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

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 được 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. Các thành viên của nhóm nhà khoa học Trung Quốc từ chối bình luận.

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 của Elon Musk, 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”.

Trung Quốc dự kiến triển khai mạng di động 6G từ 2030

Trung Quốc đã đạt được nhiều thành tựu công nghệ những năm gần đây, cụ thể là trong việc triển khai mạng 5G của nước này. Trung Quốc đã sử dụng 5G để thúc đẩy các mục tiêu an ninh quốc gia và tăng thị phần toàn cầu trong lĩnh vực viễn thông.

Dự kiến Trung Quốc bắt đầu triển khai mạng di động 6G từ năm 2030. Cuối năm 2020, Trung Quốc đã phóng thành công một vệ tinh thử nghiệm mang theo các ứng cử viên cho công nghệ 6G tiềm năng, với hy vọng xác minh hiệu suất của dải tần số 6G trong không gian.

Chính phủ Mỹ cũng đang có kế hoạch phát triển mạng 6G với hi vọng sẽ mang lại cho nước này lợi thế công nghệ trong tương lai. Kế hoạch này được đưa ra trong bối cảnh Mỹ lo ngại về những tiến bộ nhanh chóng của Trung Quốc trong lĩnh vực viễn thông.

Cuối tháng 4, Nhà Trắng đã gặp gỡ các nhà lãnh đạo công ty, quan chức công nghệ và chuyên gia học thuật để thảo luận về chiến lược phát triển mạng 6G sắp tới.

“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 nhân viên chính phủ Mỹ cho biết thêm.

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

6G được kì vọng là nền tảng cho kỷ nguyên thông minh, không chỉ giúp con người tương tác với nhau mà còn giúp kết nối giữa thiết bị với thiết bị không có độ trễ nhờ khả năng truyền tải tốc độ cao. Song đến nay, thế giới vẫn chưa thống nhất các tiêu chuẩn kỹ thuật và tần số hỗ trợ 6G.

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

Theo các chuyên gia trong ngành, mạng di động 6G dự kiến sẽ nhanh hơn và đáng tin cậy hơn 5G hiện tại, đồng thời cung cấp độ trễ thấp hơn và sử dụng phổ vô tuyến hiệu quả hơn. Các chuyên gia cho biết 6G sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu có thể lên đến 1 terabit/giây (1 terabit = 1.000 gigabit).

Các mạng này có khả năng sử dụng các công nghệ mới như sóng terahertz để cải thiện truyền thông không dây, giúp kích hoạt các ứng dụng như thực tế ảo độ nét cao, giao tiếp 3D thời gian thực và những tác vụ dữ liệu có độ phức tạp cao khác mà không thể thực hiện được với công nghệ hiện tại.