potencia computacional de plataformas de computación acelerada, como NVIDIA DGX y NVIDIA DGX Spark, para acelerar todo el workflow de diseño y entrenamiento. NVIDIA ofrece un conjunto completo de herramientas de software especializadas para maximizar el rendimiento:
- NVIDIA Aerial CUDA-Accelerated RAN: Un framework definido por software de alto rendimiento, en tiempo real, para simular y desplegar rápidamente sistemas RAN complejos usando GPUs.
- NVIDIA Sionna: Una biblioteca dedicada acelerada por GPU para modelar y entrenar la capa física de sistemas avanzados de comunicación.
Computadora 2: El Puente de Simulación
La industria de las telecomunicaciones se está orientando hacia despliegues digitales, donde los nuevos diseños se evalúan rigurosamente primero en entornos de radiofrecuencia (RF) de alta precisión. El NVIDIA Aerial Omniverse Digital Twin (AODT) es un puente para acelerar esta transición, trasladando el desarrollo de simuladores simples a gemelos digitales completos en tiempo real.
El AODT logra esto mediante dos habilidades principales:
- Provisión de entornos de radio precisos: Ofrece una representación física precisa de las condiciones reales de RF, asegurando que el rendimiento en el gemelo digital prediga el despliegue físico real.
- Conectividad de tejido en tiempo real: Un tejido de datos de baja latencia conecta pilas complejas de AI-RAN con los entornos digitales de RF. Este enlace en tiempo real permite una simulación real del sistema en lazo cerrado.
Computadora 3: Despliegue en el Campo
Una vez que un diseño es rigurosamente entrenado y validado en el gemelo digital, se despliega directamente en el NVIDIA Aerial RAN Computer (ARC), una plataforma de alto rendimiento acelerada por CUDA para ejecutar funciones RAN en el terreno. Esta transición se acelera gracias al framework NVIDIA Aerial, que simplifica y automatiza el proceso tradicionalmente complejo de endurecer los algoritmos del plano de datos. El framework garantiza un despliegue rápido y fiable de capacidades avanzadas desarrolladas en entornos anteriores en hardware acelerado por GPU.
Superando las Tres Barreras para el Despliegue Digital
Esto nos lleva a la misión central de AODT:
- Para apoyar la simulación de sistemas celulares con precisión conforme a la física.
- Impulsar el ciclo virtuoso entre simuladores y gemelos digitales, asegurando que lo que funciona en el mundo digital funcione en el mundo real.
Para lograr fluidez entre simuladores y gemelos digitales, AODT aborda tres barreras fundamentales que históricamente han frenado el ecosistema de simulación.
Precisión
La simulación es inútil si no predice la realidad. Los modelos tradicionales de canales estocásticos suelen basarse en aproximaciones de «onda plana» que tratan conjuntos complejos de antenas como puntos únicos. Aunque suficientes para el 5G, estas aproximaciones se desmoronan bajo la física del 6G, que depende de Extremely Large Antenna Arrays (ELAA) y la propagación en campo cercano. AODT cierra esta brecha ofreciendo un entorno compatible con la física que refleja el mundo real. Mediante el uso de ray tracing determinista de onda completa que modela elementos individuales de antena y frentes de onda esféricos, un diseño validado en el gemelo se comporta de forma predecible en el campo.
Integración
La física avanzada de RF es notoriamente compleja de implementar. Aunque la mayoría de los equipos de investigación y proveedores mantienen sus propios simuladores a nivel de sistema en Python, C++ o MATLAB, rara vez disponen de recursos para construir un ray tracing de alta fidelidad desde cero. AODT resuelve esto actuando como un «motor físico» para todo el ecosistema celular. Al revelar una arquitectura sin cabeza basada en gRPC, AODT abstrae la complejidad del electromagnetismo (EM). Mantén tu simulador existente para la lógica de red, mientras AODT proporciona la física de verdad en segundo plano.
Funcionamiento
Los operadores de red no pueden optimizar lo que no pueden tocar con seguridad. Existe una reticencia natural a desplegar algoritmos de IA agresivos en redes en vivo debido al riesgo de cortes de servicio. AODT elimina este riesgo al habilitar un gemelo digital operativo que funciona en paralelo a la red en vivo. Esto permite a los operadores cambiar entre entornos reales y gemelos, validando cada cambio de configuración o actualización de software en la seguridad del mundo digital antes de que afecte a un usuario real.
Un gemelo digital operativo en vivo, como se muestra en la Figura 2, cubre esta brecha, donde el software de red se prueba en un gemelo digital antes de su despliegue.
Esto permite que un software vRAN de calidad de producción acelerado por CUDA cambie entre su red en vivo y el entorno RF gemelo. Esto tiene implicaciones significativas:
- Prueba antes de desplegar sin tiempo de inactividad: Los operadores pueden validar actualizaciones de software críticas contra una copia virtual de su despliegue real antes de lanzarla en directo, sin ningún tiempo de inactividad en la red.
- Depura escenarios del mundo real con repetibilidad: Cuando una célula viva experimenta problemas, los operadores pueden registrar las condiciones ambientales reales y reproducirlas dentro del gemelo digital. Esto permite una depuración controlada y repetible del software de producción.
- Pipeline CI/CD preciso: AODT permite un pipeline CI/CD preciso para software de red, donde cada cambio de código se valida frente a un mundo virtual realista y a gran escala antes de desplegarse en la red en vivo.
La Hoja de Ruta de AODT
La hoja de ruta del producto AODT tiene dos áreas de enfoque cruciales: la propagación electromagnética (EM), que busca superar la barrera de la precisión, y la plataforma, que aborda la barrera de integración.
Pista 1: Mejora de la Precisión Electromagnética
Esta pista está dedicada a mejorar el realismo y la precisión de los entornos RF simulados, perfeccionándolos continuamente para reflejar las condiciones del mundo real. Permite gemelos de alta fidelidad al modelar con precisión obstáculos físicos complejos que afectan significativamente a la calidad de la señal.
Pista 2: Construcción de la Plataforma
Esta especialidad se centra en evolucionar AODT de una aplicación de usuario único a un servicio globalmente accesible, escalable y listo para integración. Desacopla el motor de simulación de las cargas de trabajo individuales del usuario, creando una arquitectura de servicio robusta y consultable que puede gestionarse, mantenerse y actualizarse de forma centralizada.
Impulsando la Era Del 6G Nativo de IA
La transición del 5G al 6G debe abordar una mayor complejidad en el procesamiento inalámbrico de señales, caracterizada por volúmenes masivos de datos, extrema heterogeneidad y el mandato central de las redes nativas de IA. Los métodos tradicionales de simulación aislados son insuficientes para este desafío.
El NVIDIA Aerial Omniverse Digital Twin es una plataforma de alta precisión, alto rendimiento y escalable, diseñada para esta nueva era. Al democratizar el acceso y unificar el ecosistema en torno a una plataforma común, el Aerial Omniverse Digital Twin proporciona la base para la era del 6G nativo de IA.
AODT está disponible a través del Programa de Desarrolladores NVIDIA 6G. Invitamos a investigadores, desarrolladores y operadores a integrar este nuevo y potente servicio y colaborar con nosotros para construir el futuro del 6G.