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

Công nghệ truyền thông góc quay quỹ đạo terahertz đã được sử dụng trong cuộc thử nghiệm, theo báo cáo của truyền thông nhà nước.

Theo các chuyên gia trong ngành, mạng di động 6G (nhiều năm nữa mới trình làng) được dự đoán 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. Theo các chuyên gia, 6G sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến một terabit/giây.

Các mạng này có khả năng sử dụng các công nghệ mới như sóng terahertz để tăng cường truyền thông không dây, cho phép 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 tạo ra bốn kiểu chùm tia khác nhau ở tần số 110 GHz bằng cách sử dụng một ăng ten đặc biệt. 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 10GHz, giúp tăng đáng kể hiệu quả sử dụng băng thông.

Đây được coi là công nghệ truyền dẫn không dây thời gian thực đầu tiên được thử nghiệm đạt tốc độ 100 gigabit/giây, nhanh hơn 100 lần so với 5G. Tốc độ mạng 5G hiện tại lý tưởng là một gigabit/giây. Tuy nhiên, con số thực tế trong các mạng di động khá lớn, với tốc độ tải xuống nằm trong khoảng từ 450 đến 500 megabit/giây và dao động trong khoảng từ 100 đến 900 megabit/giây.

Theo báo cáo, "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 của sao Hỏa và tàu vũ trụ của chính nó."

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

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

Trong phổ điện từ, thuật ngữ "terahertz" dùng để chỉ dải tần từ 100GHz đến 10 THz. Giao tiếp terahertz có thể mang nhiều thông tin hơn và cho phép tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn do tần số cao hơn. Nó đã thu hút được sự chú ý đáng kể nhờ tiềm năng của giao tiếp 6G, internet tốc độ cao và liên lạc an toàn, chẳng hạn như trong 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 một khoảng cách xa hơn. Sự kỳ vọng về ứng dụng cho thấy nỗ lực để giải quyết thách thức, mặc dù nhóm nghiên cứu không cung cấp chi tiết về công nghệ.

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

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 hiệu quả hơn và khả năng truyền dữ liệu lớn hơn, tốc độ liên lạc được cải thiện.

Công nghệ backhaul không dây kết nối các trạm gốc và mạng lõi là một tiến bộ quan trọng khác.

Dữ liệu cần được truyền giữa các thiết bị người dùng, trạm cơ sở và mạng lõi trong các mạng thông tin di động. Backhaul là thuật ngữ được sử dụng để mô tả quá trình gửi dữ liệu mà trạm gốc nhận được từ người dùng trở lại mạng lõi.

Các tuyến cáp quang là cơ sở chính cho các kỹ thuật backhaul truyền thống. 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 như một giải pháp thay thế hiệu quả. Theo các chuyên gia, hơn 62% trạm gốc trên toàn thế giới sẽ sử dụng công nghệ Backhaul không dây vào năm 2023.

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 và đã tập trung vào công nghệ truyền thông quốc tế tiên tiến từ năm 2021.

Theo báo cáo, "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."

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

Mạng di động 6G được cho là sẽ được Trung Quốc triển khai từ năm 2030. Trung Quốc đã phóng thành công một vệ tinh thử nghiệm mang theo các ứng cử viên cho công nghệ 6G tiềm năng vào cuối năm 2020 với hy vọng xác minh hiệu suất của dải tần số 6G trong không gian.

Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã phát triển một số tiến bộ công nghệ, đặc biệt là trong việc triển khai mạng 5G của nước này. Trung Quốc đã sử dụng công nghệ này để tăng thị phần toàn cầu trong lĩnh vực viễn thông và thúc đẩy các mục tiêu an ninh quốc gia.

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.

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

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

6G được kỳ vọng là nền tảng của kỷ nguyên thông minh, không chỉ cho phép con người tương tác với nhau mà còn cho phép kết nối giữa thiết bị với thiết bị không có độ trễ nhờ khả năng truyền tải tốc độ cao. Các tiêu chuẩn kỹ thuật và tần số hỗ trợ 6G vẫn chưa được kết hợp trên toàn cầu cho đến nay.

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

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống