Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G

Sự phát triển và đóng góp của thông tin di động vào phát triển kinh tế - xã hội

Từ khi ra đời thế hệ thông tin di động đầu tiên đến nay, cứ 10 năm thì thông tin di động đổi mới thế hệ một lần. Sự phát triển của thông tin di động qua nhiều thế hệ đã đã đóng góp to lớn vào sự phát triển kinh tế - xã hội và tăng trưởng kinh tế toàn cầu. Thế hệ sau có cách đóng góp quan trọng và độc đáo hơn thế hệ trước, bằng cách góp phần giải quyết những điểm khó của các ngành kinh tế và tạo ra những cơ hội kinh doanh mới mà các thế hệ trước đó không làm được.

Đổi mới công nghệ di động là một công cụ quan trọng để thay đổi lối sống của người tiêu dùng và cho phép các doanh nghiệp triển khai các công cụ mới để nâng cao năng suất và hiệu quả công việc. Đổi mới công nghệ di động luôn song hành với việc nâng cao trải nghiệm người dùng và giới thiệu những loại ứng dụng mới mà các công nghệ trước đây không thể thực hiện được.

Ngày nay, xã hội đang trên đường trải nghiệm những lợi ích của 5G. Các ưu điểm vượt trội của công nghệ 5G, bao gồm tốc độ nhanh hơn và độ trễ thấp hơn, đã và đang mở ra các cơ hội kinh doanh mới ngoài thị trường tiêu dùng. Công nghệ này hứa hẹn sẽ chuyển đổi nhiều ngành công nghiệp, bao gồm ô tô, giao thông vận tải, chuỗi cung ứng, sản xuất, năng lượng và dịch vụ tiện ích, bán lẻ, nông nghiệp, y tế, giáo dục, doanh nghiệp và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác. 5G sẽ có thể tăng tốc nền kinh tế IoT (Internet of Things) thông qua việc hỗ trợ vô số các ứng dụng IoT quan trọng, quy mô lớn trên các lĩnh vực khác nhau.

Tầm nhìn 6G

Khi việc triển khai 5G chỉ mới bắt đầu trên diện rộng thì ngành viễn thông đã bắt đầu nghiên cứu thế hệ thông tin di động mới 6G. Nhiều người cho rằng 6G sẽ hướng đến tốc độ truy cập và độ tin cậy tăng gấp 10 lần, độ trễ giảm 10 lần so với 5G. Điều đó có thể đúng nhưng hoàn toàn không đủ.

Mặc dù Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) chưa có chương trình nghiên cứu chính thức về 6G và cũng chưa có nhiều thảo luận ở các diễn đàn và sự kiện lớn, nhưng nhiều nhà phân tích đã bàn luận về tầm nhìn của công nghệ 6G. Nhiều ý kiến cho rằng tầm nhìn 6G sẽ không còn xem vấn đề kết nối, tốc độ truy cập là trung tâm như các mạng di động trước đây, mà ngắm vào những trụ cột mới hướng tới mô hình kiến trúc mới khác.

6G đang được hình dung như một nền tảng có thể đáp ứng các đổi mới đến từ nhiều lĩnh vực, bao gồm kết nối, điện toán, trí tuệ nhân tạo (AI), mạng cảm biến và ảo hóa. Những đổi mới này cần được thực hiện nguyên bản trong mạng lõi và mạng truy cập vô tuyến để có thể giải quyết những vấn đề tồn tại mà các hệ thống hiện nay phải đối mặt và tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo ra các ứng dụng và mô hình kinh doanh mới mà các thế hệ mạng hiện tại không thể thực hiện được.

Cơ sở hạ tầng 6G phải cung cấp các giải pháp tổng thể và từ đầu đến cuối để kích hoạt một loại ứng dụng mới, bao gồm metaverse, truyền thông avatar, bản sao số và mạng cảm biến. Các ứng dụng này có các yêu cầu mạng khắt khe hơn về dung lượng dữ liệu, độ nhạy thời gian, trí thông minh và chất lượng dịch vụ, vốn khó được thực hiện bởi các mạng thế hệ hiện tại, bao gồm cả 5G và 5G Advanced.

6G cũng sẽ được thiết kế để giải quyết các yêu cầu về phạm vi phủ sóng toàn cầu, hiệu quả phổ tần, lượng khí thải carbon, hiệu quả chi phí, an ninh mạng và trí thông minh nhúng thông qua triển khai AI tự nhiên.

Để đáp ứng các yêu cầu này, 6G cần được hỗ trợ bởi các trụ cột công nghệ bổ sung vốn được coi là không cần thiết trong các mạng thế hệ trước. 6G sẽ dựa trên ba trụ cột, đó là: hội tụ điện toán-truyền thông, hội tụ các công nghệ viễn thông và hội tụ giữa không gian số và vật lý để kích hoạt các ứng dụng metaverse.

Các trụ cột của tầm nhìn 6G

Trụ cột thứ nhất: hội tụ điện toán - truyền thông

Trong hệ thống truyền thông hiện nay hạ tầng kết nối và hạ tầng máy tính là hai lĩnh vực riêng biệt. Công nghệ 6G sẽ cần phải tìm ra cách tích hợp cơ sở hạ tầng máy tính và cơ sở hạ tầng kết nối, để giải quyết các nút thắt của hệ thống nhằm xử lý dữ liệu lớn so với 4G và 5G. Việc này chắc chắn cần nhiều thời gian nghiên cứu nhưng đó sẽ là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của 6G.

Trong khi 5G đang coi các chức năng tính toán (computing) và trí thông minh (intelligent) là các chức năng bổ sung có thể được triển khai từng bước trên đầu kết nối, thì trong kỷ nguyên 6G, tính toán và trí thông minh sẽ được triển khai nguyên bản trong mạng và sẽ được coi là bộ phận không thể thiếu của tiêu chuẩn 6G. Trí tuệ nhân tạo sẽ là một thành phần thiết yếu của kiến trúc mạng để kích hoạt trí thông minh theo yêu cầu (intelligent on demand), cho các hoạt động tự động của mạng, quản lý và điều phối dịch vụ hoặc để cung cấp các dịch vụ AI theo yêu cầu cho nhiều ứng dụng bên ngoài mọi lúc, mọi nơi.

Trong khi 5G chỉ tập trung vào việc sử dụng AI để tự tối ưu hóa mạng chứ không được thiết kế để cung cấp các tính năng AI gốc cho người dùng cuối, thì việc triển khai AI tự nhiên trong 6G sẽ mang trí thông minh đến gần hơn với người dùng cuối. Mục tiêu ở đây là cho phép các ứng dụng và dịch vụ khai thác các tài nguyên máy tính được kết nối sẵn có ở rìa mạng và dữ liệu mà chúng cần, để sử dụng tốt hơn các tài nguyên này. Các tài nguyên máy tính và truyền thông cần phải hội tụ với mục đích mang lại chất lượng dịch vụ từ đầu đến cuối cho các ứng dụng được thực hiện trên mạng 6G. Như vậy 6G sẽ không còn là một mạng lưới truyền thông truyền thống mà là một mạng lưới kết nối trí thông minh. Sự hội tụ giữa cơ sở hạ tầng điện toán và truyền thông trong 6G, sẽ cung cấp trải nghiệm phong phú hơn nhiều cho người dùng cuối.

Trụ cột thứ hai: hội tụ viễn thông

6G chắc chắn phải bao gồm nhiều công nghệ mạng, như truyền thông cố định, di động, và vệ tinh theo một khuôn khổ duy nhất. Sự hội tụ giữa các mạng này sẽ cho phép các luồng thông tin liền mạch trên nhiều thiết bị, cơ sở hạ tầng và nội dung.

Để cung cấp vùng phủ sóng toàn cầu và các dịch vụ viễn thông liền mạch và tiết kiệm chi phí, cơ sở hạ tầng mạng 6G phải phổ biến và không bị giới hạn bởi phạm vi phủ sóng của mạng thông tin vô tuyến, như trường hợp của 5G và các thế hệ mạng di động trước đó. 6G sử dụng tất cả các công nghệ truy cập dữ liệu có sẵn theo thế mạnh của chúng, cho dù đó là mạng cố định, mạng di động hay mạng vệ tinh. Điều này nhằm đảm bảo cung cấp các dịch vụ truyền thông và tính toán hiệu quả, nhanh nhẹn, mạnh mẽ, linh hoạt và thích ứng ở mọi nơi, mọi lúc phù hợp với nhu cầu của người dùng cuối. Hệ thống mạng phi mặt đất (Non Terrestrial Network-NTN), bao gồm liên lạc vệ tinh địa tĩnh, vệ tinh quỹ đạo thấp hoặc hệ thống máy bay không người lái phải là một phần không thể thiếu của việc triển khai mạng 6G. 6G cũng sẽ cho phép sử dụng các giao thức truyền thông từ thiết bị đến thiết bị (device to device-D2D).

Trụ cột thứ ba: hội tụ không gian vật lý và không gian số

6G sẽ được thiết kế để mang tất cả các loại dịch vụ và thông tin sử dụng cùng một cơ sở hạ tầng. Mạng 6G phải có khả năng đáp ứng các yêu cầu của các loại thiết bị khác nhau, từ cảm biến đơn giản đến thiết bị thông minh và các loại ứng dụng khác nhau thuộc miền vật lý hoặc miền ảo.

Ngoài ra, một làn sóng đổi mới kỹ thuật số đang hướng tới việc xây dựng metaverse, một tập hợp các nền tảng mở được kết nối với nhau nhằm mang thế giới ảo và không gian vật lý lại gần nhau trong một hệ sinh thái công nghệ duy nhất. 6G hứa hẹn sẽ xóa nhòa ranh giới giữa không gian ảo và thực. Công nghệ này sẽ cho phép mở rộng trải nghiệm người dùng cuối vượt ra ngoài thực tế để người dùng có thể hình dung, giám sát, vận hành hoặc thậm chí mô phỏng thực tế của các đối tượng vật lý trong thế giới kỹ thuật số mà không có bất kỳ ràng buộc vật lý nào. Điều này không chỉ cho phép điều khiển từ xa các đối tượng vật lý trong thời gian thực mà còn có thể cho phép mạng xác định và dự đoán các vấn đề tiềm ẩn mà không thể phát hiện được trong không gian thực.

Việc hiện thực hóa metaverse sẽ dựa vào việc triển khai rộng rãi các mạng lưới giác quan được kết nối với nhau, bao gồm máy ảnh, điốt quang, cảm biến quán tính, cảm biến thời gian bay, cảm biến môi trường xung quanh và cảm biến sinh trắc học. Mạng cảm giác sẽ đóng một vai trò cơ bản trong việc số hóa các tài sản vật lý và tạo ra thế giới bản sao số. Thực ra các mạng lưới giác quan đã được thí điểm với 5G Advanced nhưng 6G có thể sẽ cải thiện, phổ biến chúng và quan trọng nhất là mở rộng tiềm năng cho nhiều kịch bản ứng dụng hơn. Điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của nhiều trường hợp sử dụng sinh lợi trong thành phố thông minh, giao thông thông minh, sản xuất, chăm sóc sức khỏe, doanh nghiệp thông minh, giải trí, dịch vụ tiêu dùng và nhiều ngành dọc khác.

Kết luận

6G hứa hẹn sẽ có tác động đáng kể đến tăng trưởng kinh tế toàn cầu và sẽ tạo ra các cơ hội kinh doanh mới không thể có với mạng 5G và các mạng thế hệ trước. Công nghệ này sẽ là nền tảng cơ bản hướng tới metaverse. Nó hứa hẹn mang đến trí thông minh gần gũi với người dùng cuối trong khi xây dựng cầu nối giữa không gian thực và không gian ảo để tạo ra các ứng dụng mới, đồng thời cho phép ngành công nghiệp tối ưu hóa tốt hơn hoạt động của họ và lập kế hoạch kinh doanh các sản phẩm và dịch vụ trong tương lai.

Để hiện thực hóa tầm nhìn này, 6G nên dựa nền tảng của nhiều công nghệ, bao gồm điện toán, AI và mạng viễn thông kết hợp với nhau và thúc đẩy những thay đổi về cấu trúc đối với cách thiết kế cơ sở hạ tầng di động. Các giải pháp công nghệ mạng phải dựa trên ba trụ cột hội tụ được thảo luận trên đây để hiện thực hóa tầm nhìn 6G./.