Một số ứng dụng tiềm năng và lợi ích của công nghệ mạng 6g

Công nghệ mạng 6G s ẽ có thay đ ổi đột phá v ề mặt kiến trúc với thành ph ần như: Tích hợp mạng vệ tinh, cho phép mạng 6G có khả năng di động toàn cầu; chuyển đổi và nâng cấp kết nối thô

Một số ứng dụng tiềm năng và lợi ích của công nghệ mạng 6G

Ngày nay, v ới cuộc Cách m ạng công nghi ệp lần thứ tư, các v ấn đề

chuyển đổi số đang phát triển rất mạnh và sẽ tiếp tục phát triển mạnh

mẽ hơn nhờ vào sự phát triển của công ngh ệ mạng 6G

Công nghệ mạng 6G s ẽ là một cuộc cách mạng lớn so với các thế hệ mạng trước đó Công nghệ mạng 6G có thể biến các mạng di động ở các quốc gia trở thành một mạng di đ ộng duy nh ất trên toàn thế giới, như cách chúng ta

đã từng ứng dụng các mạng di động trước đây Trí tuệ nhân tạo (AI),

Internet of Everthings (IoE) s ẽ được tích hợp vào hệ thống mạng 6G Tất

cả các thành phần mạng như các thiết bị vật lý, xử lý tín hiệu, quản lý tài nguyên, d ịch vụ kết nối sẽ được hợp nhất và quản lý sử dụng AI

Hiện tại, chỉ một số ít người dùng trên th ế giới được sử dụng mạng 5G, còn phần lớn vẫn đang sử dụng mạng 4G hoặc 3G Tuy nhiên, nhi ều nư ớc đã bắt đầu chuẩn bị cuộc đua về công ngh ệ mạng 6G Vậy công nghệ mạng 6G

là gì?

Chu kỳ mỗi thế hệ mạng mới thường được triển khai sau mỗi 10 năm, m ạng 6G được dự đoán sẽ được đưa vào khai thác thương mại trong tương lai gần

Công nghệ mạng 6G s ẽ có thay đ ổi đột phá v ề mặt kiến trúc với thành ph ần như: Tích hợp mạng vệ tinh, cho phép mạng 6G có khả năng di động toàn cầu; chuyển đổi và nâng cấp kết nối thông thư ờng thành k ết nối thông

minh; tích hợp truy ền thông tin và năng lư ợng, không chỉ cho phép truyền thông tin mà còn truy ền năng lư ợng không dây nh ằm sạc pin cho các thi ết

bị

Từ đó, ứng dụng của mạng 6G hư ớng đến một xã hội siêu thông minh bao gồm: Công nghệ thực tại ảo mở rộng (là bước tiếp theo c ủa thực tại ảo, thực tại ảo tăng cư ờng, thực tại ảo hỗn hợp) cũng c ần đến mạng 6G; vi ệc các đối tượng được mô phỏng 3D và điều khiển bằng AI, trải nghiệm người dùng sẽ được hỗ trợ bởi cả 5 giác quan nghe, nhìn, kh ứu giác, v ị giác, xúc giác thôn g qua các cảm biến Với băng thông t ốc độ và ổn định cao, đ ộ trễ

thấp, mạng 6G sẽ đảm bảo chất lư ợng trải nghiệm của ngư ời dùng

Các đặc tính truyền thông không dây của mạng 6G cho phép thiết lập công nghệ của tương lai là h ệ thống giao diện bộ não và máy tính (BCI) trong cuộc sống hàng ngày BCI s ẽ thu nhận các tín hi ệu từ bộ não và chuyển đến các thiết bị số, phân tích và di ễn dịch tín hiệu thành các l ệnh điều khiển thiết bị Cụ thể, đó là băng thông t ốc độ cao, độ phủ khắp nơi và thông minh hơn

Trong khi t ốc độ mạng 5G đạt tới 20 Gbps thì m ạng 6G hư ớng tới tốc độ Tegabit (Tbps), nhanh hơn c ỡ vài trăm đến vài nghìn lần mạng 5G Tuy nhiên, mục tiêu của mạng 6G không ch ỉ ở tốc độ, mà còn nhằm giải quyết các vấn đề còn tồn tại của mạng 5G và hư ớng tới giải quyết các yêu c ầu của tương lai

Mục tiêu của mạng 5G là g ắn kết tất cả các lĩnh vực kinh t ế - xã hội, nhằm xây dựng hệ sinh thái thông tin mà trung tâm là ngư ời dùng Nhưng do h ạn chế về công nghệ, mạng 5G v ẫn còn nhiều giới hạn về truyền thông như đ ộ 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) V ề không gian truy ền thông, mạng 5G hạn chế

truyền thông trong đ ộ cao cỡ vài nghìn mét so v ới mặt đất và ở độ sâu dưới mặt đất, mặt biển

Mục tiêu của mạng 6G là giải quyết các h ạn chế của mạng 5G, hư ớng tới khả năng kết nối không gian, khí quy ển, mặt đất, dư ới biển Bốn định

hướng chính về kết nối đang được nghiên cứu là: Kết nối thông minh

(Intelligent Connectivity), k ết nối sâu (Deep Connectivity), k ết nối không đồng nhất (Holographic Connectivity) và kết nối khắp nơi (Ubiquitous Connectivity)

Hiện nay, có khá nhi ều công ngh ệ tiềm năng, k ể cả các công ngh ệ của

tương lai được xem xét đưa vào mạng 6G như: Truyền thông không dây quang, truy ền thông lư ợng tử, thiết bị bay không ngư ời lái, vệ tinh tầng

thấp các công ngh ệ AI phân tích dữ liệu lớn cũng đư ợc đưa vào hỗ trợ mạng 6G nhằm bảo đảm các mục tiêu v ề chất lượng mạng (QoS)

1 Các ứng dụng tiềm năng c ủa công nghệ mạng 6G

Các ứng dụng tiềm năng c ủa mạng 6G bao g ồm:

Xã hội siêu thông minh (Super - Smart society): Nhà thông minh s ẽ được

triển khai r ộng rãi khi các thi ết bị thông minh đ ều có kh ả năng k ết nối và điều khiển từ xa Giao thông thông minh v ới hệ thống điều khiển, xe tự hành, taxi bay có th ể được triển khai d ựa trên công ngh ệ mạng 6G Thành phố thông minh đư ợc xây dựng dựa trên các hệ thống giám sát môi trư ờng,

hệ thống điều khiển tối ưu năng lư ợng nhằm nâng cao mức sống của người dân

Internet c ủa mọi thứ (IoE): Mạng 6G ngoài vi ệc đảm bảo kết nối với số

lượng lớn các thiết bị như máy tính, cảm biến và mọi loại thiết bị vật lý, còn bảo đảm tích h ợp 4 thành ph ần quan tr ọng là dữ liệu, con ngư ời, quy trình và thi ết bị vật lý thành m ột thể thống nhất IoE sẽ là thà nh phần quan trọng để xây dựng xã hội thông minh bao g ồm ô tô thông minh, công

nghiệp thông minh, s ức khỏe thông minh

Trí tuệ nhân tạo (AI): AI sẽ được tích hợp vào hệ thống mạng 6G, t ất cả

các thành ph ần mạng như các thi ết bị vật lý, xử lý tín hi ệu, quản lý tài nguyên, d ịch vụ kết nối sẽ được hợp nhất và quản lý sử dụng AI

Thực tại ảo mở rộng (Extended reality - XR): XR là bư ớc tiếp theo của

thực tại ảo (VR), th ực tại ảo tăng cường (AR) và thực tại ảo hỗn hợp (MR) Ngoài việc các đối tượng đư ợc mô phỏng 3D và đi ều khiển AI, trải nghiệm người dùng sẽ được hỗ trợ bởi cả 5 giác quan nghe, nhìn, khứu giác, vị giác, xúc giác thông qua các c ảm biến Với băng thông t ốc độ và ổn định cao, độ trễ thấp, mạng 6G sẽ bảo đảm chất lượng trải nghiệm của người dùng

Giao diện bộ não và máy tính (The Brain - Computer Interface -

BCI): Nhằm mục tiêu đi ều khiển thiết bị đặc biệt, các thiết bị trong nhà

hoặc trong hệ thống y tế, BCI sẽ thu nhận các tín hiệu từ bộ não và chuyển đến các thiết bị số, phân tích và diễn dịch tín hiệu thành các lệnh điều

khiển thiết bị Các đặc tính c ủa truyền thông không dây c ủa mạng 6G cho phép thiết lập hệ thống BCI trong cu ộc sống hằng ngày

Thành phần cấu trúc của công ngh ệ mạng 6G

Tích hợp mạng vệ tinh: Cho phép mạng 6G khả năng di động toàn c ầu Việc

tích hợp mạng mặt đất, mạng vệ tinh, vệ tinh quỹ đạo tầm thấp, máy bay, thiết bị bay không ngư ời lái tr ở thành hệ thống mạng di đ ộng duy nhất là một đặc tính nổi trội của mạng 6G Việc tích hợp các thi ết bị truyền thông

ở các tầng không gian khác nhau sẽ xây dựng thành mạng siêu kết nối 3D khắp nơi, bao g ồm vũ tr ụ, không gian, m ặt đất, dưới biển

Kết nối thông minh: Là một tiêu chuẩn mới của mạng 6G so v ới các mạng

di động thế hệ trước Mạng 6G sẽ chuyển đổi và nâng cấp kết nối thông thường thành k ết nối thông minh Công ngh ệ AI sẽ được thâm nhập, trải khắp trong quá trình truy ền thông, đi ều khiển và quản lý các t ầng mạng

Tích hợp truyền thông tin và năng lư ợng: Mạng 6G không chỉ cho phép

truyền thông tin mà còn truy ền năng lư ợng không dây nhằm sạc các thiết

bị, như đi ện thoại di đ ộng, các cảm biến Các công ngh ệ truyền năng lư ợng không dây (Wireless power transfer - WPT) sẽ được tích hợp vào h ệ thống

Xu thế trên thế giới

Mạng 6G hứa hẹn sẽ số hóa và kết nối toàn th ế giới Nhiều nước đã sẵn sàng cho cu ộc đua về nghiên cứu triển khai công ngh ệ mạng 6G như:

Mỹ: Ủy ban Truy ền thông liên bang (Federal Communications

Commission - FCC) cung cấp giấy phép cho các th ử nghiệm dải tần từ 95 GHz tới 3 THz Hội Kỹ sư điện và điện tử (IEEE) và Liên minh Vi ễn thông quốc tế (ITU) thực hiện các nghiên cứu định hướng cho công nghệ mạng tương lai Năm 2020, SpaceX đã phóng v ệ tinh Starlink lần thứ 9 nâng tổng cộng khoảng 600 v ệ tinh lên quỹ đạo và bắt đầu thử nghiệm cung c ấp dịch

vụ Internet vệ tinh ở khu vực Canada và B ắc Mỹ Nhằm thực hiện tham

vọng phủ sóng Internet trên toàn cầu từ vệ tinh, SpaceX s ẽ phóng lên quỹ đạo khoảng 12.000 vệ tinh ở độ cao từ 335km đến 1.325km Đến nay, có gần 20 công ty, tập đoàn lớn phát triển chùm vệ tinh

Phần Lan: Được thực hiện bởi Đại học Oulu, các thử nghiệm mạng 6G bắt

đầu được thực hiện từ năm 2018

Châu Âu (EU): Dự án EU’s Terranova project hư ớng tới kết nối trên mạng

6G với tốc độ 400 Gbps ở dải tần terahertz

Hàn Quốc: Tập đoàn LG và Vi ện Nghiên cứu KAIST h ợp tác xây dựng

trung tâm nghiên c ứu về công ngh ệ mạng 6G T ập đoàn Samsung v à SK Telecom cùng hợp tác để phát tri ển công ngh ệ và mô hình kinh doanh trên mạng 6G

Trung Qu ốc: Bộ Khoa học và Công ngh ệ lên kế hoạch với hai nhóm phát

triển mạng 6G: Nhóm th ứ nhất thuộc Chính ph ủ Trung Qu ốc nhằm xây dựng các chính sách thúc đ ẩy việc nghiên cứu và phát tri ển mạng 6G; nhóm thứ hai là tập hợp của 37 trường đại học, viện nghiên cứu và công ty t ập trung phát tri ển mảng kỹ thuật của mạng 6G

Nhật Bản: Chính phủ Nhật Bản đã sẵn sàng 2 t ỷ USD hỗ trợ cho doanh

nghiệp trong nghiên c ứu công ngh ệ mạng 6G T ập đoàn NTT c ủa Nhật Bản

và Intel đã ký thỏa thuận hợp tác cùng phát triển mạng 6G

Việt Nam thư ờng đi sau th ế giới từ 7 - 10 năm đối với các mạng di đ ộng 2G, 3G, 4G Đối với mạng 5G, chúng ta đã thực hiện các thử nghiệm từ năm 2019, kỳ vọng đưa Việt Nam vào các nhóm nước đầu tiên trên thế giới triển khai mạng 5G, sau các nư ớc như: M ỹ, Hàn Qu ốc, Nhật Bản, Australia

Tuy nhiên, chúng ta v ẫn còn khoảng cách khá xa so v ới thế giới về năng lực nghiên cứu và triển khai trong lĩnh v ực viễn thông b ởi thời gian từ việc triển khai thử nghiệm đến khai thác thương m ại thư ờng 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 h ọc và công nghệ cũng như tài chính để tham gia cuộc đua ngay từ thời điểm này

Việt Nam sẽ có nhi ều hạn chế nếu tham gia các lĩnh v ực yêu c ầu đầu tư tốn kém như dự án vệ tinh, các dự án sản xuất chip cho các thiết bị truyền thông THz, truy ền thông quang, nhưng chúng ta cũng có khá nhi ều thế mạnh trong các hư ớng tham gia như: Nghiên c ứu và sản xuất các thi ết bị đầu cuối 6G; nghiên cứu chuyên sâu trong việc tối ưu, điều khiển trong hệ thống mạng 6G; nghiên c ứu công nghệ AI cho h ệ thống quản trị, xử lý dữ liệu trong hệ thống mạng 6G; nghiên c ứu các bài toán an toàn, b ảo mật Blockchain để giải quyết bài toán an toàn trong hệ thống mạng mới

2 Những lợi ích của công nghệ m ạng 6G

Lợi ích trong cu ộc sống hàng ngày đó là t ốc độ Terabit c ủa 6G ch ắc chắn

sẽ làm cho trải nghi ệm giải trí trên các n ền tảng Streaming (truy ền trực tuyến) được nhanh hơn hay các cu ộc gọi Facetime sẽ không còn gi ật, lag, phạm vi phủ sóng r ộng và nhiều thiết bị, vật dụng được kết nối với nhau hơn có thể sẽ thay đổi cách chúng ta tương tác v ới công nghệ

Thay vì các cu ộc gọi Zoom phục vụ cho việc học tập, họp trực tuyến, mạng 6G sẽ cho phép ngư ời dùng có th ể nói chuyện với những người khác trong cuộc gọi theo th ời gian thực thông qua công ngh ệ VR Người dùng có th ể

sẽ sử dụng các thiết bị đeo có c ảm biến đặc biệt để có cảm giác thực tế hơn như đang ở trong cùng một phòng với nhau

Mạng 6G còn cho phép IoT m ở rộng hơn và tr ở nên tiên ti ến hơn, cung c ấp nhiều dữ liệu và nhiều khả năng hơn AI x ử lý với tốc độ theo th ời gian thực có thể biến đổi robot, trong khi đó vi ệc mở rộng phạm vi ph ủ sóng 6G tới các vùng biển và b ầu trời có thể ứng dụng vào những lĩnh vực như hàng hải, hàng không hay th ậm chí cả trong vũ trụ Và cũng vì 6G ti ết 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

Một công dụng thú vị của mạng 6G đó là “3D Hologram Displays” (màn hình trình chi ếu ảnh nổi 3 chiều) theo một đề xuất 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 m ột hình ảnh ba chi ều có kích thư ớc bằng con ngư ời Nhà m ạng SK Telecom c ủa Hàn Quốc đã từng trình bày ý tưởng này

Còn rất nhiều lĩnh vực khác mà mạng 6G có thể phát huy khả năng Tuy nhiên, với đa phần ngư ời dùng phổ thông tại Việt Nam hi ện nay, vi ệc đư ợc

sử dụng một loại mạng có th ể đảm bảo tính ổn định cũng như nhanh chóng khi kết nối Internet đã là quá đ ủ

Mạng 6G có th ể mang lại nhiều lợi ích khác nhau và phát huy nhi ều khả năng Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất trong việc phát triển mạng 6G đó chính là chi phí Đ ể xây dựng cả một hệ thống mạng di đ ộng trên toàn qu ốc là rất lớn, theo m ột nghiên cứu của tổ chức GSMA

Intelligence, giai đoạn từ 2018 - 2025 nhu cầu vốn đầu tư của các nhà mạng vào 5G trên th ế giới lên tới 1.000 t ỷ USD Vì vậy, để công nghệ mạng 6G được triển khai, số tiền đầu tư sẽ còn lớn hơn r ất nhiều

Tài liệu tham khảo:

1 https://www.cnn.com

2 https://www.spatial.io

3 https://www.pcmag

4 https://www.feeblytech

5 https://www.viettel.vn