Mạng 6G: Xu thế của tương lai

Giới chuyên môn cho rằng, công nghệ mạng 6G sẽ là một cuộc cách mạng lớn so với các thế hệ mạng trước đó. Mạng 6G hứa hẹn sẽ số hoá và kết nối toàn thế giới. Nhiều nước đã sẵn sàng cho cuộc đua về nghiên cứu triển khai công nghệ mạng 6G.

Theo chu kỳ, mỗi thế hệ mạng mới thường được triển khai sau mỗi 10 năm, mạng 6G được dự đoán sẽ được đưa vào khai thác thương mại vào năm 2030. Hiện tại, chỉ một số ít người dùng trên thế giới được sử dụng mạng 5G, còn phần lớn vẫn đang sử dụng mạng 4G hoặc 3G, tuy nhiên đã khá nhiều nước bắt đầu chuẩn bị cuộc đua về công nghệ mạng 6G. Vậy công nghệ mạng 6G là gì?

Mạng 6G và những khác biệt so với những thế hệ trước đó

Mạng 6G là mạng di động thế hệ thứ sáu, tiếp bước thế hệ trước đó là 5G. Sự khác biệt đầu tiên mà chúng ta có thể thấy rõ ràng nhất đó chính là tốc độ. Sau mỗi thế hệ mạng di động, tốc độ sẽ là yếu tố quan trọng nhất cần phải được cải thiện và mạng 6G cũng như vậy. Mạng di động thế hệ thứ 6 sẽ sử dụng thiết bị vô tuyến tiên tiến hơn, có lượng sóng lớn hơn và đa dạng hơn so với 5G. Điều này bao gồm cả việc sử dụng phổ tần số cực cao (Extreme High Frequency) mang lại tốc độ cực cao và dung lượng lớn trong khoảng cách ngắn. Nếu như, mạng 4G trên lý thuyết có đạt tốc độ là 100 Mbps (tức 12.5 MB mỗi giây), tốc độ 5G có thể đạt đến 10 Gbps hoặc cao hơn, ngay cả ở vùng rìa phủ sóng, tốc độ vẫn đạt từ 1 đến vài trăm Mbps. Tuy nhiên mạng 6G có thể làm tốt hơn thế, tốc độ của 6G có thể đạt đạt 100 Gbps (tức 12.5 GB mỗi giây). Với tốc độ cực khủng như vậy, bạn hoàn toàn có thể tải 6 bộ phim độ phân giải 2K thời lượng 2 giờ đồng hồ chỉ với 1 giây.

Mạng 6G cho thấy sự khác biệt đầu tiên là về tốc độ. 

Tuy nhiên, mục tiêu của mạng 6G không phải chỉ ở tốc độ, mà còn nhằm giải quyết các vấn đề còn tồn tại của mạng 5G và hướng tới giải quyết các yêu cầu của tương lai. Hầu hết người dùng phổ thông hiện nay sử dụng mạng di động ít khi sẽ vượt quá 100 Gbps (12.5 GB/s). Tuy nhiên tốc độ cao của mạng di động sẽ hữu dụng trong nhiều lĩnh vực khác chẳng hạn như AI, hỗ trợ các trung tâm dữ liệu, IoT, giao tiếp tầm xa hay thậm chí tích hợp mạng vệ tinh,... Và mạng 6G hoàn toàn có thể đáp ứng được những yêu cầu trong các lĩnh vực ở trên.

Mục tiêu của mạng 5G là gắn kết tất cả các lĩnh vực kinh tế-xã hội, nhằm xây dựng hệ sinh thái thông tin mà trung tâm là người dùng. Nhưng do hạn chế về công nghệ, mạng 5G vẫn còn nhiều giới hạn về truyền thông như độ cao, độ sâu, độ rộng. Mặc dù được coi là mạng của Internet vạn vật (IoT) nhưng mạng 5G vẫn còn khoảng cách khá xa để đạt được tính phổ quát khắp nơi (ubiquitous). Về không gian truyền thông, mạng 5G hạn chế truyền thông trong độ cao cỡ vài nghìn mét so với mặt đất và ở độ sâu dưới mặt đất, mặt biển. Mục tiêu của mạng 6G là giải quyết các hạn chế của mạng 5G, hướng tới khả năng kết nối không gian-khí quyển-mặt đất-dưới biển. Bốn định hướng chính về kết nối đang được nghiên cứu là: Kết nối thông minh (Intelligent Connectivity), kết nối sâu (Deep Connectivity), kết nối không đồng nhất (Holographic Connectivity) và kết nối khắp nơi (Ubiquitous Connectivity).

Mặc dù mạng 5G đã giúp con người khai thác AI (trí tuệ nhân tạo) để tối ưu hóa, phân bố tài nguyên và xử lý dữ liệu, độ trễ cực thấp dưới một phần nghìn giây. Tuy nhiên mạng 6G còn có thể làm tốt hơn như vậy khi có thể khiến AI trở nên thông minh hơn, tốc độ xử lý sẽ gần bằng não người, theo thông tin từ trang Gizchina. Nếu quả thực là như vậy, con người sẽ ngày càng tiến gần đến một xã hội số hóa, thông minh với mọi thứ được tổ chức, sắp xếp một cách khoa học thông qua AI.

Mạng 6G cũng sẽ tiêu thụ ít điện năng hơn so với người tiền nhiệm của mình. Bạn có thể nghĩ nó không cần thiết nhưng sự hiệu quả trong việc tiêu thụ năng lượng đóng một vai trò rất quan trọng đối với môi trường nói riêng và với sự bền vững của ngành công nghệ mạng di động nói chung. Nếu bạn chưa biết, theo một số báo cáo đã ước tính rằng lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông có thể thải đến 14% lượng khí CO2 vào năm 2040. Chính vì vậy, việc mạng 6G tiết kiệm năng lượng tiêu thụ có thể giảm đáng kể lượng khí thải ra môi trường.

Những lợi ích mà mạng 6G mang lại là gì?

Về mặt lợi ích trong cuộc sống hàng ngày, tốc độ Terabit của 6G chắc chắn sẽ làm cho trải nghiệm xem phim trên các nền tảng streaming được nhanh hơn hay các cuộc gọi FaceTime sẽ không còn giật lag, phạm vi phủ sóng rộng và nhiều thiết bị/vật dụng được kết nối với nhau hơn có thể sẽ thay đổi cách chúng ta tương tác với công nghệ. Ngoài ra, thay vì các cuộc gọi Zoom phục vụ cho việc học tập/họp công việc, mạng 6G sẽ cho phép người dùng có thể nói chuyện với những người khác trong cuộc gọi theo thời gian thực thông qua công nghệ VR. Người dùng có thể sẽ sử dụng các thiết bị đeo có cảm biến đặc biệt để có cảm giác thực tế hơn như đang ở trong cùng một phòng với nhau.

Mạng 6G cũng sẽ tiêu thụ ít điện năng hơn.

Không chỉ vậy, mạng 6G còn cho phép Internet of Things (IoT) mở rộng hơn và trở nên tiên tiến hơn, cung cấp nhiều dữ liệu và nhiều khả năng hơn. AI xử lý với tốc độ theo thời gian thực có thể biến đổi robot, trong khi đó việc mở rộng phạm vi phủ sóng 6G tới các vùng biển và bầu trời có thể ứng dụng vào những lĩnh vực như hàng hải, hàng không hay thậm chí cả trong vũ trụ. Hàng triệu thiết bị sẽ được kết nối với nhau và tất cả các thiết bị sẽ được kết nối với cùng một mạng AI quy mô lớn. Giải trí hàng ngày và thiết bị đầu cuối khác sẽ trải nghiệm trên đám mây. Các ứng dụng 5G sẽ vượt qua 4G, và các ứng dụng 6G chắc chắn sẽ vượt qua 5G, mang đến nhiều trải nghiệm mới hơn. Và cũng vì 6G tiết kiệm năng lượng hơn so với 5G, chúng ta có thể cho các thiết bị IoT có mức năng lượng thấp được sạc qua mạng chẳng hạn.

Ngoài sự phát triển của lái xe tự động và sản xuất thông minh, 6G sẽ sử dụng trí tuệ nhân tạo và mạng thông minh để thực hiện các ứng dụng sáng tạo bằng cách kết hợp các công nghệ như cảm biến, hình ảnh và máy tính. Công nghệ 6G sẽ tích hợp hơn nữa công nghệ truyền thông vào mọi lĩnh vực của xã hội, đồng thời đạt được tính bền vững của mạng toàn cầu, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện xã hội và tăng năng suất trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Mạng 6G còn có một công dụng thú vị khác đó là “3D Hologram Displays” (màn hình chiếu ảnh nổi 3 chiều), theo một đề xuất khá độc đáo của Samsung. Để thực hiện được, điều kiện cần thiết là tốc độ dữ liệu mạng 580Gbps trên các thiết bị cầm tay và "vài Tbps" cho một hình chiều ba chiều có kích thước bằng con người. Nhà mạng SK Telecom của Hàn Quốc đã từng trình bày ý tưởng này (Hologram Conference Room) tại "Museum of the Future (bảo tàng của tương lai)" diễn ra vào đầu năm nay.

Xu thế công nghệ mạng 6G và sự tham gia của Việt Nam

Mặc dù hiện nay phần lớn các thiết bị di động chưa sử dụng hết băng thông của mạng 4G và mạng 5G vẫn còn là mới mẻ, các dự đoán tăng trưởng của truyền thông di động cho thấy các nước trên thế giới, các tập đoàn đa quốc gia đã và đang chuẩn bị cho “cuộc đua” 6G. Rất nhiều dự án nghiên cứu phát triển 6G (do tư nhân hoặc những quỹ đầu tư tài trợ chi phí) diễn ra trên khắp thế giới. Một trong những dự án tiêu biểu nhất có thể kể đến đó là '6Genesis' trị giá 251 triệu Euro ở Oulu, Bắc Phần Lan - một địa điểm lâu đời đã gắn liền với sự phát triển của mạng di động. Bên cạnh đó, Trung Quốc cũng đã nỗ lực nghiên cứu và phát triển để rồi phóng vệ tinh 6G đầu tiên trên thế giới vào không gian vào tháng 11/2020. Đây có thể xem là một trong những niềm tự hào của người dân Trung Quốc nói riêng và đối với nhân loại nói chung. Trong khi đó, công ty Samsung và Nokia hiện đang dẫn đầu trong việc phát triển mạng 6G ở Hàn Quốc, châu Âu. Ngoài ra ta có thể kể đến dự án phát triển 6G mới của nước Anh tại 6G Innovation Centre (6GIC) tại Đại học Surrey.

Tuy nhiên, quá trình phát triển mạng 6G vẫn chỉ mới bắt đầu và kết quả cuối cùng sẽ phụ thuộc vào tốc độ triển khai cũng như sự đồng thuận về các công nghệ để cho ra tiêu chuẩn cuối cùng cho mạng 6G. Theo Samsung, công ty đã ước tính rằng các dịch vụ 6G (đã được thương mại hóa) có thể sẽ xuất hiện sớm nhất vào năm 2028 hoặc 2030.

Có khả năng 6G và 5G sẽ hoạt động cùng nhau trong một thời gian.

Với 4G hiện nay tại Việt Nam (thế hệ mạng di động mới nhất được thương mại hóa), tình trạng bị kết nối chậm/mất kết nối khi di chuyển đến những vùng sâu, vùng xa vẫn còn tồn tại. Mạng 5G hiện đang trong quá trình thử nghiệm và người dùng vẫn chưa có cơ hội trải nghiệm nên không thể rõ 5G sẽ được cải thiện hay không. Việt Nam vẫn còn khoảng cách khá xa so với thế giới về năng lực nghiên cứu và triển khai trong lĩnh vực viễn thông, trong khi đó, 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 cần tận dụng một số thế mạnh 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.

Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất trong việc phát triển mạng 6G đó chính là chi phí. Có một sự thật rằng để xây dựng cả một hệ thống mạng di động trên toàn quốc là không hề rẻ khi 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 tỉ USD. Trong khi đó, chỉ riêng Mỹ và Trung Quốc, trong ba năm từ 2019-2021 có nhu cầu vốn đầu tư vào 5G lên đến 165 tỉ USD và trở thành hai quốc gia tiên phong trong lĩnh vực này.

Bên cạnh đó, nếu nhà mạng muốn thu hút khách hàng sử dụng dịch vụ mạng di động thế hệ của mình thì họ buộc phải điều chỉnh mức giá gói cước sao cho hợp lý nhất. Giả sử với 5G, sau khi một nhà mạng tại Việt Nam đã hoàn tất việc thử nghiệm cũng như xây dựng toàn bộ hệ thống trạm thu phát sóng 5G trên toàn quốc, giá gói cước 5G khi ấy bắt buộc phải gần bằng hoặc chỉ cao hơn một chút so với giá của mạng 4G. Thậm chí, mức giá gói cước của 5G vẫn có thể sẽ thấp hơn 4G bởi trước đó vào tháng 4/2017, nhà mạng Viettel đã khai trương mạng 4G và tuyên bố chi phí gói cước sẽ rẻ hơn 3G từ 40-60%. Chính vì thế, để mạng 6G có thể phổ cập đến nhiều người dùng Việt Nam nói riêng và mọi người dùng trên toàn cầu, chi phí gói cước của 6G phải hợp lý, không quá cao để mọi người đều có thể dễ dàng tiếp cận.

Tóm lại, cũng giống như 4G và 5G, cùng tồn tại trong một thời gian (vì chia sẻ cùng một mạng lõi), có khả năng 6G và 5G sẽ hoạt động cùng nhau trong một thời gian. Sự phát triển của công nghệ 5G vẫn còn một chặng đường dài phía trước và nhiều chuyên gia tin rằng 5G có tuổi thọ 20 năm, có nghĩa là nó có thể tồn tại ít nhất đến năm 2040. Còn với 6G thì chúng ta cùng chờ xem trong tương lai, mạng di động này sẽ phát triển ra sao.

Thái Sơn