Mạng 6G và xu thế công nghệ tương lai

Trong lúc mạng 5G đang tiếp tục được triển khai, các kỹ sư và những nhà lập pháp đã bắt đầu nghĩ tới mạng 6G trong thập niên tiếp theo. Chẳng hạn, một nhóm phụ trách thuộc trung tâm Chính sách Công nghệ của đại học Purdue đã được thành lập để triển khai lộ trình phát triển mạng 6G, với sự tham gia của Cisco, Dell, Ericsson, Intel, Nokia, Qualcomm và những đối tác khác.

Câu hỏi đặt ra là tại sao phải nghĩ tới thế hệ mạng di động tiếp theo, khi mà tốc độ mạng 5G hiện vẫn cần thêm thời gian để đạt được độ tối ưu như những gì công nghệ này đã được quảng bá. Mạng 6G trở thành thế hệ kết nối mọi thứ, không chỉ ở tốc độ cao mà còn ở những gì công nghệ này mang lại:

Nền tảng kết nối ngang hàng: Thay vì một ngành công nghiệp theo chiều dọc như xe hơi hoặc y tế, kết nối không dây trong kỷ nguyên mạng 6G sẽ đóng vai trò nền tảng quan trọng cho hầu hết các ngành công nghiệp. Từ sản xuất, chuỗi cung ứng cho tới phương tiện tự lái và nông nghiệp chính xác đều sẽ dựa vào công nghệ này.

Tập trung vào độ trễ: Để sử dụng công nghệ tương đương với một “siêu anh hùng”, mạng 6G không chỉ như “Hulk”, mà còn phải là “Flash”. Thế hệ mạng không dây trước đó tập trung vào thông lượng, với số lượng bits thu phát trong mỗi giây. Mạng 6G sẽ tập trung hơn vào độ trễ: Mất bao nhiêu giây để phản hồi và ghi nhận? Cách thường được sử dụng là phân tích và thu thập dữ liệu trong ngành công nghiệp 4.0, như kết nối vạn vật tương tác với nền tảng thực tế ảo tăng cường.

Mạng kết nối không đồng nhất: Có nhiều loại mạng khác nhau như mạng di động phủ sóng ở không gian lớn ngoài trời, mạng WiFi kết nối trong nhà hoặc tốc độ thấp để sử dụng ngoài trời, mạng vệ tinh ở quỹ đạo thấp… 6G sẽ là tập hợp của những mạng kết nối không đồng nhất, đôi khi còn cạnh tranh nhau. Nó bao gồm cả mạng di động công cộng và mạng dùng riêng trong doanh nghiệp.

Để đạt được tiềm năng, mạng 6G đòi hỏi những tiến bộ về công nghệ phổ tần vô tuyến và kiến trúc mạng. Hãy cùng nhìn vào sáng kiến về kiến trúc mạng với ba ví dụ sau đây.

Mạng tân tiến hơn. Năm 2009, thời điểm trước khi mạng 4G LTE vận hành, phòng Edge Lab của trường đại học Princeton tập trung vào khả năng kết nối, tính toán và điều khiển chuyển đổi tới gần người dùng hơn. Khi nền tảng đám mây trở nên phổ biến đã cho phép Internet vạn vật (IoT) và giai đoạn máy học tạo ra mạng biên, một sáng kiến hàng đầu đem lại những lợi ích có thể gói gọn lại bằng khái niệm SCALE: An ninh, Nhận diện, Tốc độ, Độ trễ và Hiệu suất. Xu hướng điện toán biên trong mạng 5G đã được tăng tốc và sẽ đạt tới toàn bộ tiềm năng với mạng 6G.

Mạng mở hơn. Kiến trúc mạng tập trung vào mô-đun hóa để phân tích và kiểm soát. Hãy thử nghĩ tới một hệ thống giải trí trong ngôi nhà của bạn: màn hình, loa, đầu thu âm thanh, điều khiển từ xa… và một cổng kết nối chúng với nhau. Mạng Internet dựa trên mô-đun hóa chia thành các “lớp” và kiến trúc mạng mở cho phép các mô-đun chuyển đổi qua lại khắp các lớp của toàn bộ hệ thống mạng. Các công ty Mỹ có lợi thế về tích hợp mạng mở sẽ cung cấp các giải pháp linh hoạt cho khách hàng của họ.

Chia sẻ nhiều hơn. Giá trị kết nối cao phần lớn đặt với những ứng dụng vận hành trên đỉnh của hạ tầng mạng. Hạ tầng mạng, cũng như phổ tần vô tuyến cơ bản khi sử dụng có thể liên tục được tách ra và chia sẻ để giảm chi phí phát triển và bảo trì. Tại một vài thời điểm, nhu cầu dành cho công nghệ mới trong việc chia sẻ sẽ đạt đến điểm tới hạn cho việc phát triển rộng rãi trong thập kỷ này.

Những sáng kiến từ phòng nghiên cứu sẽ bắt đầu được thử nghiệm thực tế, thực hiện các bước chuyển tiếp hướng tới mạng 6G tại trường đại học Purdue và Indianapolis:

Băng tần sóng milimet khu vực đô thị: Chúng tôi đã hợp tác với công ty Phát triển Kinh tế Indiana và viện Nine Twelve triển khai “Indy 5G Zone”. Cách không xa trường đua Indy 500 tại Indianapolis, Indy 5G Zone là khu vực phát triển kinh tế dành cho những công ty áp dụng mạng 5G nhưng cũng cài đặt cell kiểm tra có thể lập trình được. Thử nghiệm được tiến hành tại đây cho ra kết quả bất ngờ về tác động của giao thức mạng lên độ trễ cần thiết để thực hiện quá trình thu thập, phân tích dữ liệu.

Phủ sóng vùng nông thôn: Purdue Research Foundation và các đối tác địa phương đã phủ sóng tới những nông trại gần đó sử dụng dịch vụ vô tuyến băng thông rộng dân dụng (CBRS) – một dạng băng thông có thể chia sẻ ở tầm xa cho chi phí thấp hơn.

Mạng biên mở cá nhân hóa: Cùng với những đối tác tư nhân, chúng tôi triển khai kiến trúc mạng biên nhắm đưa nghiên cứu vào cộng đồng dân cư. Từ nền tảng hàng ngang và mạng kết nối không đồng nhất, chúng tôi xây dựng mạng cá nhân tại khu sản xuất, an toàn công cộng và vận chuyển thông minh.

Lộ trình phát triển mạng 6G sẽ yêu cầu sự phối hợp chặt chẽ giữa ngành công nghiệp, trường học, khu vực công và những tổ chức tiêu chuẩn. Mạng 6G sẽ được ra mắt trước khi thập niên này khép lại, sẽ không chỉ dành riêng cho điện thoại mà cho toàn bộ những thứ chung quanh ta.

Biên dịch: Minh Tuấn