Mạng 6G - “Chìa khoá” mở ra kỷ nguyên giao thông thông minh

“

Tóm tắt:
- Mạng 6G không chỉ là một bước tiến công nghệ, mà còn là một động lực mạnh mẽ thúc đẩy sự phát triển của giao thông thông minh
- Kiến trúc mạng 6G dành cho hệ thống giao thông thông minh (ITS) sẽ mở rộng và vượt trội so với 5G ở cả cấp độ mạng vật lý, xử lý dữ liệu, AI tích hợp, và khả năng tự tổ chức hệ thống.
- Mạng 6G đang dần thành hình, tuy nhiên các vấn đề liên quan đến an ninh mạng, bảo mật dữ liệu cá nhân và việc thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật chung trên toàn cầu cũng cần được giải quyết thấu đáo

Mạng thông tin di động 6G (Sixth Generation Mobile Network) là thế hệ tiếp theo của công nghệ di động, kế thừa và vượt trội so với 5G cả về tốc độ, độ trễ, khả năng kết nối, và nhiều khía cạnh khác.

Dự kiến 6G sẽ được triển khai thương mại vào khoảng năm 2030, tuy nhiên quá trình nghiên cứu và thử nghiệm đã bắt đầu từ sớm ở nhiều quốc gia như Mỹ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản và các nước châu Âu. Mạng di động thế hệ thứ sáu (6G) hứa hẹn sẽ mang đến một cuộc cách mạng cho nhiều lĩnh vực, và giao thông thông minh là một trong những ngành được kỳ vọng hưởng lợi nhiều nhất.

Với những cải tiến vượt bậc về tốc độ, độ trễ cực thấp, khả năng kết nối hàng loạt thiết bị và tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) sâu rộng, 6G được xem là nền tảng chủ chốt để hiện thực hóa một hệ thống giao thông an toàn, hiệu quả và bền vững hơn.

Bài báo trước hết sẽ đưa ra những đánh giá về mức độ đáp ứng của mạng 5G đối với một hệ thống giao thông thông minh sau đó sẽ phân tích kiến trúc mạng 6G dự kiến cho hệ thống giao thông thông minh từ đó chỉ ra được những điểm cải tiến lớn của 6G trong lĩnh vực này cũng như những thách thức và lộ trình phía trước.

Mạng 5G đáp ứng đủ yêu cầu của một hệ thống giao thông thông minh hiện đại

Thế giới đang chứng kiến những bước tiến thần tốc của công nghệ kết nối, và 5G chỉ là bước đệm cho một tương lai còn tham vọng hơn với 6G. Theo các chuyên gia, 6G sẽ không chỉ đơn thuần là một bản nâng cấp về tốc độ. Nó mang trong mình tiềm năng cách mạng hóa cách chúng ta di chuyển, với tốc độ truyền tải dữ liệu có thể nhanh hơn 5G hàng trăm lần, độ trễ giảm xuống mức gần như bằng không (dưới 1 mili giây) và khả năng kết nối hàng triệu, thậm chí hàng tỷ thiết bị trên một phạm vi hẹp.

Quan trọng hơn, 6G được thiết kế với trí tuệ nhân tạo (AI) là cốt lõi, cho phép các hệ thống tự học hỏi, tối ưu và đưa ra quyết định thông minh.

Về lý thuyết, mạng 5G có thể hỗ trợ hiệu quả cho hệ thống giao thông thông minh (ITS) ở giai đoạn hiện tại, đặc biệt trong việc cải thiện tốc độ truyền dữ liệu của mạng 4G cũ, giảm độ trễ và hỗ trợ kết nối đồng thời nhiều thiết bị IoT. Tuy nhiên, để hiểu rõ được mức độ hiệu quả thì cần đánh giá 5G theo các yêu cầu kỹ thuật cốt lõi của một hệ thống ITS, bao gồm:

- Độ trễ thấp tuy nhiên chưa thực sự tối ưu cho tự hành: 5G URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communications) cung cấp độ trễ khoảng 1–10 ms, với độ trễ này thì sẽ phù hợp cho: Đèn giao thông thông minh, giám sát thời gian thực, cảnh báo va chạm sớm còn đối với xe tự hành cấp độ cao (Level 4-5 đòi hỏi độ trễ dưới 1ms) thì chưa thể đáp ứng được.

- Tốc độ truyền dữ liệu: 5G đạt được tốc độ tải xuống lý thuyết là 10Gbps nên đủ dùng cho việc truyền dữ liệu video từ camera giám sát và Rada cũng như chia sẻ bản đồ định dạng HD trong những khu vực nhỏ và vừa phải.

Tuy nhiên, đối với các ứng dụng trong tương lai như truyền video 8k LiDAR hoặc thực tế tăng cường đồng thời ở quy mô lớn thì vẫn cần phải có băng thông cao hơn nhiều.

- Kết nối số lượng lượng lớn thiết bị: Mạng 5G hỗ trợ 1 triệu thiết bị/km2 qua mMTC nên sẽ phù hợp cho các thành phố vừa và nhỏ hoặc các tuyến đường thông minh đơn lẻ còn đối với các siêu đô thị có mật độ phương tiện, cảm biến, thiết bị IoT rất cao thì không phù hợp.

- Độ tin cậy: 5G URLLC có độ tin cậy 99,999% nên đáp ứng đa số được các ứng dụng dân sự nhưng chưa đủ cho các hệ thống đòi hỏi sự an toàn tuyệt đối như xe tư hành trên đường cao tốc hoặc điều khiển giao thông không người trực tại các siêu giao lộ phức tạp.

- Định vị: 5G có hỗ trợ định vị thông qua tín hiệu sóng vô tuyến, độ chính xác cỡ mét nhưng lại chưa đáp ứng định vị centimet.

Đây chính là yêu cầu cơ bản đối với xe tự hành cấp độ cao và điều hướng làn đường tự động cần phải có.

- Hỗ trợ AI và EDGE Computing: 5G triển khai MEC (Multi-access Edge Computing) giúp xử lý dữ liệu gần nguồn phát sinh giúp phân tích video giao thông tại edge cũng như ra quyết định điều khiển tín hiệu đèn. Tuy nhiên khả năng tính toán và hỗ trợ AI phân tán vẫn còn rất hạn chế.

Từ những đánh giá trên có thể thấy rằng mạng 5G có hiệu quả đối với hệ thống giao thông thông minh trong giai đoạn đầu (Level 1-3). Tuy nhiên, 6G sẽ là nền tảng chiến lược cho các thành phố thông minh, xe tự hành, và tự động hóa toàn phần trong tương lai.

Kiến trúc mạng 6G dành cho hệ thống giao thông thông minh

Kiến trúc mạng 6G dành cho hệ thống giao thông thông minh (ITS) sẽ mở rộng và vượt trội so với 5G ở cả cấp độ mạng vật lý, xử lý dữ liệu, AI tích hợp, và khả năng tự tổ chức hệ thống.

Dưới đây là phân tích chi tiết theo khía cạnh kỹ thuật của kiến trúc mạng 6G dành cho ITS:

1. Tầng cảm biến thông minh (Smart Sensing Layer)

Tầng này sẽ bao gồm các thiết bị đầu cuối như xe tự lái, camera AIoT, cảm biến LIDAR, radar, UAV/drones giao thông, cảm biến hạ tầng (đèn tín hiệu, cột mốc ảo). Điểm cải tiến so với mạng 5G sẽ là:

- Hỗ trợ dải tần sub-THz (~100 GHz–1 THz) → truyền video cảm biến 8K, dữ liệu bản đồ HD.

Tích hợp AI ở thiết bị đầu cuối → xử lý sớm, giảm gánh nặng lên mạng (ví dụ: xe tự xử lý hình ảnh và chỉ gửi metadata).

- Siêu kết nối (Ultra Massive Machine-Type Communications – uMTC) → hàng triệu thiết bị/km² kết nối đồng thời với chi phí năng lượng thấp.

2. Tầng mạng truy nhập vô tuyến (6G RAN Layer)

Tầng này gồm các thành phần chính:

THz Base Stations: Trạm gốc 6G sử dụng sóng terahertz (THz) có độ trễ cực thấp và băng thông siêu rộng (~Tbps).

Intelligent Reconfigurable Surfaces (IRS): Bề mặt thông minh phản xạ sóng, giúp mở rộng vùng phủ sóng trong môi trường đô thị khó khăn (góc khuất, hẻm…).

Visible Light Communication (VLC): Giao tiếp bằng ánh sáng từ đèn giao thông, biển báo, giúp tăng thêm kênh truyền song song.

Các thành phần này sẽ bổ sung thêm các tính năng mới như: Zero-latency RAN (< 0.1 ms) cho giao tiếp V2X khẩn cấp (phanh đồng loạt, tránh va chạm) hay Multi-connectivity: Xe cùng lúc kết nối nhiều trạm gốc THz, vệ tinh và bề mặt thông minh → tăng độ tin cậy.

3. Tầng mạng lõi (6G Core Network)

Tầng mạng lõi có kiến trúc và chức năng như sau:

AI-Native Core: Mạng lõi tích hợp mô hình học sâu (deep learning) để dự đoán lưu lượng, tối ưu tài nguyên mạng, quyết định tự động hóa điều phối giao thông.

Network Slicing 2.0: Cắt mạng động theo ngữ cảnh giao thông. Ví dụ: tai nạn xảy ra → kích hoạt ngay slice khẩn cấp cho xe cấp cứu, camera khu vực, và trung tâm xử lý.

Digital Twin hỗ trợ giao thông: Mô hình hóa giao thông đô thị theo thời gian thực trong lõi mạng để dự đoán, mô phỏng và điều chỉnh kịp thời.

HyperEdge Computing: Mở rộng MEC thành các cụm tính toán phân tán (Edge Cluster) ở quy mô thành phố/phường.

4. Tầng kết nối không gian – Đất (Non-terrestrial Integration)

Tầng này có những tính năng rất quan trọng mà 5G không thể có được đó là Kết nối với vệ tinh LEO (Low Earth Orbit): Đảm bảo liên lạc V2X liên tục trên toàn cầu, đặc biệt ở vùng nông thôn, cao tốc, hải đảo. Tiếp theo là Tích hợp UAVs, HAPS (High-Altitude Platform Stations) làm trạm gốc tạm thời → cực hữu ích cho điều phối giao thông sự kiện lớn, cứu hộ, tai nạn.

5. Tầng trí tuệ (Intelligence Plane)

Đây là tầng chưa từng xuất hiện trong mạng 5G, tại đây mạng 6G sẽ thực hiện:

Tự học & tự tổ chức (Self-learning & Self-organizing Networks - SON).

Federated Learning: Xe học mô hình AI tại chỗ và chia sẻ thông tin học với mạng trung tâm mà không cần gửi dữ liệu → giảm tải và bảo mật tốt hơn.

Intent-Based Networking: Người vận hành (traffic control center) chỉ cần “đặt mục tiêu” (ví dụ: giảm ùn tắc khu vực A), hệ thống tự động điều phối lại tài nguyên mạng và hạ tầng.

Từ bảng so sánh 5G và 6G trong giao thông thông minh có thể thấy rõ được hệ thống giao thông thông minh được hưởng lợi rất nhiều từ công nghệ 6G. Sự gia tăng nhanh chóng về số lượng phương tiện, dân số đô thị và nhu cầu di chuyển đang đặt áp lực rất lớn lên hệ thống giao thông truyền thống.

Mặc dù mạng 5G đã phần nào hỗ trợ trong việc truyền dữ liệu nhanh và ổn định, song để đạt tới mức độ tự động hóa, an toàn và tối ưu toàn diện, các chuyên gia cho rằng mạng 6G là điều kiện tiên quyết.

Hệ thống giao thông thông minh sử dụng mạng 6G không chỉ phục vụ phương tiện cá nhân. Nó còn là xương sống cho vận tải công cộng tự động, logistics đô thị, quản lý năng lượng và cứu hộ khẩn cấp. Theo nhiều chuyên gia viễn thông, 6G sẽ là công nghệ nền cho “xã hội tự vận hành” - nơi mạng lưới không chỉ truyền dữ liệu, mà còn hiểu, ra quyết định và hành động thay con người trong những tình huống sống còn.

Thách thức và lộ trình phía trước

Dù viễn cảnh mà 6G mang lại vô cùng hấp dẫn, con đường phía trước không hề bằng phẳng. Chi phí đầu tư khổng lồ cho việc xây dựng và hoàn toàn có thể kỳ vọng vào một tương lai di chuyển an toàn hơn, hiệu quả hơn và thân thiện hơn với môi trường, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và thúc đẩy kinh tế - xã hội phát triển bền vững.

“

Tài liệu tham khảo:
1. Yuanwei Liu, Xiao Liu, Xidong Mu, Tianwei Hou, Jiaqi Xu, Marco Di Renzo, Naofal Al-Dhahir, Reconfigurable Intelligent Surfaces: Principles and Opportunities, IEEE, 2021
2. pandana Mande, Shaik Salma Asiya Begum, Nandhakumar Ramachandran Navigating the Future of Intelligent Transportation: Challenges and Solutions in 6G V2X and V2V Networks, EAI Endorsed Transactions on Internet of Things| | Volume 11 | 2025
3. Zina Cole, Tomás Lajous, Fabian Queder, Martin Wrulich, Shaping the future of 6G, McKinsey&Company, 2024
4. Liu, Z., Lee, H., Khyam, M. O., He, J., Pesch, D., Moessner, K., & Poor, H. V. (2020). 6g for vehicle-to-everything (v2x) communications. [Online] Availabile at https://arxiv.org/ pdf/2012.07753.pdf
5. M. Noor-A-Rahim et al., “6G for Vehicle-to-Everything(V2X) Communications: Enabling Technologies,Challenges, and Opportunities,” in Proceedings of the IEEE, vol. 110, no. 6, pp. 712-734, June 2022

(Bài viết đăng ấn phẩm in Tạp chí TT&TT số 5 tháng 5/2025)