6G là gì? 8 tính năng độc đáo của công nghệ 6G

Mạng 6G cho phép liên lạc tốc độ cao, độ trễ thấp với tốc độ nhanh hơn nhiều lần so với mạng 5G.

1. 6G là gì?

Mạng 6G được định nghĩa là mạng di động hoạt động ở tần số vô tuyến chưa được khai thác và sử dụng các công nghệ nhận thức như AI để cho phép liên lạc tốc độ cao, độ trễ thấp với tốc độ nhanh hơn nhiều lần so với mạng thế hệ thứ năm. Mạng 6G hiện đang được nghiên cứu và phát triển, chưa được ra mắt.

2. Ưu điểm của 6G

2.1 Thực thi an ninh

Các cuộc tấn công mạng đang ngày càng tập trung vào các loại mạng khác nhau. Tính khó dự đoán tuyệt đối của các cuộc tấn công này đòi hỏi phải triển khai các giải pháp bảo mật mạnh mẽ.

Mạng 6G sẽ có các biện pháp bảo vệ chống lại các mối đe dọa như gây nhiễu. Các mối lo ngại về quyền riêng tư phải được giải quyết khi tạo môi trường thực tế hỗn hợp mới bao gồm các biểu diễn kỹ thuật số của các đối tượng thực tế và ảo.

2.2 Hỗ trợ cá nhân hóa

OpenRAN là một công nghệ mới và đang phát triển được 5G sử dụng. Tuy nhiên, OpenRAN sẽ là công nghệ hoàn thiện cho 6G. RAN được hỗ trợ bởi AI sẽ cho phép các nhà khai thác mạng di động cung cấp cho người dùng trải nghiệm mạng riêng biệt dựa trên dữ liệu người dùng theo thời gian thực được thu thập từ nhiều nguồn.

Các nhà khai thác có thể khai thác thêm dữ liệu người dùng theo thời gian thực để cung cấp các dịch vụ ưu việt bằng cách cá nhân hóa chất lượng trải nghiệm (QoE) vàchất lượng dịch vụ (QoS).Các nhà khai thác có thể tùy chỉnh một số dịch vụ bằng AI.

2.3 Mở rộng khả năng của ứng dụng 5G

Mức độ băng thông và khả năng phản hồi này sẽ nâng cao hiệu suất ứng dụng 5G. Nó cũng sẽ mở rộng phạm vi khả năng để hỗ trợ các ứng dụng mạng, nhận thức, giám sát và hình ảnh không dây mới và sáng tạo. Sử dụng đa truy cập phân chia tần số trực

giao (OFDMA), các điểm truy cập 6G sẽ có thể phục vụ nhiều khách hàng cùng một lúc.

2.4 Thúc đẩy sự phát triển của công nghệ cảm biến không dây

Tốc độ lấy mẫu đề cập đến số lượng mẫu thu được từ tín hiệu liên tục mỗi giây (hoặc theo đơn vị thời gian tương đương) để tạo thành tín hiệu số. Tần số của 6G sẽ cho phép tốc độ lấy mẫu nhanh hơn nhiều so với 5G. Ngoài ra, chúng sẽ cung cấp thông lượng và tốc độ dữ liệu tăng lên đáng kể.

Hơn nữa, việc sử dụng sóng dưới mm (bước sóng thấp hơn 1 mm) và tính chọn lọc tần số được kỳ vọng sẽ đẩy nhanh sự tiến bộ của công nghệ cảm biến không dây.

2.5 Tiết kiệm chi phí nhờ giảm sự phụ thuộc vào phần mềm

Các hoạt động do phần mềm xác định đã được các mạng hiện đại sử dụng. Các thành phần 6G bổ sung, như lớp kiểm soát truy cập phương tiện (MAC) và lớp vật lý (PHY), sẽ được ảo hóa. Hiện tại, các giải pháp PHY và MAC yêu cầu triển khai các giải pháp chuyên dụng phần cứng mạng. Ảo hóa do 6G cung cấp sẽ giảm chi phí thiết bị mạng. Do đó, việc triển khai 6G với mật độ dày đặc sẽ trở nên khả thi về mặt kinh tế.

2.6 Cải thiện khả năng thâm nhập mạng di động

Một trong những ưu điểm của mạng 6G là vùng phủ sóng rộng lớn. Điều này ngụ ý rằng cần có những tháp nhỏ hơn để che phủ một khoảng không gian nhất định. Điều này rất hữu ích nếu bạn muốn xây dựng các tòa tháp nơi có mưa rào thường xuyên hoặc nơi có nhiều cây cối và thảm thực vật. Ngoài ra, 6G nhằm hỗ trợ các kết nối di động bổ sung ngoài 5G. Điều này ngụ ý rằng sẽ giảm nhiễu giữa các thiết bị, dẫn đến dịch vụ được cải thiện.

2.7 Tối ưu hóa việc sử dụng mạng trong nhà

Phần lớn lưu lượng di động ngày nay được tạo ra trong nhà, tuy nhiên mạng di động chưa bao giờ được xây dựng để nhắm mục tiêu phù hợp vào phạm vi phủ sóng trong nhà. 6G khắc phục những trở ngại này bằng cách sử dụng femtocell (các trạm di động nhỏ) và Hệ thống ăng-ten phân tán (DAS).

3. 8 tính năng độc đáo của 6G

Mạng 6G có thể cùng tồn tại với 5G trong một thời gian và sẽ là một cải tiến đáng kể so với các thế hệ trước về một số mặt. Điều này là do 6G sẽ cung cấp các tính năng khác biệt sau:

3.1 Việc sử dụng các dải phổ mới

Phổ là một thành phần thiết yếu của kết nối vô tuyến. Mỗi thế hệ thiết bị di động mới đều cần có phổ tần tiên phong để tận dụng tối đa lợi thế của bất kỳ tiến bộ công nghệ nào nữa. Việc tái định hình phổ di động kỹ thuật số hiện tại từ các công nghệ cũ sang thế hệ tiếp theo cũng sẽ là một phần của quá trình chuyển đổi này.

Đối với các trạm ngoài trời đô thị, các tấm phổ tiên phong mới nhất cho 6G dự kiến sẽ nằm ở dải tần trung 7-20 GHz. Điều này sẽ cung cấp công suất lớn hơn thông qua Nhiều đầu vào Nhiều đầu ra (MIMO), băng tần thấp 460-694 MHz cho phạm vi phủ sóng rộng và phổ phụ THz (trong khoảng từ 90 GHz đến 300 GHz) cho tốc độ dữ liệu cao nhất vượt quá 100 Gbps.

Quá trình bản địa hóa sẽ được đẩy lên một tầm cao mới nhờ việc sử dụng phổ rộng của 6G, bao gồm các dải phổ mới lên tới terahertz.

3.2 Tốc độ truyền dữ liệu rất cao

6G sẽ cung cấp tốc độ dữ liệu tối đa là 1 Tbps. Tương tự, nó sẽ nâng tốc độ dữ liệu mà người dùng trải nghiệm lên 1 Gbps. Do đó, hiệu suất phổ của 6G sẽ cao hơn gần gấp đôi so với 5G.

Hiệu suất phổ cao hơn sẽ mang lại cho nhiều người dùng quyền truy cập tức thời vào các dịch vụ đa phương tiện hiện đại. Các nhà khai thác mạng phải thiết kế lại khung cơ sở hạ tầng hiện tại của họ để mang lại hiệu quả phổ tần cao hơn.

3.3 Chức năng mạng có độ trễ cực thấp

Độ trễ của 5G sẽ giảm xuống chỉ còn một phần nghìn giây. Hiệu suất của nhiều ứng dụng thời gian thực sẽ được nâng cao nhờ độ trễ cực thấp này. Tuy nhiên, công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ sáu sẽ giảm độ trễ trải nghiệm của người dùng xuống dưới 0,1 mili giây. Nhiều ứng dụng thời gian thực nhạy cảm với độ trễ sẽ có hiệu suất và chức năng tốt hơn do độ trễ giảm đáng kể.

Hơn nữa, 6G sẽ tạo điều kiện thực hiện liền mạch các ứng dụng thời gian thực nhạy cảm với độ trễ bằng cách làm cho mạng đáng tin cậy hơn 100 lần so với mạng 5G.

3.4 Hỗ trợ tốt hơn cho kết nối máy với máy (M2M)

6G sẽ tập trung nhiều hơn vào kết nối M2M. Mạng 4G ngày nay hỗ trợ khoảng 100.000 thiết bị trên mỗi km vuông. 5G tiên tiến hơn đáng kể, cho phép kết nối một triệu thiết bị trên mỗi km vuông. Với sự ra đời của mạng 6G, mục tiêu 10 triệu thiết bị được kết nối trên mỗi km vuông là trong tầm tay.

Tất cả các mạng 6G sẽ bao gồm điện toán biên di động, mặc dù nó phải được thêm vào mạng 5G hiện tại. Vào thời điểm mạng 6G được triển khai, điện toán biên và lõi sẽ ngày càng được đồng hóa như các yếu tố của khung cơ sở hạ tầng điện toán và truyền thông thống nhất.

3.5 Tập trung vào hiệu quả năng lượng

Mạng 6G sẽ yêu cầu tần số vô tuyến mạnh hơn để đáp ứng yêu cầu về băng thông lớn hơn. Tuy nhiên, một trong những thách thức là công nghệ (chip) nền tảng chưa thể (chưa) hoạt động tiết kiệm năng lượng ở các dải tần số này. Do đó, tối ưu hóa mức tiêu thụ điện năng sẽ là lĩnh vực trọng tâm của các nhà phát triển 6G.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu dự định giảm mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi bit xuống dưới một nanojoule (10-9 joules), theo bài báo được bình duyệt có tiêu đề “ Từ công nghệ 5G đến 6G: Đáp ứng năng lượng, Internet vạn vật và học máy: Một cuộc khảo sát .”

3.6 Độ tin cậy của mạng cao hơn

Dịch vụ Truyền thông có độ trễ thấp siêu đáng tin cậy (URLLC) do 5G dẫn đầu sẽ được phát triển và nâng cao hơn nữa trong 6G. Độ tin cậy có thể được nâng cao thông qua truyền đồng thời, nhiều bước nhảy không dây, kết nối giữa thiết bị với thiết bị và AI/ML. Do đó, 6G sẽ tốt hơn 5G về khả năng thâm nhập và ổn định mạng. Ngoài ra, 6G sẽ tối ưu hóa các tương tác M2M bằng cách tăng độ tin cậy của mạng lên hơn 100 lần và giảm tỷ lệ lỗi xuống 10 lần so với các thế hệ trước.

3.7 Sự trỗi dậy của kiến trúc mới

5G đại diện cho giải pháp đầu tiên được thiết kế để thay thế kết nối có dây trong môi trường doanh nghiệp và công nghiệp. Nó đang triển khai kiến trúc hướng đến dịch vụ trong nền tảng cốt lõi và triển khai trên nền tảng đám mây, kiến trúc này sẽ được mở rộng sang các phần của mạng truy cập vô tuyến (RAN). Người ta cũng dự đoán rằng mạng 6G sẽ được triển khai trong các cài đặt đám mây không đồng nhất, bao gồm sự

kết hợp giữa riêng tư, công cộng và đám mây với một kiến trúc phù hợp để hỗ trợ việc này.

3.8 Việc sử dụng AI và ML để kết nối tối ưu

5G sẽ cho phép công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (ML) phát huy hết tiềm năng của chúng. Cuối cùng, AI/ML sẽ được triển khai trong nhiều thành phần mạng, cấp độ mạng và dịch vụ mạng khác nhau. Từ tinh chế định dạng tia ở tầng vô tuyến để lập kế hoạch tại trạm di động với các mạng tự tối ưu hóa, AI/ML sẽ hỗ trợ đạt được hiệu quả vượt trội với độ phức tạp tính toán giảm.

Các nhà phát triển 6G, chẳng hạn như Nokia Bell Labs, muốn áp dụng phương pháp tiếp cận trống cho AI/ML, cho phép AI/ML xác định phương thức liên lạc tối ưu giữa hai điểm cuối.

4. Khi nào sẽ có Internet 6G?

Internet 6G dự kiến sẽ ra mắt thương mại vào năm 2030. Công nghệ này tận dụng tối đa mạng truy cập vô tuyến phân tán ( RAN ) và phổ tần terahertz (THz) để tăng công suất, giảm độ trễ và cải thiện việc chia sẻ phổ tần.

Trung Quốc đã phóng vệ tinh thử nghiệm 6G được trang bị hệ thống terahertz. Các gã khổng lồ công nghệ Huawei Technologies và China Global được cho là đang lên kế hoạch phóng vệ tinh 6G tương tự vào năm 2021. Nhiều vấn đề liên quan đến việc triển khai sóng vô tuyến milimet cho 5G phải được giải quyết kịp thời để các nhà thiết kế mạng giải quyết những thách thức của 6G.

5. 6G sẽ hoạt động như thế nào?

Dự kiến, các giải pháp cảm biến không dây 6G sẽ sử dụng có chọn lọc các tần số khác nhau để đo độ hấp thụ và điều chỉnh tần số cho phù hợp. Phương pháp này có thể thực hiện được vì các nguyên tử và phân tử phát ra và hấp thụ bức xạ điện từ ở các tần số đặc trưng, đồng thời tần số phát xạ và hấp thụ là như nhau đối với bất kỳ chất nào.

6G sẽ có ý nghĩa lớn đối với nhiều phương pháp tiếp cận của chính phủ và ngành đối với an toàn công cộng và bảo vệ tài sản quan trọng, chẳng hạn như sau: phát hiện mối đe dọa; theo dõi sức khỏe; tính năng và nhận dạng khuôn mặt; ra quyết định trong các

lĩnh vực như thực thi pháp luật và hệ thống tín dụng xã hội; đo chất lượng không khí; cảm biến khí và độc tính; Và giao diện cảm giác giống như cuộc sống thực.

Những cải tiến trong các lĩnh vực này cũng sẽ mang lại lợi ích cho điện thoại thông minh và công nghệ mạng di động khác, cũng như các công nghệ mới nổi như thành phố thông minh, xe tự lái, thực tế ảo và thực tế tăng cường.

6. Kết luận

Nhìn chung, 6G là một công nghệ đầy hứa hẹn với tiềm năng thay đổi cuộc sống của chúng ta theo nhiều cách. Mặc dù còn nhiều năm nữa trước khi 6G trở thành hiện thực, nhưng các nhà nghiên cứu và nhà phát triển trên toàn thế giới đang nỗ lực để biến tầm nhìn này thành hiện thực