Trung Quốc vừa công bố thiết bị liên lạc có thể mở đường cho internet vệ tinh, đưa quốc gia này tiến gần đến việc phát triển mạng 6G hơn. Đây là một thành tựu quan trọng mới trong cuộc đua truyền thông quang học.
Các chuyên gia tin rằng mạng dữ liệu trong tương lai sẽ cần liên kết thông tin liên lạc mặt đất với vệ tinh. Ảnh: Shutterstock
Thiết bị mới không cần điện trung gian
Các nhà nghiên cứu từ Viện Quang học và Cơ học Chính xác Tây An, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cho biết đã thử nghiệm thành công thiết bị này trong không gian. Họ đã dành hơn một thập kỷ để phát triển thiết bị nhằm nâng cao khả năng, tính linh hoạt và tốc độ truyền thông tin. Khi được gắn trên vệ tinh, thiết bị có thể truyền tín hiệu ánh sáng từ vị trí này sang vị trí khác mà không cần chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện, cơ chế hoạt động gần giống như một tấm gương.
Được gọi là “công nghệ chuyển mạch quang học trong không gian”, hồi tháng 8, thiết bị này từng được phóng vào quỹ đạo trên tên lửa đẩy Y7 của Trung Quốc. Đây là lần đầu tiên Trung Quốc thử nghiệm thiết bị như vậy trên vệ tinh. Khi tải về và mở trên mặt đất, thông tin hình ảnh mang theo vẫn nguyên vẹn mà không bị mất dữ liệu.
Bộ chuyển mạch là thành phần quan trọng trong mạng truyền thông, chịu trách nhiệm phân phối dữ liệu đến một đường truyền nhất định. Ví dụ: khi thực hiện cuộc gọi điện thoại, các bộ chuyển mạch đảm bảo cuộc gọi được chuyển đúng đến người nhận. Các thiết bị chuyển mạch truyền thống thường chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành dữ liệu số hoặc dữ liệu mô phỏng, sử dụng điện làm trung gian. Tuy nhiên, thiết bị mới trực tiếp bỏ qua quá trình đó.
Cải tiến với công suất chuyển mạch 40 gigabit/giây
Theo các nhà khoa học, phương pháp photon-electron-photon thông thường có hiệu ứng “tắc nghẽn điện tử”, trong khi phương pháp quang học có thể tối đa hóa tốc độ và khả năng trao đổi dữ liệu. Do đó, phương pháp quang học cũng có thể giảm chi phí xây dựng các cơ sở chuyển mạch đặc biệt.
Nhóm nghiên cứu của Viện Quang học cho biết thiết bị có thể hỗ trợ công suất chuyển mạch 40 gigabit/giây – một cải tiến đáng kể so với công nghệ chuyển mạch truyền thống. Những phát triển như viễn thám vệ tinh, siêu máy tính với dữ liệu dung lượng lớn và truyền thông di động 6G đều dẫn đến nhu cầu truyền thông tin tốc độ cực cao và dung lượng lớn ngày càng tăng.
Để đạt được điều đó, mạng lưới tương lai phải là mạng ba chiều, liên kết các nút liên lạc mặt đất với vệ tinh. Mạng truyền thông thế hệ tiếp theo (bao gồm 6G) sẽ vượt xa các kết nối trên mặt đất và là một mạng lưới toàn cầu bao gồm các nút vệ tinh.
60 vệ tinh Starlink đầu tiên của SpaceX ngay trước khi đưa vào quỹ đạo. Ảnh: The Verge
Nhu cầu về mạng internet vệ tinh phủ sóng toàn cầu
Các nhà khoa học cho rằng cần xây dựng một mạng internet vệ tinh cung cấp phạm vi phủ sóng toàn cầu và các dịch vụ có độ trễ thấp, có thể truy cập được ngay cả ở những khu vực dân cư thưa thớt và không có trở ngại về địa lý. Trước đây, các liên kết từ vệ tinh đến mặt đất chủ yếu dựa vào công nghệ vi sóng, nhưng tốc độ truyền dữ liệu bị hạn chế do phạm vi tần số vi sóng bị hạn chế.
Tuy nhiên, việc sử dụng tia laser làm vật mang dữ liệu – được gọi là “truyền thông quang học” – đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Laser có phổ rộng hơn, với băng thông có khả năng đạt tới vài trăm gigahertz, do đó có thể đóng gói nhiều dữ liệu hơn vào mỗi lần truyền.
Trung Quốc vẫn còn một chặng đường dài phía trước
Cho đến nay, một số công ty đi đầu trong ngành, chẳng hạn như Starlink của Elon Musk, đã triển khai truyền thông quang học để truyền dữ liệu giữa các vệ tinh. Một số công ty Trung Quốc cũng đang tham gia cuộc đua này.
Khi tốc độ truyền dữ liệu đạt mức rất cao, các cơ sở chuyển mạch thông thường có thể xử lý hơn 100 gigabyte/giây sẽ là một thách thức đối với các cơ sở chuyển mạch thông thường do tắc nghẽn công suất. Vì vậy, để điều chỉnh theo tốc độ ngày càng tăng, chúng ta cần phát triển một hệ thống trao đổi quang học tiên tiến hơn.
Song, bất chấp bước đột phá mới nhất từ nhóm nghiên cứu, Trung Quốc vẫn còn một chặng đường dài phía trước để đưa công nghệ này vào thực tế.
Huang Tao, tổng giám đốc của một công ty truyền thông trụ sở tại Quảng Châu cho biết, Internet vệ tinh của Trung Quốc, bao gồm cả công nghệ chuyển mạch quang học trên không gian, vẫn còn tụt hậu so với Hoa Kỳ vì một số thành phần và vật liệu quan trọng đều do Hoa Kỳ thống trị.
Giang Nguyễn (Theo Tân Hoa Xã)
