Các nhà nghiên cứu Trung Quốc vừa công bố một bước đột phá quan trọng trong công nghệ 6G, chế tạo thành công chip 6G toàn dải tần đầu tiên trên thế giới. Theo Interesting Engineering, con chip này hứa hẹn mang lại tốc độ Internet di động vượt trội, trên 100 gigabit/giây.
Điểm đặc biệt của phát minh này là khả năng thu hẹp khoảng cách kỹ thuật số giữa khu vực nông thôn và thành thị. Bằng cách mở rộng vùng phủ sóng trên toàn bộ phổ tần không dây, chip 6G mới có thể mang kết nối tốc độ cao đến những vùng sâu vùng xa.
Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi các nhà khoa học từ Đại học Bắc Kinh và Đại học Hong Kong, đã tích hợp toàn bộ phổ tần từ 0,5 GHz đến 115 GHz vào một chip có kích thước tương đương móng tay cái. Thông thường, để đạt được vùng phủ sóng tương tự, cần đến 9 hệ thống vô tuyến riêng biệt. Chi tiết về thiết kế chip đã được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 27/8.
Con chip có kích thước siêu nhỏ, chỉ 11 x 1,7 mm, kết hợp băng tần sóng milimet và terahertz với băng tần vi sóng tần số thấp. Sự hợp nhất này cho phép chuyển đổi liền mạch giữa các tần số, phù hợp cho cả việc phủ sóng vùng sâu vùng xa và các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao. Giáo sư Wang Xingjun từ Đại học Bắc Kinh nhấn mạnh tính cấp thiết của việc giải quyết các thách thức trong phát triển mạng 6G, đặc biệt khi nhu cầu về các thiết bị kết nối ngày càng tăng.
Thế hệ mạng tiếp theo cần khai thác tối đa thế mạnh của nhiều băng tần khác nhau. Tần số cao cung cấp băng thông lớn và độ trễ cực thấp, lý tưởng cho các ứng dụng như thực tế ảo và phẫu thuật từ xa. Trong khi đó, băng tần thấp cung cấp vùng phủ sóng rộng, rất quan trọng để tiếp cận các khu vực vùng núi hẻo lánh, dưới biển và thậm chí ngoài không gian.
Các hệ thống không dây truyền thống thường hoạt động trong một phạm vi hẹp, dẫn đến chi phí cao và sự phức tạp khi cần nhiều hệ thống. Để vượt qua rào cản này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp hợp nhất quang tử – điện tử. Một bộ điều biến điện quang băng thông rộng chuyển đổi tín hiệu không dây thành tín hiệu quang, sau đó được xử lý thông qua các thành phần quang tử. Quá trình truyền dẫn sử dụng tần số kết hợp giữa các laser, và tất cả được tích hợp trên con chip nhỏ.
Trong quá trình thử nghiệm, chất lượng liên lạc được duy trì ổn định trên toàn bộ phổ tần. Hệ thống đạt tốc độ điều chỉnh tần số 6 GHz trong 180 micro giây, nhanh hơn đáng kể so với một cái chớp mắt. Tốc độ dữ liệu kênh đơn vượt quá 100 Gbps. Để so sánh, tốc độ di động trung bình ở vùng nông thôn Hoa Kỳ vào khoảng 20 megabit/giây. Hệ thống này có khả năng tạo ra tín hiệu liên lạc nhanh chóng, chính xác và không nhiễu ở bất kỳ tần số nào trong phạm vi 0,5-115 GHz.
Một tính năng quan trọng khác của con chip là khả năng “điều hướng tần số”, tự động chuyển sang kênh khác khi phát hiện nhiễu, đảm bảo liên lạc liên tục và không bị gián đoạn. Giáo sư Shu Haowen từ Đại học Bắc Kinh cho biết thiết bị đạt được khả năng lập trình đa năng và điều chỉnh tần số động, tạo ra sự cân bằng tối ưu giữa kích thước, mức tiêu thụ điện năng và hiệu suất. Điều này làm cho nó phù hợp cho các khu vực đông đúc như buổi hòa nhạc hoặc sân vận động, nơi hàng ngàn thiết bị kết nối cùng lúc.
Con chip này cũng tạo ra nền tảng phần cứng cho mạng AI gốc, có khả năng chủ động điều chỉnh các thông số liên lạc thông qua các thuật toán tích hợp, giúp xử lý hiệu quả trong môi trường điện từ phức tạp.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tập trung vào việc tạo ra các module liên lạc “cắm và chạy” với kích thước tương đương ổ USB. Các module này có thể được cài đặt vào điện thoại thông minh, trạm gốc, máy bay không người lái và các thiết bị Internet vạn vật (IoT), từ đó đẩy nhanh sự ra đời của mạng 6G linh hoạt và thông minh.
Admin
Nguồn: VnExpress
