Công nghệ mạng 6G và những ứng dụng tiềm năng

Đầu tư xây dựng hệ thống mạng di động là rất lớn, theo một nghiên cứu của tổ chức GSMA Intelligence, giai đoạn từ 2018 - 2025 nhu cầu vốn đầu tư của các nhà mạng vào 5G trên thế giới lên tới 1.000 tỷ USD. Vì vậy, để công nghệ mạng 6G được triển khai, số tiền đầu tư sẽ còn lớn hơn rất nhiều.

Các ứng dụng tiềm năng của mạng 6G bao gồm:

Xã hội siêu thông minh (Super - Smart society): Nhà thông minh sẽ được triển khai rộng rãi khi các thiết bị thông minh đều có khả năng kết nối và điều khiển từ xa. Giao thông thông minh với hệ thống điều khiển, xe tự hành, taxi bay có thể được triển khai dựa trên công nghệ mạng 6G. Thành phố thông minh được xây dựng dựa trên các hệ thống giám sát môi trường, hệ thống điều khiển tối ưu năng lượng nhằm nâng cao mức sống của người dân.  

Internet của mọi thứ (IoE): Mạng 6G ngoài việc đảm bảo kết nối với số lượng lớn các thiết bị như máy tính, cảm biến và mọi loại thiết bị vật lý, còn bảo đảm tích hợp 4 thành phần quan trọng là dữ liệu, con người, quy trình và thiết bị vật lý thành một thể thống nhất. IoE sẽ là thành phần quan trọng để xây dựng xã hội thông minh bao gồm ô tô thông minh, công nghiệp thông minh, sức khỏe thông minh.  

Trí tuệ nhân tạo (AI): AI sẽ được tích hợp vào hệ thống mạng 6G, tất cả các thành phần mạng như các thiết bị vật lý, xử lý tín hiệu, quản lý tài nguyên, dịch vụ kết nối sẽ được hợp nhất và quản lý sử dụng AI.   

Thực tại ảo mở rộng (Extended reality - XR): XR là bước tiếp theo của thực tại ảo (VR), thực tại ảo tăng cường (AR) và thực tại ảo hỗn hợp (MR). Ngoài việc các đối tượng được mô phỏng 3D và điều khiển AI, trải nghiệm người dùng sẽ được hỗ trợ bởi cả 5 giác quan nghe, nhìn, khứu giác, vị giác, xúc giác thông qua các cảm biến. Với băng thông tốc độ và ổn định cao, độ trễ thấp, mạng 6G sẽ bảo đảm chất lượng trải nghiệm của người dùng.  

Giao diện bộ não và máy tính (The Brain - Computer Interface - BCI):Nhằm mục tiêu điều khiển thiết bị đặc biệt, các thiết bị trong nhà hoặc trong hệ thống y tế, BCI sẽ thu nhận các tín hiệu từ bộ não và chuyển đến các thiết bị số, phân tích và diễn dịch tín hiệu thành các lệnh điều khiển thiết bị. Các đặc tính của truyền thông không dây của mạng 6G cho phép thiết lập hệ thống BCI trong cuộc sống hằng ngày.  

Thành phần cấu trúc của công nghệ mạng 6G

Tích hợp mạng vệ tinh: Cho phép mạng 6G khả năng di động toàn cầu. Việc tích hợp mạng mặt đất, mạng vệ tinh, vệ tinh quỹ đạo tầm thấp, máy bay, thiết bị bay không người lái trở thành hệ thống mạng di động duy nhất là một đặc tính nổi trội của mạng 6G. Việc tích hợp các thiết bị truyền thông ở các tầng không gian khác nhau sẽ xây dựng thành mạng siêu kết nối 3D khắp nơi, bao gồm vũ trụ, không gian, mặt đất, dưới biển.  

Kết nối thông minh: Là một tiêu chuẩn mới của mạng 6G so với các mạng di động thế hệ trước. Mạng 6G sẽ chuyển đổi và nâng cấp kết nối thông thường thành kết nối thông minh. Công nghệ AI sẽ được thâm nhập, trải khắp trong quá trình truyền thông, điều khiển và quản lý các tầng mạng.  

Tích hợp truyền thông tin và năng lượng: Mạng 6G không chỉ cho phép truyền thông tin mà còn truyền năng lượng không dây nhằm sạc các thiết bị, như điện thoại di động, các cảm biến. Các công nghệ truyền năng lượng không dây (Wireless power transfer - WPT) sẽ được tích hợp vào hệ thống.  

Xu thế trên thế giới

Mạng 6G hứa hẹn sẽ số hóa và kết nối toàn thế giới. Nhiều nước đã sẵn sàng cho cuộc đua về nghiên cứu triển khai công nghệ mạng 6G. Tại Mỹ,Ủy ban Truyền thông liên bang (Federal Communications Commission  - FCC) cung cấp giấy phép cho các thử nghiệm dải tần từ 95 GHz tới 3 THz. Hội Kỹ sư điện và điện tử (IEEE) và Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) thực hiện các nghiên cứu định hướng cho công nghệ mạng tương lai. Năm 2020, SpaceX đã phóng vệ tinh Starlink lần thứ 9 nâng tổng cộng khoảng 600 vệ tinh lên quỹ đạo và bắt đầu thử nghiệm cung cấp dịch vụ Internet vệ tinh ở khu vực Canada và Bắc Mỹ. Nhằm thực hiện tham vọng phủ sóng Internet trên toàn cầu từ vệ tinh, SpaceX sẽ phóng lên quỹ đạo khoảng 12.000 vệ tinh ở độ cao từ 335km đến 1.325km. Đến nay, có gần 20 công ty, tập đoàn lớn phát triển chùm vệ tinh.    

Tại châu Âu (EU):Dự án EU's Terranova project hướng tới kết nối trên mạng 6G với tốc độ 400 Gbps ở dải tần terahertz.    

Tại Hàn Quốc: Tập đoàn LG và Viện Nghiên cứu KAIST hợp tác xây dựng trung tâm nghiên cứu về công nghệ mạng 6G. Tập đoàn Samsung và SK Telecom cùng hợp tác để phát triển công nghệ và mô hình kinh doanh trên mạng 6G.  

Tại Trung Quốc, Bộ Khoa học và Công nghệ lên kế hoạch với hai nhóm phát triển mạng 6G: Nhóm thứ nhất thuộc Chính phủ Trung Quốc nhằm xây dựng các chính sách thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển mạng 6G; nhóm thứ hai là tập hợp của 37 trường đại học, viện nghiên cứu và công ty tập trung phát triển mảng kỹ thuật của mạng 6G.  

Tại Nhật Bản, chính phủ đã sẵn sàng 2 tỷ USD hỗ trợ cho doanh nghiệp trong nghiên cứu công nghệ mạng 6G. Tập đoàn NTT của Nhật Bản và Intel đã ký thỏa thuận hợp tác cùng phát triển mạng 6G.  

Việt Nam thường đi sau thế giới từ 7 - 10 năm đối với các mạng di động 2G, 3G, 4G. Đối với mạng 5G, chúng ta đã thực hiện các thử nghiệm từ năm 2019, kỳ vọng đưa Việt Nam vào các nhóm nước đầu tiên trên thế giới triển khai mạng 5G, sau các nước như Mỹ, Hàn Quốc, Nhật Bản, Australia.  

Khoảng cách của Việt Nam khá xa so với thế giới về năng lực nghiên cứu và triển khai trong lĩnh vực viễn thông bởi thời gian từ việc triển khai thử nghiệm đến khai thác thương mại thường kéo dài trung bình đến 5 năm đối với các mạng di động thế hệ trước. Đối với mạng 6G, các nước hiện nay đều có cơ hội như nhau về mặt thời gian để có thể dẫn đầu về nghiên cứu, triển khai mạng 6G, nhưng không phải nước nào cũng đủ năng lực về khoa học và công nghệ cũng như tài chính để tham gia cuộc đua ngay từ thời điểm này.    

Việt Nam có nhiều hạn chế nếu tham gia các lĩnh vực yêu cầu đầu tư tốn kém như dự án vệ tinh, các dự án sản xuất chip cho các thiết bị truyền thông THz, truyền thông quang, nhưng cũng có khá nhiều thế mạnh trong các hướng tham gia như: Nghiên cứu và sản xuất các thiết bị đầu cuối 6G; Nghiên cứu chuyên sâu trong việc tối ưu, điều khiển trong hệ thống mạng 6G; Nghiên cứu công nghệ AI cho hệ thống quản trị, xử lý dữ liệu trong hệ thống mạng 6G; Nghiên cứu các bài toán an toàn, bảo mật Blockchain để giải quyết bài toán an toàn trong hệ thống mạng mới./.

Hoàng Hà