Buzz
Hãy hình dung việc tải xuống một loạt bộ phim 4K chỉ trong vài giây. Tương lai tưởng chừng xa lạ đó đang trở nên hiện thực nhờ vào một thí nghiệm đột phá từ các nhà khoa học tại Đại học College London (UCL). Với tốc độ truyền dữ liệu kỷ lục đạt 938 gigabit mỗi giây (Gb/s), họ đã mở ra một kỷ nguyên mới về kết nối siêu nhanh, vượt xa những gì chúng ta từng biết.
Để dễ hình dung, tốc độ mà nhóm UCL đạt được nhanh hơn khoảng 9.000 lần so với tốc độ tải xuống trung bình của mạng 5G tốt nhất hiện nay tại Anh. Điều này có nghĩa là những gì cần 19 phút để tải xuống trên mạng 5G có thể hoàn tất chỉ trong 0,12 giây với công nghệ mới này. Tốc độ này không chỉ là một con số kỷ lục, mà còn thể hiện tiềm năng đột phá cho tương lai của kết nối không dây.
Thành tựu này không chỉ đáng giá vì tốc độ kỷ lục mà còn là nền tảng cho sự phát triển của các thế hệ mạng không dây tiếp theo như 6G và xa hơn nữa. Với tốc độ này, các ứng dụng công nghệ hiện đại sẽ trở nên mượt mà hơn, từ xem video độ phân giải cao, chơi game trực tuyến, cho đến sử dụng các thiết bị Internet of Things (IoT) trong cuộc sống hàng ngày.
Giải quyết vấn đề băng tần không dây
Hiện tại, các công nghệ không dây, từ Wi-Fi trong nhà đến mạng 5G trên điện thoại di động, đều sử dụng dải tần số dưới 6 gigahertz (GHz). Tuy nhiên, dải tần số này ngày càng trở nên đông đúc và tắc nghẽn, hạn chế khả năng truyền tải dữ liệu. Để vượt qua giới hạn này, nhóm nghiên cứu tại UCL đã mở rộng hệ thống của họ bằng cách sử dụng dải tần số rộng hơn, từ 5 GHz đến 150 GHz.
Cách tiếp cận của họ là sự kết hợp giữa hai công nghệ tiên tiến: điện tử và quang tử sóng milimet. Đối với tần số thấp hơn (từ 5 đến 50 GHz), các nhà nghiên cứu đã sử dụng các bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự truyền thống để truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến. Còn với các tần số cao hơn (từ 50 đến 150 GHz), nhóm nghiên cứu đã áp dụng một hệ thống dựa trên quang tử, sử dụng laser để tạo ra tín hiệu vô tuyến.
Công nghệ quang tử sóng milimet là một đột phá mới, cho phép truyền tải dữ liệu qua các tần số cao chưa được khai thác trước đây. Bằng cách kết hợp công nghệ điện tử ở tần số thấp và quang tử ở tần số cao, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống truyền dữ liệu băng thông rộng, có khả năng gửi lượng thông tin khổng lồ một cách hiệu quả. Điều này mở ra một băng tần rộng lớn hơn để truyền tải dữ liệu, tạo ra một "siêu xa lộ" cho thông tin kỹ thuật số.
Tầm nhìn về mạng 6G và tương lai
Một trong những khả năng tiềm năng lớn nhất của công nghệ truyền dữ liệu siêu tốc này là phát triển mạng không dây thế hệ tiếp theo – 6G. Với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 938 Gb/s, những khu vực đô thị đông đúc và các sự kiện lớn với hàng chục nghìn người sử dụng mạng đồng thời sẽ không còn gặp phải tình trạng nghẽn mạng. Điều này có nghĩa là trải nghiệm kết nối Internet di động tại các sự kiện đông đúc như buổi hòa nhạc, trận đấu thể thao hay lễ hội sẽ trở nên mượt mà và liền mạch hơn.
Giáo sư Izzat Darwazeh, một trong những đồng tác giả của nghiên cứu, nhấn mạnh rằng đây mới chỉ là khởi đầu cho những tiến bộ trong công nghệ không dây. Ông cho biết, một trong những ưu điểm lớn nhất của công nghệ này chính là tính linh hoạt về không gian và vị trí, cho phép ứng dụng rộng rãi trong nhiều môi trường, từ đô thị đến nông thôn, từ mặt đất cho đến không gian.
Nhóm nghiên cứu tại UCL đã bắt đầu kết nối với các nhà sản xuất điện thoại thông minh và các nhà khai thác mạng để thảo luận về việc tích hợp công nghệ này vào các thiết bị tiêu dùng và hệ thống mạng thương mại. Điều này mở ra một viễn cảnh nơi mạng 6G không còn chỉ là ý tưởng trong tương lai mà đang dần trở thành hiện thực, mang lại kết nối siêu nhanh và ổn định cho hàng triệu người dùng trên toàn cầu.
Giải quyết vấn đề nghẽn mạng không dây
Một trong những thách thức lớn nhất mà nghiên cứu này hướng tới là vấn đề "bước cuối cùng" trong quá trình truyền tải dữ liệu không dây. Dù cáp quang có thể truyền tải dữ liệu với tốc độ cao qua các châu lục, nhưng khi dữ liệu cần đến thiết bị cá nhân của người dùng qua mạng không dây, tốc độ thường giảm đáng kể. Đây chính là đoạn cuối, nơi thường xảy ra tình trạng tắc nghẽn tốc độ.
Thông qua việc khai thác các dải tần số cao chưa được sử dụng và kết hợp hai công nghệ tiên tiến, nhóm nghiên cứu tại UCL đã phát hiện ra giải pháp cho vấn đề này. Hệ thống mới của họ không chỉ cho phép truyền tải dữ liệu với tốc độ cực nhanh mà còn vượt qua những hạn chế của truyền thông không dây hiện tại.
Giáo sư Liu, người dẫn dắt nghiên cứu, cho biết: "Hệ thống của chúng tôi có khả năng truyền tải một lượng dữ liệu khổng lồ với tốc độ chưa từng có. Điều này sẽ là yếu tố quan trọng cho tương lai của truyền thông không dây".
Hướng tới tương lai kết nối thông minh
Trong những năm tới, nhu cầu về kết nối không dây nhanh chóng và đáng tin cậy sẽ ngày càng gia tăng. Số lượng thiết bị kết nối Internet – từ điện thoại thông minh, xe tự lái, hệ thống nhà thông minh cho đến các thiết bị IoT trong ngành công nghiệp và y tế – đều cần băng thông lớn để hoạt động hiệu quả. Khi mọi thứ trong cuộc sống của chúng ta trở nên kết nối, yêu cầu về truyền dữ liệu tốc độ cao trở nên cấp bách hơn bao giờ hết.
Mặc dù công nghệ này hiện chỉ đang được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhưng các nhà khoa học tại UCL hy vọng sẽ bắt đầu các thử nghiệm thương mại trong vòng ba đến năm năm tới. Nếu mọi thứ diễn ra như kế hoạch, chúng ta có thể thấy hệ thống không dây siêu tốc này được tích hợp vào các thiết bị và mạng lưới tiêu dùng, mang lại trải nghiệm kết nối vượt trội.
