Mạng 6G thử nghiệm tại Nhật Bản có tốc độ "sốc" 1Tb/s

Theo AsiaTimes, trong hơn một thập kỷ qua tiềm năng đầy đủ của viễn thông 6G dường như vẫn đang được bỏ ngỏ, nhưng người Nhật đã bắt đầu xây dựng nó với nền tảng công nghệ và mạng lưới nội địa của họ.

Vào ngày 30/5, viện nghiên cứu mạng của Nhật Bản tại Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Quốc gia (NICT) đã công bố việc nghiên cứu thành công tốc độ truyền tải lên đến 1 Petabit mỗi giây với một sợi cáp quang đa lõi có đường kính bọc tiêu chuẩn.

Tiếp đó vào ngày 6/6, hãng viễn thông di động hàng đầu Nhật Bản NTT DOCOMO; công ty mẹ, nhà cung cấp dịch vụ điện thoại cố định và trung tâm R&D NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation); các nhà sản xuất thiết bị viễn thông NEC và Fujitsu; và nhà sản xuất thiết bị viễn thông Nokia của Phần Lan đã công bố kế hoạch “tiến hành các cuộc thử nghiệm những công nghệ truyền thông di động mới để tung ra mục tiêu thương mại các dịch vụ 6G vào khoảng năm 2030”.

Như một phần của thông báo từ NICT, cơ quan này cho biết:

Một petabit tương đương với 1/4 tỉ bit dữ liệu hoặc 1 triệu gigabit. Mạng 5G có tốc độ truyền dữ liệu tối đa lý tưởng là 10 gigabit/giây (Gbps). Do đó tốc độ truyền tải dữ liệu của 6G có thể nhanh hơn 5G đến 100.000 lần. NICT lưu ý rằng 1 petabit mỗi giây tương đương với 10 triệu kênh phát sóng định dạng 8K mỗi giây.

Để tham khảo, các yêu cầu của International Mobile Communications-2020 (tiêu chuẩn IMT-2020) đối với 5G là: Tốc độ dữ liệu đỉnh của downlink là 20Gbps và tốc độ dữ liệu đỉnh của uplink là 10Gbps. Nhưng tốc độ 5G trong thực tế chậm hơn nhiều.

Đây là một bước tiến quan trọng đối với việc hiện thực hóa các kết nối cáp quang có thông lượng cực cao với các sợi quang có đường kính bọc tiêu chuẩn, tương thích với các công nghệ cáp hiện có và có thể được áp dụng trong thời gian tới. Nói cách khác, về mặt lý thuyết, Internet với tốc độ cao đến mức không tưởng có thể thực hiện được với cơ sở hạ tầng hiện có.

Nhật Bản và Nokia hợp tác nghiên cứu phát triển mạng 6G.

Đây là một bước tiến lớn, nhưng chúng ta vẫn phải nhìn về thực tại, theo một thông cáo báo chí của NTT DOCOMO, hãng này nói sẽ còn một chặng đường dài để hiện thực hóa công nghệ 6G.

“Việc tung ra các dịch vụ 6G sẽ yêu cầu xác minh thêm nhiều công nghệ di động mới, bao gồm cả những công nghệ cần thiết để sử dụng các tần số ở băng tần milimet và sub-terahertz (trên 6 GHz), ngoài các băng tần dành cho các dịch vụ 5G hiện có. Các thử nghiệm cũng được kỳ vọng sẽ xác minh các phương thức truyền tải không dây dựa trên AI. DOCOMO và NTT sẽ cùng tiến hành các thử nghiệm thử nghiệm với 3 nhà cung cấp, tập trung vào các công nghệ di động sử dụng dải băng tần 6G mới và công nghệ không dây dựa trên AI.

Hệ thống 6G mới sẽ vượt xa hiệu suất của 5G, đồng thời cung cấp tốc độ cao, dung lượng lớn và độ trễ thấp, sử dụng các băng tần cao mới như băng tần sub-terahertz trên 100GHz, mở rộng phạm vi liên lạc trên bầu trời, tại trên biển và trong không gian, đồng thời tiêu thụ điện năng cực thấp và các dịch vụ thông tin liên lạc có chi phí thấp hơn.”

DOCOMO và NTT có kế hoạch bắt đầu thử nghiệm 6G trong nhà vào năm tài chính này, kết thúc vào tháng 3/2023 và thử nghiệm ngoài trời vào năm sau.

Những thách thức về công nghệ

Để hoàn thành việc nghiên cứu và triển khai 6G, những hãng công nghệ và viễn thông lớn của Nhật Bản đã bắt tay cùng Nokia và phân chia nhiều nhiệm vụ khác nhau cho mỗi bên trong quá trình hiện làm việc.

Nokia sẽ cung cấp giải pháp mạng 6G dựa trên AI (trí tuệ nhân tạo) và ML (máy học).

NEC và Fujitsu sẽ cung cấp thiết bị MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) phân tán. MIMO có khả năng tăng dung lượng của mạng truyền thông bằng cách truyền đồng thời các tín hiệu nhận được và tách các tín hiệu đó bởi nhiều ăng-ten.

NEC cũng sẽ cung cấp thiết bị truyền dẫn OAM (Orbital Angular Momentum), sử dụng phương pháp ghép kênh không gian của sóng vô tuyến băng tần cao để đạt được kết quả tương tự. Nó cũng sẽ hoạt động trên việc tối ưu hóa quá trình xử lý tín hiệu bằng trí tuệ nhân tạo.

Fujitsu sẽ nhắm mục tiêu phát triển các thiết bị không dây tần số cao sử dụng chất bán dẫn hợp chất như gali nitride (GaN) và phốt pho indium (InP). Vì tính linh động của electron trong các hợp chất này cao hơn so với các chất bán dẫn silicon thông thường, cho phép hoạt động nhanh hơn.

Bên ngoài công nghệ, những trở ngại khác như sự cạnh tranh là điều không thể tránh khỏi. Nhật Bản và Nokia có vẻ đang có lợi thế hơn trong thời điểm hiện tại, nhưng các công ty và tổ chức nghiên cứu khác của châu Âu, Hàn Quốc, Mỹ và Trung Quốc dường như cũng đang rất nóng lòng.

Tuy nhiên, tập đoàn Nhật Bản đang sở hữu chuyên môn trong toàn bộ chuỗi cung ứng, từ R&D đến các thành phần, thiết bị và việc vận hành mạng lưới. Nên có thể thấy vị trí độc tôn trong của quốc gia này về việc nghiên cứu 6G trong thời gian sắp tới.