6G - Thế hệ di động mới cho chuyển đổi số

6G là gì?

6G (Công nghệ di động thế hệ thứ 6) là thế hệ tiếp theo của công nghệ di động sau 5G. Công nghệ mạng 6G hiện tại chưa có các định nghĩa rõ ràng và cũng chưa được các tổ chức quốc tế phê chuẩn để trở thành công nghệ di động chính thức. Tuy nhiên, hiện nay, nhiều quốc gia và các tổ chức trên thế giới đã lên kế hoạch đầu tư và nghiên cứu công nghệ mới này.

Ảnh minh họa.

Mạng 6G trong tương lai sẽ là một mạng di động cực kỳ thông minh, tích hợp công nghệ di động và vệ tinh để tạo ra vùng phủ sóng rộng khắp trên toàn thế giới. Mạng 6G sẽ sử dụng các băng tần mới, đặc biệt là băng tần dưới Terahertz (THz) có tần số từ 100 GHz đến 300 GHz và băng tần THz có tần số từ 300 GHz đến 3 THz nhằm cung cấp tốc độ cực cao, có thể lên tới 1 Tegabit/giây (Tbps), tức là cao hơn khoảng 100 lần tốc độ mạng 5G hiện tại; độ trễ cực thấp, cỡ micro giây tức là thấp hơn khoảng 1.000 lần so với độ trễ của mạng 5G.

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 mọi lúc, mọi nơi (Ubiquitous Connectivity). Hiện đang có khá nhiều công nghệ tiềm năng, kể cả các công nghệ của tương lai được xem xét đưa vào mạng 6G như truyền thông lượng tử, thiết bị bay không người lái (UAV), vệ tinh quỹ đạo tầm thấp (LEO)… các công nghệ như trí tuệ nhân tạo (AI), phân tích dữ liệu lớn (big data) cũng được đưa vào hỗ trợ mạng 6G nhằm đảm bảo các mục tiêu về chất lượng dịch vụ mạng (QoS).

Thị trường công nghệ 6G dự kiến sẽ tạo điều kiện cho những cải tiến lớn trong lĩnh vực hình ảnh, công nghệ hiện diện và nhận biết chính xác vị trí. Kết hợp với công nghệ AI, cơ sở hạ tầng tính toán 6G sẽ có thể xác định nơi tốt nhất để thực hiện tính toán, bao gồm đưa ra các quyết định về lưu trữ, xử lý và chia sẻ dữ liệu.

Những đặc điểm chính của công nghệ 6G

Như đã đề cập ở trên, mạng 6G trong tương lai sẽ hoạt động bằng cách sử dụng các phổ tần số vô tuyến điện ở băng tần cao như băng tần dưới THz và băng tần THz nhằm cung cấp cho người dùng tốc độ dữ liệu cực cao và các ứng dụng hoàn toàn mới mà công nghệ di động 5G hiện tại không thể có được.

Theo đó, các dịch vụ 6G sẽ có 3 xu hướng phát triển mới quan trọng bao gồm xu hướng đưa con người hòa nhập vào một thế giới mới (thế giới ảo hoàn toàn) và khi đó gần như con người không còn nhận thức gì về thế giới thật xung quanh mình nữa (xu hướng hòa nhập, đắm chìm (immersive) trong thế giới ảo); mạng thông minh và phủ sóng toàn cầu cùng với đó là các kịch bản ứng dụng trong kinh doanh, bao gồm thực tế ảo mở rộng (XR) dựa trên đám mây, giao tiếp ảo 3D, kết nối giác quan, giao tiếp tương tác thông minh, bản sao kỹ thuật số và phạm vi phủ sóng toàn cầu.

Ảnh minh họa.

Các dịch vụ dựa trên xu hướng hòa nhập có thể được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như giải trí, chăm sóc y tế, sức khỏe và sản xuất công nghiệp để hỗ trợ quá trình chuyển đổi số và nâng cấp các ngành công nghiệp.

Bên cạnh đó, việc sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) sẽ giúp cho các điểm truy cập 6G có thể phục vụ đồng thời nhiều thiết bị di động hơn so với mạng 5G. Ngoài ra, tần số cao hơn của 6G sẽ cho phép tốc độ lấy mẫu nhanh hơn nhiều so với mạng 5G.

Một số đặc điểm của mạng 6G được kể đến bao gồm:

- Tốc độ dữ liệu: Tốc độ tải xuống trong mạng 6G dự kiến sẽ không dưới 100 gigabit/giây (Gbps), tức là nhanh hơn 10 lần so với tốc độ tải xuống (lý thuyết) của mạng 5G và nhanh hơn 300 lần so với tốc độ tải xuống mà mạng 4G tiên tiến nhất hiện nay có thể đáp ứng.

- Tần số sử dụng: Dự kiến phổ tần số sử dụng cho mạng 6G trong tương lai sẽ là các băng tần trên 100 GHz, tức là cao hơn nhiều so với các băng tần mà mạng 5G đang sử dụng (chủ yếu ở các băng tần 2,6 GHz, 3,5 GHz, 26 GHz, 28 GHz và 39 GHz).

- Độ trễ: Bên cạnh tốc độ dữ liệu thì độ trễ của mạng là một yếu tố quan trọng giúp cho các trải nghiệm người dùng tốt hơn, với độ trễ trong mạng 6G được đề xuất dưới 1ms thậm chí chỉ vài micro giây.

- Mật độ kết nối: Sức mạnh của Internet vạn vật (IoT) được xác định bởi số lượng thiết bị và cảm biến được kết nối. Theo dự báo của Công ty nghiên cứu về thị trường và dữ liệu người tiêu dùng Statista (Đức), đến năm 2025, sẽ có 31 tỷ thiết bị IoT được kết nối trên toàn cầu, so với 12 đến 13 tỷ thiết bị IoT hiện nay. Với số lượng thiết bị IoT ngày càng gia tăng, thách thức về mật độ kết nối ngày càng lớn. Và với sự ra đời của mạng 6G dự báo sẽ khắc phục được những thách thức trên khi cho phép 10 triệu thiết bị được kết nối trên mỗi km², tăng gấp 10 lần so với mật độ kết nối của mạng 5G hiện tại.

- Mức tiêu thụ năng lượng: Hiệu quả năng lượng là một trong những thách thức chính của ngành viễn thông. Đối với mạng 6G, các nhà nghiên cứu đã đặt mục tiêu giảm mức tiêu thụ năng lượng của nó xuống dưới 1 nanojoule/bit, đây được xem là mức tiêu thụ năng lượng rất thấp so với các mạng 4G và 5G hiện đang hoạt động.

Tình hình nghiên cứu công nghệ 6G của các quốc gia trên thế giới

Hoa Kỳ

Nhằm thúc đẩy sự dẫn đầu về công nghệ di động 6G của khu vực Bắc Mỹ và trên toàn cầu trong thập kỷ tới. Liên minh các Giải pháp Công nghiệp viễn thông (ATIS: Alliance for Telecommunications Industry Solutions) của Hoa Kỳ đã đề xuất sáng kiến thành lập Liên minh thế hệ tiếp theo (Next G Alliance) vào tháng 10 năm 2020. Tham gia Next G Alliance bao gồm 45 công ty thông tin và truyền thông trong các lĩnh vực cơ sở hạ tầng, chất bán dẫn, nhà cung cấp thiết bị, các nhà khai thác di động và các tổ chức khác, bao gồm cả những tổ chức trong lĩnh vực nghiên cứu.

Trong đó, các công ty sáng lập liên minh bao gồm Apple, Google, Cisco, AT&T, Bell Canada, Ericsson, Facebook, Microsoft, Nokia, Qualcomm Technologies Inc., Samsung, T-Mobile, Verizon, Hewlett Packard Enterprise, Intel, LG Electronics, VMware. Mục tiêu mà Next G Alliance đặt ra là sẽ thúc đẩy sự phát triển trong toàn bộ vòng đời của công nghệ từ việc nghiên cứu và phát triển, sản xuất, tiêu chuẩn hóa cho đến thương mại hóa công nghệ 6G.

Pháp

Viện nghiên cứu điện tử và công nghệ thông tin của Pháp (CEA-Leti) đã công bố một dự án nghiên cứu 6G mới với tên gọi RISE-6G của Liên minh Châu Âu về kết nối di động thế hệ tiếp theo.

Với thời gian dự kiến là 3 năm, dự án RISE-6G sẽ được CEA-Leti thực hiện thí điểm. Tập đoàn bao gồm 13 đối tác từ 7 quốc gia đại diện cho các lĩnh vực học thuật, nghiên cứu và công nghiệp. Một số đối tác bao gồm NEC, Orange, Telecom Italia, Greenerwave, SNCF và Centro Ricerche Fiat.

Đức

Chính phủ Đức có kế hoạch cung cấp tài chính lên tới 700 triệu Euro cho nghiên cứu công nghệ 6G đến năm 2025 và bắt đầu sáng kiến nghiên cứu đầu tiên của Đức về công nghệ 6G vào tháng 4 năm 2021.

Dự án nghiên cứu sẽ được thực hiện từ giai đoạn phát triển, thiết lập và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho đến giai đoạn chuyển giao nhanh chóng công nghệ 6G thành các sản phẩm sáng tạo. Trong đó, giai đoạn đầu sẽ thành lập các trung tâm nghiên cứu 6G, với mục đích tăng cường hợp tác với các viện nghiên cứu và trường đại học trong lĩnh vực 6G.

Phần Lan

Vào năm 2019, Công ty cung cấp các dịch vụ và giải pháp chuyển đổi kỹ thuật số, tư vấn và tái cấu trúc doanh nghiệp của Ấn Độ là Tech Mahindra đã ký Biên bản ghi nhớ (MoU) với Business Finland, một cơ quan của Chính phủ Phần Lan để tiến hành nghiên cứu và phát triển công nghệ 5G và 6G.

Theo các điều khoản của thỏa thuận, Tech Mahindra sẽ thành lập một phòng thí nghiệm đổi mới sáng tạo ở Phần Lan để thúc đẩy việc phát triển, thí điểm và triển khai các sản phẩm và dịch vụ kỹ thuật số hiện đại trong lĩnh vực 5G và 6G.

Năm 2019, Đại học Công nghệ Oulu của Phần Lan cũng đã xuất bản Sách trắng 6G đầu tiên trên thế giới, trong đó, phác thảo các động lực chính, các yêu cầu nghiên cứu và thách thức đối với công nghệ này.

Vương quốc Anh

Vào tháng 7/2022, Chính phủ Vương quốc Anh đã công bố cung cấp các khoản đầu tư lên tới 25 triệu Bảng Anh để tài trợ cho nghiên cứu và phát triển thiết bị mạng 5G và 6G trong tương lai. Khoản đầu tư này sẽ được dành cho các trường đại học, các trung tâm nghiên cứu và các công ty để thúc đẩy phát triển mạng viễn thông của Vương quốc Anh nói chung và các mạng thông tin di động thế hệ mới như 5G và 6G nói riêng.

Hàn Quốc

Hàn Quốc đã bắt đầu chuẩn bị cho công nghệ 6G một cách toàn diện. Vào tháng 8 năm 2020, Thủ tướng Chung Se-kyun đã hoàn thiện chiến lược của chính phủ nhằm thúc đẩy nghiên cứu và phát triển (R&D) cho lĩnh vực viễn thông di động trong tương lai. Để thực hiện kế hoạch này, chính phủ sẽ đầu tư 200 tỷ Won (gần 182 triệu USD) trong 5 năm kể từ năm 2021 để R&D công nghệ 6G. Chính phủ Hàn Quốc dự kiến các dịch vụ 6G có thể được cung cấp thương mại ở Hàn Quốc trong giai đoạn từ năm 2028 đến năm 2030.

Tập đoàn điện tử hàng đầu của Hàn Quốc là Samsung cũng đã vạch ra tầm nhìn của mình cho thế hệ di động 6G. Tầm nhìn của Samsung đối với 6G là mang lại trải nghiệm siêu kết nối thế hệ tiếp theo cho mọi ngóc ngách của cuộc sống. Để đẩy nhanh quá trình nghiên cứu cho 6G, Samsung Research đã thành lập Trung tâm Nghiên cứu Truyền thông tiên tiến vào giữa năm 2019.

Nhật Bản

Tại Nhật Bản, các cuộc thảo luận về 6G bắt đầu vào đầu năm 2020. Để thực hiện mục tiêu phát triển và thương mại hóa công nghệ 6G, Chính phủ Nhật Bản sẽ đầu tư 50 tỷ Yên (khoảng 482 triệu USD) để thúc đẩy việc R&D công nghệ mới này. Mục tiêu mà Chính phủ Nhật Bản đề ra là sẽ phát triển các công nghệ mạng lõi cho hệ thống 6G vào năm 2025 và triển khai thương mại công nghệ này vào năm 2030.

Trung Quốc

Theo thông báo của Bộ Khoa học và Công nghệ Trung Quốc cho biết, vào tháng 11 năm 2019, Chính phủ Trung Quốc đã thành lập một nhóm đặc trách chuyên nghiên cứu và phát triển 6G cấp quốc gia và nhóm chuyên gia để thúc đẩy sự phát triển công nghệ 6G.

Và vào tháng 5 năm 2020, Tập đoàn cung cấp thiết bị viễn thông ZTE và nhà khai thác di động China Unicom đã ký một thỏa thuận hợp tác chiến lược về 6G. Theo đó, ZTE và China Unicom sẽ thực hiện hợp tác về đổi mới công nghệ và tiêu chuẩn 6G đồng thời tích cực thúc đẩy sự tích hợp sâu rộng của 6G với các mạng vệ tinh, Internet vạn vật (IoT: Internet of Things), Internet cho các phương tiện (IoV: Internet of Vehicles) và Internet trong công nghiệp (IIoT: Industrial IoT).

Nhà cung cấp thiết bị viễn thông hàng đầu của Trung Quốc Huawei cũng đã bắt tay vào nghiên cứu 6G và đang nghiên cứu các lý thuyết cơ bản của 6G, bao gồm nghiên cứu về các công nghệ giao diện vô tuyến mới, kiến trúc mạng mới và các công nghệ khả thi có thể được sử dụng trong mạng 6G. Huawei đang nỗ lực xây dựng sự đồng thuận về 6G bằng cách hợp tác với các công ty trong ngành công nghiệp viễn thông khác.

Singapore

Chính phủ Singapore đã đầu tư vào Chương trình Nghiên cứu & Phát triển Truyền thông tương lai trị giá 49,7 triệu USD nhằm thúc đẩy việc nghiên cứu và thử nghiệm các công nghệ mới trong tương lai, trong đó có 6G. Theo đó, vào tháng 9/2022, Cơ quan Phát triển Truyền thông Infocomm của Singapore (IMDA) đã hợp tác với Đại học Công nghệ và Thiết kế Singapore (SUTD) ra mắt phòng thí nghiệm nghiên cứu và phát triển (R&D) công nghệ 6G đầu tiên ở khu vực Đông Nam Á.

Châu Âu

Để thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển 6G, Ủy ban Châu Âu (EC) cũng đã xây dựng dự án mang tên Hexa-X. Đây được xem là dự án hàng đầu của EC trong việc nghiên cứu và phát triển tổng thể công nghệ 6G, dự án này do nhà cung cấp thiết bị viễn thông Nokia của Phần Lan dẫn đầu.

Các mục tiêu của dự án bao gồm việc tạo ra các trường hợp và kịch bản sử dụng 6G độc đáo, phát triển các công nghệ 6G cơ bản và xác định kiến trúc mới cho một kết cấu thông minh tích hợp các yếu tố hỗ trợ công nghệ 6G.

Dự án Hexa-X đã được nhận tài trợ từ Ủy ban Châu Âu trong khuôn khổ chương trình nghiên cứu và đổi mới Horizon 2020 của Liên minh Châu Âu. Ngoài Nokia, dự án này còn có sự tham gia của các công ty công nghệ và các nhà khai thác di động hàng đầu của Châu Âu như Ericsson, Atos, Intel, Orange, Siemens, TIM và Telefonica.

Ở nước ta, ngày 07/01/2022 vừa qua, Bộ trưởng Bộ TT&TT đã ký ban hành Quyết định số 12/QĐ-BTTTT về việc thành lập Ban Chỉ đạo thúc đẩy nghiên cứu phát triển công nghệ thông tin di động 6G. Theo đó, nhiệm vụ của Ban Chỉ đạo là nghiên cứu, đề xuất với các cấp có thẩm quyền về chủ trương, chiến lược, cơ chế, chính sách tạo môi trường pháp lý, thúc đẩy nghiên cứu, phát triển về tiêu chuẩn, ứng dụng, an toàn thông tin, sản xuất và thương mại hóa thiết bị, dịch vụ thông tin di động 6G tại Việt Nam

Nghiên cứu đóng góp vào hoạt động của các tổ chức quốc tế trong hoạt động nghiên cứu, phát triển tiêu chuẩn công nghệ thông tin di động 6G trên cơ sở hỗ trợ, tạo thuận lợi cho hoạt động sản xuất thiết bị và triển khai thương mại dịch vụ thông tin di động 6G của doanh nghiệp Việt Nam.

Theo dõi, tổng hợp tình hình nghiên cứu, phát triển về tiêu chuẩn, sản xuất và thương mại hóa thiết bị, dịch vụ thông tin di động 6G của các tổ chức quốc tế, các quốc gia tiên tiến trên thế giới; kết hợp nghiên cứu, dự báo xu hướng phát triển của thị trường viễn thông trong nước và quốc tế. Trên cơ sở đó, đề ra lộ trình nghiên cứu, sản xuất và thương mại hóa thiết bị 6G, lộ trình thử nghiệm và thương mại hóa dịch vụ 6G; giải pháp hỗ trợ doanh nghiệp Việt Nam trong sản xuất và thương mại hóa thiết bị, dịch vụ 6G.

Phan Văn Hòa