Trung Quốc ra mắt internet vệ tinh quỹ đạo tầm cao, thách thức Starlink của SpaceX

Theo một chuyên gia truyền thông ở Bắc Kinh (thủ đô Trung Quốc), dự án này có thể là giải pháp thay thế cho Starlink của SpaceX.

Tờ Tân Hoa Xã đưa tin China Aerospace Science and Technology Corporation (Tập đoàn Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ Trung Quốc), công ty mẹ của nhà khai thác vệ tinh, cho biết mạng lưới này sẽ cung cấp dịch vụ internet cho các ngành công nghiệp từ hàng không, điều hướng đến các dịch vụ khẩn cấp và năng lượng.

Mạng này bao gồm các vệ tinh có khả năng truyền tải cao như ChinaSat 16, 19 và 26. Theo nhà điều hành mạng, các vệ tinh bao phủ Trung Quốc cùng các khu vực của Nga, Đông Nam Á, Mông Cổ, Ấn Độ, Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương, gồm cả phần lớn khu vực nằm trong Sáng kiến Vành đai và Con đường.

Sáng kiến Vành đai và Con đường là chiến lược của Trung Quốc nhằm tăng cường liên kết và kết nối cơ sở hạ tầng trên khắp châu Á, châu Phi, châu Âu.

Tổng công suất các vệ tinh có khả năng truyền tải cao của Trung Quốc được cho sẽ vượt quá 500 Gbps vào năm 2025.

Trung Quốc đã trở thành quốc gia đầu tiên cung cấp smartphone có tính năng gọi vệ tinh vào mùa hè này khi gã khổng lồ công nghệ Huawei ra mắt điện thoại 5G kết nối với các vệ tinh có quỹ đạo tầm cao 36.000 km.

Sun Yaohua, Phó giáo sư về khoa Kỹ thuật thông tin và Truyền thông tại Đại học Bưu chính Viễn thông Bắc Kinh, cho biết do khoảng cách xa so với mặt đất nên các vệ tinh có quỹ đạo tầm cao nằm ở vị trí tương đối cố định so với thiết bị kết nối với chúng, do đó mỗi vệ tinh có phạm vi bao phủ rộng hơn nhiều so với các vệ tinh có quỹ đạo tầm thấp.

Sun Yaohua đã so sánh mạng vệ tinh quỹ đạo tầm cao của Trung Quốc với Starlink, bao gồm cả các vệ tinh quỹ đạo tầm thấp được sản xuất hàng loạt. Ông cho biết mạng vệ tinh quỹ đạo tầm cao của Trung Quốc yêu cầu ít vệ tinh hơn để phủ sóng và không gặp vấn đề gì khi một thiết bị được kết nối chuyển đổi giữa các vệ tinh, mang lại độ ổn định cao hơn.

Mạng Starlink được phát triển bởi SpaceX (công ty hàng không vũ trụ Mỹ do Elon Musk điều hành) để cung cấp dịch vụ vệ tinh internet tốc độ cao, chi phí thấp. Starlink hiện có hơn 5.000 vệ tinh trên quỹ đạo Trái đất tầm thấp 550 km.

“Các vệ tinh có quỹ đạo tầm thấp có lợi thế là tốc độ liên lạc cao hơn và độ trễ tải truyền thấp, nhờ có ít mất tín hiệu trên quãng đường ngắn hơn. Chúng được đặt ở vị trí thuận lợi hơn cho các hoạt động kinh doanh như video HD trực tuyến và giao dịch tài chính. Hệ thống quỹ đạo tầm thấp cũng có một mạng lưới linh hoạt hơn, không phụ thuộc vào một vệ tinh duy nhất và có thể tiếp tục hoạt động nếu một vệ tinh bị hỏng. Song nếu một vệ tinh có quỹ đạo tầm cao bị hỏng, nó sẽ ảnh hưởng lớn đến toàn bộ mạng lưới”, Sun Yaohua nói.

Ông nói thêm rằng chi phí của một vệ tinh quỹ đạo tầm thấp sẽ ít hơn nhiều, đặc biệt là khi SpaceX có thể tận dụng việc sản xuất vệ tinh hàng loạt để bổ sung vào chòm sao Starlink.

“Tuy nhiên, sự phối hợp giữa các vệ tinh quỹ đạo tầm cao và quỹ đạo tầm thấp sẽ là xu hướng chung toàn cầu trong tương lai. Trong đó vệ tinh quỹ đạo tầm cao sẽ là xu hướng chung để phủ sóng cơ bản và vệ tinh quỹ đạo thấp sẽ nâng cao hoạt động hoặc khu vực. Hệ thống vệ tinh quỹ đạo tầm cao của Trung Quốc tương đối phát triển. Những vệ tinh quỹ đạo tầm thấp vẫn đang phát triển và chắc chắn sẽ mạnh mẽ hơn trong tương lai”, Sun Yaohua cho biết thêm.

Cũng theo Sun Yaohua, Trung Quốc sẽ cần đầu tư vào mạng vệ tinh quỹ đạo tầm thấp để triển khai công nghệ 6G và cạnh tranh với các vệ tinh Starlink trong việc sử dụng không gian, vì quỹ đạo vệ tinh và tần số vô tuyến là nguồn tài nguyên “đến trước được phục vụ trước”.

“Việc vận hành và quản lý hệ thống vệ tinh rất phức tạp. Kinh nghiệm cần được tích lũy qua thực tế. Mạng lưới vệ tinh quỹ đạo tầm cao này sẽ không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho người dân Trung Quốc liên lạc trong các quốc gia thuộc Sáng kiến Vành đai và Con đường mà còn cung cấp kinh nghiệm trong việc bảo trì và vận hành hệ thống vệ tinh. Điều này quan trọng với sự phát triển trong tương lai của internet vệ tinh Trung Quốc”, Sun Yaohua nói.

Trung Quốc tiến gần hơn tới mạng 6G sau thử nghiệm công nghệ truyền thông vệ tinh mới

Giữa tháng 10, nhóm các nhà khoa học ở Trung Quốc công bố thành tựu quan trọng về thiết bị liên lạc có thể mở đường cho internet vệ tinh - một phần đáng chú ý trong việc phát triển mạng 6G.

Theo trang SCMP, khi được gắn trên vệ tinh, thiết bị có thể truyền tín hiệu ánh sáng từ vị trí này sang vị trí khác mà không chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện, hoạt động ít nhiều giống như tấm gương. Giờ đây, nó đã được thử nghiệm thành công trong không gian, nhóm nghiên cứu từ Viện Quang học và Cơ học Chính xác Tây An, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, tuyên bố.

Nhóm các nhà khoa học đã dành hơn một thập kỷ để phát triển thiết bị nhằm nâng cao khả năng, tính linh hoạt và tốc độ truyền tải thông tin.

Theo tuyên bố từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, thiết bị của họ, được gọi là “công nghệ chuyển mạch quang học trong không gian”, đã được đưa lên quỹ đạo bằng tên lửa Y7 của Trung Quốc vào tháng 8. Đây là lần đầu tiên ở Trung Quốc một thiết bị như vậy được thử nghiệm trên vệ tinh.

Khi được tải xuống và mở ra trên mặt đất, thông tin hình ảnh được mang trên thiết bị vẫn nguyên vẹn mà không mất dữ liệu nào.

Bộ chuyển mạch là thành phần quan trọng trong mạng truyền thông, chịu trách nhiệm phân phối dữ liệu đến một đường dây nhất định. Ví dụ, khi thực hiện cuộc gọi điện thoại, các bộ chuyển mạch đảm bảo rằng cuộc gọi được chuyển đến người nhận như dự định.

Các thiết bị chuyển mạch truyền thống thường liên quan đến việc chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành dữ liệu số hoặc dữ liệu mô phỏng, sử dụng điện làm trung gian. Tuy nhiên, thiết bị mới trực tiếp bỏ qua quá trình đó.

Một nhà khoa học quang học cho biết phương pháp photon-electron-photon thông thường có hiệu ứng “tắc nghẽn điện tử”, trong khi phương pháp quang học có thể tối đa hóa tốc độ và khả năng trao đổi dữ liệu.

Người có kiến thức về cuộc thử nghiệm này (yêu cầu không tiết lộ tên) nói thêm rằng phương pháp như vậy cũng có thể giảm chi phí xây dựng các cơ sở chuyển mạch đặc biệt.

Theo bài viết được xuất bản năm ngoái bởi một số thành viên trong nhóm, thiết bị này có thể hỗ trợ công suất chuyển mạch 40 gigabit/giây, cải tiến đáng kể so với công nghệ chuyển mạch truyền thống.

Những sự phát triển như viễn thám vệ tinh, siêu máy tính liên quan đến dữ liệu dung lượng lớn và truyền thông di động 6G đều dẫn đến nhu cầu truyền thông tin tốc độ cực cao cùng dung lượng lớn ngày càng tăng.

Để đạt được điều này, các chuyên gia trong ngành nói rằng mạng lưới tương lai mang tính cách mạng phải là mạng 3 chiều, liên kết các nút liên lạc mặt đất với các vệ tinh.

“Mạng truyền thông thế hệ tiếp theo, gồm cả 6G, sẽ vượt xa các kết nối trên mặt đất. Nó phải là một mạng lưới toàn cầu gồm cả các nút vệ tinh”, nhà khoa học nói.

Trong khi đó, bài viết do các thành viên của nhóm khoa học cho biết: “Chúng ta cần xây dựng một mạng internet vệ tinh, sẽ cung cấp phạm vi phủ sóng toàn cầu với các dịch vụ có độ trễ thấp, có thể truy cập được ngay cả ở những khu vực dân cư thưa thớt và không có trở ngại về địa lý".

Theo truyền thống, các liên kết từ vệ tinh đến mặt đất chủ yếu dựa vào công nghệ vi sóng, nhưng tốc độ truyền dữ liệu bị hạn chế do phạm vi tần số vi sóng bị hạn chế.

Tuy nhiên, việc sử dụng tia laser làm vật mang dữ liệu, được gọi là “truyền thông quang học”, đã phát triển nhanh chóng những năm gần đây. Laser có phổ rộng hơn nhiều, với băng thông có khả năng đạt tới vài trăm gigahertz, nên có thể đóng gói nhiều dữ liệu hơn vào mỗi lần truyền.

Đến nay, một số công ty đi đầu trong ngành, chẳng hạn Starlink, đã triển khai truyền thông quang học để truyền dữ liệu giữa các vệ tinh và một số công ty Trung Quốc cũng đang tham gia cuộc đua này.

Theo một nhà khoa học giấu tên, khi tốc độ truyền dữ liệu đạt mức rất cao, việc xử lý hơn 100 gigabyte/giây sẽ là thách thức với các cơ sở chuyển mạch truyền thống do hạn chế về khả năng. Vì vậy, để điều chỉnh theo tốc độ ngày càng tăng, việc phát triển một hệ thống trao đổi quang học tiên tiến hơn là rất quan trọng. Nhà khoa học này cho biết: “Điều này đặc biệt đúng với các liên kết giữa các vì sao, vì chuyển đổi quang học sẽ hiệu quả hơn, nhanh chóng, nhỏ gọn và rẻ tiền hơn”.

Bất chấp bước đột phá mới nhất từ nhóm nhà khoa học Trung Quốc, các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này cho biết vẫn còn một chặng đường dài phía trước, trước khi công nghệ như vậy có thể áp dụng thực tế.

Huang Tao, tổng giám đốc một công ty truyền thông có trụ sở tại thành phố Quảng Châu, nói internet vệ tinh của Trung Quốc, gồm cả công nghệ chuyển mạch quang học trên không gian, vẫn còn tụt hậu so với Mỹ vì một số thành phần và vật liệu quan trọng do các thực thể Mỹ thống trị.

Nhà khoa học quang học nhận định: “Vì sẽ được sử dụng trong không gian, nhiều thành phần của thiết bị mới này cần phải được kiểm tra rất cẩn thận để đảm bảo hiệu suất của nó”.