Bước tiến dài trong truyền thông không dây 6G, giúp tải 142 giờ video Netflix mỗi giây

Theo báo cáo của truyền thông nhà nước, cuộc thử nghiệm đã sử dụng công nghệ truyền thông góc quay quỹ đạo terahertz.

Theo các chuyên gia trong ngành, mạng di động 6G (nhiều năm nữa mới trình làng) dự kiến sẽ nhanh hơn và đáng tin cậy hơn 5G hiện tại, đồng thời cung cấp độ trễ thấp hơn và sử dụng phổ hiệu quả hơn. Các chuyên gia cho biết 6G sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu có thể lên đến một terabit/giây.

Các mạng này có khả năng sử dụng các công nghệ mới như sóng terahertz để cải thiện truyền thông không dây, giúp kích hoạt các ứng dụng như thực tế ảo độ nét cao, giao tiếp 3D thời gian thực và các tác vụ dữ liệu có độ phức tạp cao khác mà không thể thực hiện được với công nghệ hiện tại.

Trong thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một ăng ten đặc biệt để tạo ra bốn kiểu chùm tia khác nhau ở tần số 110 GHz. Với những mẫu đó, họ đã đạt được khả năng truyền không dây theo thời gian thực với tốc độ 100 gigabit/giây trên băng thông 10 GHz, giúp tăng đáng kể hiệu quả sử dụng băng thông. 

Đây được xem là công nghệ truyền dẫn không dây thời gian thực đầu tiên được thử nghiệm đạt tốc độ 100 gigabit/giây, gấp hơn trăm lần so với 5G. Hiện tốc độ mạng 5G ở mức lý tưởng là một gigabit/giây. Song con số thực tế trong các mạng di động dao động khá lớn, khoảng 100-900 megabit/giây, riêng tốc độ tải xuống trong phạm vi 450-500 megabit/giây.

Báo cáo cho biết: “Trong tương lai, công nghệ này cũng có thể được áp dụng cho các trường truyền dẫn băng thông rộng tầm ngắn, hỗ trợ liên lạc tốc độ cao giữa tàu đổ bộ lên Mặt trăng với sao Hỏa, giữa tàu vũ trụ với bên trong chính nó”.

Các tiến bộ trong công nghệ này có tác động tích cực đến việc cải thiện nhiều lĩnh vực truyền thông bằng cách tăng băng thông truyền tải để đáp ứng yêu cầu tốc độ cao.

Lĩnh vực đầu tiên là truyền thông terahertz - loại công nghệ phổ mới là một trong những nền tảng của truyền thông 6G.

Terahertz đề cập đến dải tần từ 100 GHz đến 10 THz trong phổ điện từ. Do có tần số cao hơn, giao tiếp terahertz có thể mang nhiều thông tin hơn và cho phép tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nó đã thu hút được sự chú ý đáng kể nhờ tiềm năng trong giao tiếp 6G, internet tốc độ cao và trong liên lạc an toàn, chẳng hạn ở môi trường quân sự phức tạp.

Tuy nhiên, mật độ thông tin cao hơn thường đi kèm với nhiễu nhiều. Truyền thông terahertz gặp phải tình trạng mất tín hiệu và suy giảm tín hiệu nhiều hơn trên khoảng cách xa hơn. Dù nhóm nghiên cứu không cung cấp chi tiết về công nghệ, sự kỳ vọng về ứng dụng cho thấy nỗ lực để giải quyết thách thức.

Lĩnh vực tiến bộ thứ hai là truyền động lượng góc quỹ đạo (OAM), trong đó công nghệ mã hóa bổ sung thêm thông tin trong sóng điện từ.

Bằng cách sử dụng OAM, nhiều tín hiệu có thể được truyền đồng thời trên cùng một tần số mà không bị nhiễu, cho phép sử dụng phổ tần có sẵn hiệu quả hơn và khả năng truyền dữ liệu lớn hơn, tốc độ liên lạc được cải thiện.

Một tiến bộ quan trọng khác là trong công nghệ backhaul không dây kết nối các trạm gốc và mạng lõi.

Trong các mạng thông tin di động, dữ liệu cần được truyền giữa các thiết bị người dùng, trạm cơ sở và mạng lõi. Backhaul đề cập đến quá trình gửi dữ liệu mà trạm gốc nhận được từ người dùng trở lại mạng lõi.

Các phương pháp backhaul truyền thống chủ yếu dựa vào các tuyến cáp quang. Tuy nhiên, khi số lượng trạm gốc tăng lên trong kỷ nguyên truyền thông 5G/6G, các phương thức truyền dẫn dựa trên cáp quang truyền thống phải đối mặt với chi phí cao hơn, thời gian triển khai lâu hơn và tính linh hoạt thấp hơn.

Do đó, công nghệ backhaul không dây đã nổi lên để trở thành giải pháp vượt trội. Theo các chuyên gia, đến năm 2023, hơn 62% trạm gốc toàn cầu sẽ sử dụng công nghệ backhaul không dây.

Tập trung vào công nghệ truyền thông quốc tế tiên tiến từ năm 2021, nhóm nghiên cứu đã chọn truyền thông góc quay quỹ đạo terahertz và truyền động lượng góc quỹ đạo làm mục tiêu đột phá của mình.

Báo cáo cho biết: “Họ đã đạt được nhiều lần truyền tín hiệu đồng thời và chuyển dữ liệu dung lượng cực lớn trong dải tần số terahertz, tăng hơn gấp đôi hiệu suất sử dụng phổ tần”.

Trong tương lai, tốc độ liên lạc tối đa khi sử dụng 6G dự kiến sẽ đạt một terabit mỗi giây, tức người dùng trung bình mỗi giây có thể tải 142 giờ video Netflix ở độ phân giải cao nhất. Song, điều này sẽ yêu cầu cải thiện thêm hiệu suất của các tài nguyên phổ hiện có để đạt được khả năng truyền dẫn không dây cao hơn.

Dự kiến Trung Quốc bắt đầu triển khai mạng di động 6G từ năm 2030. Cuối năm 2020, Trung Quốc đã phóng thành công một vệ tinh thử nghiệm mang theo các ứng cử viên cho công nghệ 6G tiềm năng, với hy vọng xác minh hiệu suất của dải tần số 6G trong không gian.

Trung Quốc đã đạt được nhiều thành tựu công nghệ những năm gần đây, cụ thể là trong việc triển khai mạng 5G của nước này. Trung Quốc đã sử dụng công nghệ này để thúc đẩy các mục tiêu an ninh quốc gia và tăng thị phần toàn cầu trong lĩnh vực viễn thông.

Chính phủ Mỹ cũng đang có kế hoạch phát triển mạng 6G với hy vọng sẽ mang lại cho nước này lợi thế công nghệ trong tương lai.

Kế hoạch trên dược đưa ra trong bối cảnh Mỹ lo ngại về những tiến bộ nhanh chóng của Trung Quốc trong lĩnh vực viễn thông.

Hôm 21.4, Nhà Trắng đã gặp gỡ các nhà lãnh đạo công ty, quan chức công nghệ và chuyên gia học thuật để thảo luận về chiến lược phát triển mạng 6G sắp tới.

“Chính quyền Mỹ tìm cách rút ra những bài học từ kinh nghiệm phát triển mạng 5G về tầm quan trọng của việc tham gia sớm và khả năng phục hồi" và sử dụng chúng để phát triển mạng 6G nhằm "tối ưu hóa hiệu suất, khả năng truy cập và bảo mật", một nhân viên chính phủ Mỹ cho biết thêm.

"Điều cấp thiết là chúng ta phải bắt đầu xem xét những vấn đề này sớm", một quan chức an ninh Mỹ nói trong cuộc họp báo.

6G được kỳ vọng là nền tảng cho kỷ nguyên thông minh, không chỉ giúp con người tương tác với nhau mà còn giúp kết nối giữa thiết bị với thiết bị không có độ trễ nhờ khả năng truyền tải tốc độ cao. Song đến nay, thế giới vẫn chưa thống nhất các tiêu chuẩn kỹ thuật và tần số hỗ trợ 6G.

3GPP, tổ chức thiết lập tiêu chuẩn truyền thông toàn cầu, cũng chưa công bố lộ trình cho 6G.