Mạng băng tần dưới 6GHz đã được triển khai hoàn toàn, vậy tại sao Trung Quốc vẫn tiếp tục phát triển mạng 5G sóng milimét?

Các băng tần mạng 5G toàn cầu chủ yếu được chia thành băng tần dưới 6GHz và băng tần sóng milimét (mmWave). Mạng 5G sóng milimét và mạng dưới 6GHz không đối lập nhau theo kiểu "chỉ có thể chọn một trong hai", mà là mối quan hệ bổ sung cho nhau, nghĩa là "có thể có cả hai". Việc mỗi quốc gia lựa chọn con đường công nghệ nào trước tiên phụ thuộc nhiều hơn vào điều kiện quốc gia của mình. Sau khi việc xây dựng mạng 5G dưới 6GHz của Trung Quốc hoàn thiện, việc xây dựng mạng 5G sóng milimét cũng được đưa vào chương trình nghị sự.

Tháng 3 năm 2020, Bộ Công Thương đã ban hành "Thông báo về việc thúc đẩy phát triển nhanh chóng công nghệ 5G". Thông báo nêu rõ "kế hoạch sử dụng tần số cho một số băng tần sóng milimét 5G sẽ được công bố kịp thời, và việc thử nghiệm thiết bị sóng milimét và hiệu năng sẽ được tổ chức để chuẩn bị cho việc sử dụng thương mại công nghệ sóng milimét 5G". Ngày 30 tháng 4 năm 2021, Bộ Công Thương đã công bố "Dự thảo Kế hoạch hành động "Khởi động" ứng dụng 5G (2021-2023)" để lấy ý kiến ​​(sau đây gọi là "Dự thảo"). Dự thảo đề xuất đến năm 2023, tỷ lệ người dùng cá nhân sử dụng 5G tại nước ta sẽ vượt quá 40%, và số lượng người dùng sẽ vượt quá 560 triệu người. Đồng thời, dự thảo đề xuất "kế hoạch tần số sóng milimét 5G sẽ được công bố kịp thời và sẽ nghiên cứu hệ thống đấu thầu giấy phép tần số sóng milimét 5G". Điều này cũng có nghĩa là sau khi mạng 5G Sub-6GHz được triển khai đầy đủ tại Trung Quốc, việc xây dựng mạng 5G sóng milimét tại Trung Quốc sắp bắt đầu. Ngoài ra, ông Tian Yulong, kỹ sư trưởng của Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin, đã nhấn mạnh tại một cuộc họp báo của Văn phòng Thông tin Quốc vụ viện vào tháng 3 khi nói về việc thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao của ngành công nghiệp thông tin và truyền thông rằng "việc xây dựng mạng 5G sẽ được thúc đẩy một cách có trật tự và việc triển khai mạng 6G sẽ được đẩy nhanh".

Công nghệ sóng milimét 5G và sóng dưới 6GHz bổ sung cho nhau.

Sóng milimét là sóng điện từ có bước sóng từ 1mm đến 10mm và tần số từ 30GHz đến 300GHz. Trong lĩnh vực truyền thông di động, sóng điện từ có tần số từ 24GHz đến 100GHz thường được gọi là sóng milimét.

Hội nghị Vô tuyến Viễn thông Thế giới năm 2019 (WRC-19) của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đã quyết định rằng các dải tần sóng milimét từ 24GHz đến 86GHz sẽ được sử dụng cho Truyền thông Di động Quốc tế (IMT). Trong đó, các dải tần 24.25-27.5GHz, 37-43.5GHz và 66-71GHz là các dải tần IMT tích hợp toàn cầu.

So với hệ thống 5G dưới 6GHz (băng tần dưới 6GHz), truyền thông sóng milimét 5G có băng thông cực rộng từ 24GHz đến 100GHz, mang lại những ưu điểm độc đáo như tốc độ cao hơn, độ trễ thấp hơn và cấu hình giao diện không dây linh hoạt. Nó có thể đáp ứng hiệu quả nhu cầu của truyền thông không dây trong tương lai về dung lượng hệ thống, tốc độ truyền tải và các ứng dụng khác nhau.

Ví dụ, về tốc độ truyền tải, phân tích mới nhất của Ookla dựa trên lượng lớn dữ liệu đo được từ ứng dụng Speedtest của họ cho thấy băng tần sóng milimét 5G có thể đạt tốc độ nhanh gấp 16 lần so với băng tần dưới 6GHz.

Thứ hai, 5G sử dụng hai chiều là sóng mang phụ và khe thời gian để truyền dữ liệu. Sóng milimét có đặc điểm là băng thông cao, khoảng cách giữa các sóng mang phụ lớn và khe thời gian tương ứng nhỏ. Điều này cũng làm cho độ trễ của sóng milimét 5G chỉ bằng khoảng 25% so với băng tần dưới 6GHz. Tương tự, vì sóng milimét có băng thông khả dụng lớn hơn và tốc độ truyền cao hơn, chúng cũng có thể cung cấp dung lượng lớn hơn để đáp ứng phạm vi truy cập thiết bị đầu cuối rộng hơn.

Ngoài ra, tốc độ tải xuống cao hơn của sóng milimét 5G có thể hỗ trợ ghép kênh không gian dày đặc đồng thời giảm nhiễu, giúp giải quyết tốt hơn vấn đề tắc nghẽn khi một lượng lớn người dùng truy cập Internet cùng lúc trong cùng một khu vực. Điều này đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng trong các tình huống có mật độ dân cư cao như nhà ga, sân bay và sân vận động.

Trong các lĩnh vực ứng dụng công nghiệp liên quan, chẳng hạn như phát sóng trực tiếp video độ phân giải cực cao, giám sát an ninh, y tế từ xa và một số ứng dụng công nghiệp, nơi có yêu cầu cao về tốc độ tải lên và độ trễ thấp, đặc tính đường truyền tải lớn và độ trễ thấp của sóng milimét 5G có thể đáp ứng tốt hơn các nhu cầu này.

Cần đặc biệt lưu ý rằng mạng 5G sóng milimét có thể tự thực hiện kết nối đường truyền ngược mà không cần đến kết nối giữa mạng cáp quang và mạng lõi. Các mạng 5G dựa trên băng tần dưới 6GHz vẫn cần dựa vào các giải pháp kết nối đường truyền ngược bằng cáp quang truyền thống, nghĩa là mỗi trạm gốc 5G cần được kết nối với mạng lõi thông qua cáp quang, điều này cũng làm tăng chi phí triển khai. Công nghệ IAB (Truy cập và Kết nối Đường truyền Ngược Tích hợp) 5G sóng milimét có thể hỗ trợ các trạm gốc 5G sóng milimét sử dụng các trạm gốc 5G sóng milimét khác làm nút chuyển tiếp, và cuối cùng kết nối đường truyền ngược về mạng lõi dưới dạng truyền dẫn không dây thông qua các chức năng đa bước, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí triển khai. Điều này cũng cho phép các trạm gốc 5G sóng milimét hỗ trợ triển khai hiệu quả về chi phí và mật độ cao hơn.

Ngoài ra, công nghệ sóng milimét cũng có thể được sử dụng trong kết nối xe cộ với mọi thứ (V2X) trên mạng 5G để cung cấp dịch vụ định vị với độ chính xác vượt xa GPS và LTE (độ chính xác có thể đạt mức dưới mét).

Ông Ma Hongbing, tổng giám đốc bộ phận Đổi mới Công nghệ của China Unicom, cho biết: "Bằng cách kết hợp sóng milimét 5G với công nghệ MEC và AI, sóng milimét có thể cung cấp các dịch vụ mạng riêng tùy chỉnh cho khách hàng mục tiêu và có thể được sử dụng rộng rãi trong các kịch bản như nhà máy thông minh, công viên thông minh và thiết bị đầu cuối thông minh."

Mặc dù sóng milimét có ưu điểm về tốc độ và độ trễ so với băng tần dưới 6GHz, nhưng chúng cũng có những hạn chế. Ví dụ, tín hiệu dễ bị suy giảm, khả năng xuyên thấu kém và dễ bị chặn. Mặc dù hiện nay đã có các công nghệ như tạo chùm tia, theo dõi chùm tia và các công nghệ khác có thể giải quyết tốt những vấn đề này. Tuy nhiên, băng tần dưới 6GHz vẫn có ưu điểm vượt trội hơn về phạm vi phủ sóng và chi phí triển khai.

Tóm lại, việc triển khai mạng sóng milimét 5G và mạng dưới 6GHz không cạnh tranh hay thay thế nhau, mà là bổ sung cho nhau. Sử dụng mạng dưới 6GHz để đạt được vùng phủ sóng rộng khắp của 5G, và sử dụng hệ thống sóng milimét để đạt được vùng phủ sóng tại các địa điểm trong nhà (sự kiện thể thao, hòa nhạc, hội nghị lớn), các trung tâm giao thông (ga tàu điện ngầm, ga tàu cao tốc) và khu vực văn phòng, cũng như vùng phủ sóng điểm truy cập ngoài trời, truy cập băng thông rộng không dây, v.v. Việc triển khai phối hợp sóng milimét và mạng dưới 6GHz có thể đạt được sự kết hợp hữu cơ giữa dung lượng lớn và vùng phủ sóng rộng.

Công tác chuẩn bị ban đầu cho việc triển khai mạng 5G sóng milimét của Trung Quốc đã bắt đầu và đang tiến triển thuận lợi.

Nếu mạng Sub-6GHz giải quyết được vấn đề vùng phủ sóng 5G, thì mạng sóng milimét 5G có thể tối đa hóa lợi thế của 5G, từ đó mang lại giá trị lớn hơn.

Ông Mạnh Phụ, chủ tịch Qualcomm Trung Quốc, cũng cho biết: "Để đạt được các mục tiêu thiết kế ban đầu của 5G, cần phải tận dụng tất cả các nguồn tài nguyên phổ tần. Các dải tần trung và thấp dưới 6GHz có thể đạt được sự cân bằng giữa vùng phủ sóng, dung lượng và hiệu năng, trong khi sóng milimét tần số cao trên 24GHz có thể hỗ trợ hiệu năng và dung lượng 5G tối ưu, mang đến trải nghiệm kết nối không dây thế hệ tiếp theo cho nhiều kịch bản và ngành công nghiệp, cũng như khả năng truyền thông di động siêu tin cậy và độ trễ thấp cho các lĩnh vực chuyên ngành như Internet công nghiệp."

Theo "Sách trắng về công nghệ sóng milimét 5G" do GSMA công bố vào tháng 9 năm ngoái, dự đoán rằng công nghệ sóng milimét 5G sẽ đóng góp 565 tỷ USD vào GDP toàn cầu vào năm 2035. Trong đó, lợi ích kinh tế trực tiếp từ việc sử dụng băng tần sóng milimét 5G tại Trung Quốc sẽ đạt khoảng 104 tỷ USD trước năm 2034.

Hiện nay, Hoa Kỳ, Nhật Bản, châu Âu và Đông Nam Á đều đã triển khai mạng 5G sóng milimét. Theo dữ liệu do GSA công bố vào tháng 3 năm nay, hơn 150 nhà mạng trên toàn thế giới hiện đang đầu tư vào công nghệ 5G sóng milimét.

Theo kế hoạch thử nghiệm sóng milimét 5G của Nhóm xúc tiến IMT-2020 (5G) Trung Quốc, việc thử nghiệm sóng milimét đã bắt đầu từ năm 2019 để xác minh các công nghệ chủ chốt và đặc điểm hệ thống của sóng milimét 5G. Bắt đầu từ năm 2020, các chức năng, hiệu suất và khả năng tương tác của các trạm gốc và thiết bị đầu cuối sóng milimét sẽ được xác minh thêm, và việc xác minh mạng lưới hợp tác tần số cao và tần số thấp sẽ được thực hiện. Đồng thời, Nhóm xúc tiến IMT-2020 (5G) Trung Quốc cũng đã tiến hành xác minh các kịch bản điển hình một cách kịp thời.

Vào tháng 10 năm 2019, dưới sự tổ chức của Nhóm xúc tiến IMT-2020 (5G), ZTE và Qualcomm đã đạt được thử nghiệm tương thích sóng milimét 5G (IoDT) đầu tiên trên điện thoại thông minh tại Trung Quốc. Hai tháng sau khi phương pháp thử nghiệm OTA MIMO sóng milimét mới được làm rõ trong phiên bản 3GPP Rel-16 được phát hành vào đầu tháng 7 năm 2020, vào cuối tháng 9, dưới sự tổ chức của Nhóm xúc tiến IMT-2020 (5G), Qualcomm đã dẫn đầu trong việc hoàn thành thử nghiệm hiệu năng sóng milimét dựa trên phương pháp thử nghiệm OTA MIMO 3GPP Rel-16 tại phòng thí nghiệm MTNet của Học viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông. Tại thời điểm này, Qualcomm đã trở thành nhà sản xuất chip đầu tiên tại Trung Quốc tham gia và vượt qua tất cả mười bài kiểm tra tần số vô tuyến sóng milimét 5G 26GHz.

Trong khi công tác thử nghiệm sóng milimét đang tiến triển một cách có trật tự, các đặc tính của sản phẩm chip cũng liên tục được tối ưu hóa để đáp ứng nhu cầu triển khai sóng milimét của Trung Quốc. Vào ngày 19 tháng 5 năm 2021, Qualcomm thông báo sẽ ra mắt các tính năng và chức năng được nâng cấp dành riêng cho Snapdragon X65, modem 5G 10Gbps đầu tiên trên thế giới và hệ thống tần số vô tuyến được ra mắt vào tháng 2: nó hỗ trợ băng thông sóng milimét 200MHz và chế độ SA sóng milimét, từ đó đáp ứng các yêu cầu quan trọng cho việc triển khai mạng sóng milimét của Trung Quốc.

Nhận thấy tiềm năng của sóng milimét trong các kịch bản ứng dụng công nghiệp, các nhà sản xuất thượng nguồn và hạ nguồn trong ngành công nghiệp sóng milimét của Trung Quốc đang nỗ lực không ngừng. Vào ngày 21 tháng 5 năm 2021, dưới sự hướng dẫn kỹ thuật của Nhóm xúc tiến IMT-2020 (5G) và China Unicom, ZTE, Qualcomm và TVU Networks đã hoàn thành thành công cuộc trình diễn dịch vụ truyền tải video 8K sóng milimét 5G đầu tiên trên thế giới dựa trên cấu trúc khung đường lên lớn trên băng tần 26GHz (n258) trong môi trường phòng thí nghiệm.

Trong buổi trình diễn này, ZTE đã cung cấp một trạm gốc sóng milimét 5G. Bộ định tuyến tổng hợp đa mạng 5G của TVU Networks đã cung cấp kết nối sóng milimét 5G thông qua thiết bị đầu cuối thử nghiệm kiểu CPE được trang bị modem và hệ thống RF Qualcomm Snapdragon X55 5G cùng mô-đun anten sóng milimét Qualcomm QTM527. Nội dung video 8K được thu thập theo thời gian thực đã được truyền tải ổn định qua đường truyền sóng milimét 5G và cuối cùng đã được nhận thành công ở đầu thu để phát lại.

Theo kế hoạch thử nghiệm sóng milimét 5G của Nhóm xúc tiến IMT-2020 (5G), cấu trúc khung đường lên lớn sóng milimét sẽ được thúc đẩy vào năm 2021 để hỗ trợ các kịch bản ứng dụng khác nhau. Việc truyền tải video độ phân giải cực cao theo thời gian thực, đặc biệt là video 8K, đặt ra yêu cầu rất cao đối với băng thông đường lên của mạng di động. Cấu trúc khung DSUUU được sử dụng trong cuộc thử nghiệm này đã tăng gấp ba lần tốc độ đường lên đỉnh của công nghệ sóng milimét hiện có bằng cách phân bổ nhiều khe thời gian hơn cho đường lên. Cuộc thử nghiệm đã xác minh khả năng đường lên siêu tốc của sóng milimét 5G, điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc đáp ứng các yêu cầu băng thông đường lên lớn của nhiều ứng dụng công nghiệp 5G trong tương lai.

Điều đáng chú ý là tại triển lãm MWC Thượng Hải 2021, khu vực triển lãm sóng milimét 5G, do China Unicom và GSMA tổ chức và được Qualcomm hỗ trợ, đã trưng bày toàn diện các ứng dụng và thiết bị đầu cuối sóng milimét 5G được hỗ trợ bởi 39 công ty hàng đầu trong ngành. Các thiết bị đầu cuối sóng milimét 5G đa nhà cung cấp được trưng bày bao gồm các mô-đun, điện thoại di động, CPE, PC, thiết bị AR (thực tế tăng cường) và XR (thực tế mở rộng), ba lô phát sóng trực tiếp, robot và nhiều loại sản phẩm phong phú khác.

Các kịch bản ứng dụng đa dạng được hỗ trợ bởi công nghệ sóng milimét 5G đang được trưng bày bao gồm: trải nghiệm thi đấu của vận động viên, khu nghỉ dưỡng tuyết thông minh thực tế ảo 5G, truyền video 8K, dịch vụ sự kiện toàn cảnh 5G và phát sóng trực tiếp sự kiện miễn phí, trải nghiệm toàn cảnh sóng milimét 5G, v.v. Giải pháp phát sóng trực tiếp đa góc nhìn 5G dựa trên sóng milimét thu trực tiếp hình ảnh sân thi đấu ngoài trời của Trung tâm Trượt tuyết băng đồng Quốc tế Trương Gia Khẩu. Máy bay không người lái, camera gắn trên đầu và máy ảnh chuyên nghiệp giao tiếp với trạm gốc thông qua mạng không dây, và tư thế anh hùng của các vận động viên tại Trung tâm Trượt tuyết băng đồng Quốc gia được phát sóng lại theo thời gian thực từ nhiều góc độ, đạt được khả năng phát sóng trực tiếp đa góc của sân thi đấu và cung cấp nhiều trải nghiệm xem khác nhau cho khán giả thực tế. China Unicom hiện là đối tác dịch vụ truyền thông chính thức duy nhất của Thế vận hội Mùa đông Bắc Kinh 2022. Sự hoàn thiện của các thiết bị đầu cuối và ứng dụng liên quan đến sóng milimét 5G sẽ giúp cung cấp các dịch vụ 5G tốt hơn bằng công nghệ sóng milimét tại Thế vận hội Mùa đông Bắc Kinh 2022.

Công nghệ sóng milimét 5G tiếp tục phát triển và có thể trở thành một thành phần quan trọng của 6G.

Công nghệ sóng milimét vẫn đang tiếp tục phát triển. Ví dụ, công nghệ truy cập và truyền tải tích hợp (IAB) đã đề cập ở trên; ngoài ra còn có công nghệ định vị băng thông rộng có thể hỗ trợ định vị thiết bị đầu cuối chính xác; hỗ trợ phổ tần mở rộng: hỗ trợ các dải tần trên 52.6GHz và phổ tần không cần giấy phép cho hoạt động phụ trợ và độc lập có giấy phép; quản lý chùm tia nâng cao: thông qua tối ưu hóa chùm tia toàn phần và hỗ trợ chùm tia bảng đa anten giúp cải thiện độ trễ, độ ổn định và hiệu suất; tối ưu hóa kết nối kép: giảm độ trễ truy cập ban đầu của thiết bị đầu cuối và cải thiện vùng phủ sóng khi kết nối nhiều nút; các tính năng tiết kiệm năng lượng: cải thiện mức tiêu thụ điện năng bằng cách tối đa hóa thời gian ngủ của thiết bị đầu cuối để hỗ trợ phản hồi liên kết nhanh hơn.

Sự phát triển không ngừng của các công nghệ liên quan đến sóng milimét 5G sẽ mang lại những cơ hội mới về chức năng, hiệu quả, phổ tần và triển khai. Ngoài ra, công nghệ sóng milimét 5G cũng được kỳ vọng sẽ trở thành một thành phần quan trọng của công nghệ 6G thế hệ tiếp theo.

Theo sách trắng về 6G "Trải nghiệm siêu kết nối thế hệ tiếp theo" do Samsung phát hành năm ngoái, tốc độ đỉnh của 6G sẽ đạt 1000Gbps và độ trễ sẽ thấp đến 100us. Công nghệ này có thể được hoàn thiện và thương mại hóa sớm nhất vào năm 2028, và việc thương mại hóa quy mô lớn có thể đạt được vào khoảng năm 2030. Về các chỉ số và mốc thời gian quan trọng này, các nhà sản xuất thiết bị viễn thông khác về cơ bản cũng có quan điểm tương tự.

Samsung cũng đề xuất các công nghệ tiềm năng có thể được sử dụng trong tiêu chuẩn 6G, chẳng hạn như băng tần terahertz THz, công nghệ anten mới để tăng cường vùng phủ sóng tín hiệu tần số cao, công nghệ song công tiên tiến, phát triển cấu trúc mạng và chia sẻ phổ tần để cải thiện hiệu quả sử dụng mạng và tăng cường ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI).

Sách trắng "6G: Không giới hạn, với AI" do UNISOC công bố cho rằng các công nghệ cốt lõi của 6G sẽ được đa dạng hóa, và truyền thông terahertz, truyền thông ánh sáng nhìn thấy, điều chế và giải mã tiên tiến, và truyền dẫn hợp tác vệ tinh-mặt đất có thể trở thành các công nghệ cốt lõi của 6G.

Qualcomm nhấn mạnh sự đổi mới của các công nghệ liên quan, chẳng hạn như thiết kế dựa trên dữ liệu AI/ML, song công toàn phần, sóng milimét tần số cao hơn, định vị nâng cao, băng tần terahertz, giao diện thông minh, mạng xanh, cảm biến tần số vô tuyến, cấu trúc liên kết mới, tách rời cực độ, tìm kiếm cấu trúc mạng thần kinh đám mây, truyền thông siêu an toàn, mô hình chia sẻ mới, v.v.

Có thể thấy rằng nhiều nhà sản xuất tin rằng công nghệ truyền thông terahertz sẽ là một trong những công nghệ chủ chốt cho truyền thông 6G. Dải tần số terahertz thường đề cập đến dải tần số từ 300GHz đến 10,000GHz, và sóng điện từ xung quanh 300GHz cũng có thể được coi là sóng milimét trong dải tần số cao hơn. Chỉ bằng cách làm chủ công nghệ truyền thông sóng milimét, chúng ta mới có cơ hội tạo ra những đột phá trong công nghệ truyền thông terahertz.

Vào giữa năm 2020, Yang Tao, Phó Chủ tịch Bộ phận Kinh doanh Viễn thông Trung Quốc của Huawei, cũng công khai tiết lộ rằng Huawei đã tham gia vào công tác nghiên cứu sơ bộ liên quan đến 6G. Công nghệ 6G được nghiên cứu sơ bộ chủ yếu sử dụng băng tần sóng milimét và đang trong giai đoạn khai thác kịch bản và tìm kiếm công nghệ.

Điều đáng chú ý là vào cuối năm 2019, Phòng thí nghiệm Công nghệ Thiết bị của Tập đoàn NTT Nhật Bản đã phát triển chip siêu tốc 6G làm từ chất bán dẫn hợp chất indium phosphide (InP) và tiến hành các thí nghiệm truyền dẫn không dây tốc độ cao trong băng tần 300GHz. Khi sử dụng điều chế 16QAM, nó có thể đạt tốc độ truyền dẫn không dây lên đến 100Gbps. Nếu sử dụng kết hợp các công nghệ ghép kênh không gian như MIMO và OAM, dự kiến ​​sẽ đạt được tốc độ truyền dẫn không dây dung lượng lớn vượt quá 400Gbps, gần bằng yêu cầu tốc độ đỉnh của 6G.

Ngoài ra, 6G sẽ hiện thực hóa một mạng lưới thông tin liên lạc tốc độ cao tích hợp trên không, trên bầu trời, trên mặt đất và trên biển, và dải tần sóng milimét cũng sẽ là lựa chọn hàng đầu cho các liên kết giữa các vệ tinh, các liên kết người dùng để phủ sóng từ vệ tinh xuống mặt đất, và các liên kết cấp tín hiệu từ vệ tinh đến các trạm mặt đất.

Nội dung này được lấy từ Internet./ Trí thông minh cốt lõiTrang web này chỉ cung cấp dịch vụ in lại. Quan điểm, lập trường, công nghệ, v.v. trong bài viết này không liên quan gì đến trang web này. Nếu có bất kỳ sự vi phạm nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa bỏ!