Các nhà nghiên cứu tại Đại học College London (UCL) đã lập kỷ lục mới về tốc độ truyền dữ liệu không dây, đạt tốc độ 938 Gb/s trong dải tần số từ 5-150 GHz, nhanh hơn tới 9.380 lần so với tốc độ 5G trung bình ở Anh. Bước đột phá này, kết hợp giữa công nghệ vô tuyến và quang học, hứa hẹn mang đến các hệ thống truyền thông không dây nhanh hơn và ổn định hơn trong vài năm tới.
Nhóm nghiên cứu đã thành công khi truyền dữ liệu qua không trung với tốc độ 938 Gigabit mỗi giây (Gb/s) trên dải tần số kỷ lục từ 5-150 Gigahertz (GHz). Tốc độ này nhanh hơn tới 9.380 lần so với tốc độ tải xuống 5G trung bình ở Anh, hiện đang là 100 Megabit mỗi giây (Mb/s).
Các mạng không dây hiện nay thường truyền thông tin qua sóng vô tuyến trong một phạm vi tần số hẹp. Các phương pháp truyền tải không dây hiện tại, như Wi-Fi và 5G di động, chủ yếu hoạt động ở các tần số thấp dưới 6 GHz. Tuy nhiên, sự tắc nghẽn trong dải tần số này đã hạn chế tốc độ của các kết nối không dây.
Các nhà nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật Điện & Điện tử UCL đã vượt qua trở ngại này bằng cách truyền thông tin qua một dải tần số vô tuyến rộng hơn nhiều, bằng cách kết hợp cả công nghệ vô tuyến và quang học (combining both radio and optical technologies) lần đầu tiên.
Việc sử dụng phổ tần không dây hiệu quả hơn này được kỳ vọng sẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về dung lượng và tốc độ dữ liệu không dây trong vòng 3 đến 5 năm tới.
Tiến sĩ Zhixin Liu, tác giả chính của nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật Điện & Điện tử UCL, cho biết: “Các hệ thống truyền thông không dây hiện tại đang gặp khó khăn (are struggling) trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về truy cập dữ liệu tốc độ cao… Giải pháp của chúng tôi là sử dụng nhiều tần số có sẵn hơn để tăng băng thông, trong khi vẫn duy trì chất lượng tín hiệu cao và cung cấp sự linh hoạt trong việc truy cập các nguồn tài nguyên tần số khác nhau. Điều này dẫn đến mạng không dây siêu nhanh và ổn định, khắc phục nút thắt về tốc độ giữa các thiết bị đầu cuối và Internet.”
Phương pháp mới này lần đầu tiên kết hợp hai công nghệ không dây hiện có, gồm điện tử tốc độ cao và quang học sóng milimet (millimeter wave photonics), cho phép truyền một lượng lớn dữ liệu với tốc độ chưa từng có.
Để giải quyết những hạn chế hiện tại của công nghệ không dây, các nhà nghiên cứu từ UCL đã phát triển một cách tiếp cận mới (novel approach), kết hợp giữa điện tử tiên tiến hoạt động tốt trong dải 5-50 GHz, và công nghệ quang học sử dụng ánh sáng để tạo ra thông tin vô tuyến, hoạt động tốt trong dải 50-150 GHz.
Tác động đối với công nghệ không dây
Các mạng truyền thông hiện đại (State-of-the-art) dựa vào nhiều công nghệ khác nhau để hoạt động. Hệ thống truyền thông bằng cáp quang truyền dữ liệu qua khoảng cách xa, giữa các lục địa, và từ các trung tâm dữ liệu đến địa chỉ của người dùng. Công nghệ không dây thường xuất hiện ở giai đoạn cuối, khi dữ liệu được truyền qua một khoảng cách ngắn, chẳng hạn như từ bộ định tuyến internet trong nhà đến các thiết bị kết nối qua Wi-Fi.
Công nghệ mới do UCL phát triển có tiềm năng cách mạng hóa nhiều lĩnh vực, đặc biệt là kết nối Wi-Fi mà mọi người dựa vào tại nhà và các nơi công cộng khác.
Người dùng điện thoại di động có thể mong đợi tốc độ internet di động nhanh hơn và kết nối ổn định hơn, một khi các mạng 5G và sau này là 6G được hỗ trợ bởi hệ thống này. Điều này sẽ cho phép nhiều người hơn sử dụng mạng trong các khu vực đông dân cư hoặc tại các sự kiện lớn như hòa nhạc mà không bị chậm lại, hoặc cung cấp tốc độ nhanh hơn nhiều cho cùng số người dùng.
Ví dụ, một bộ phim 4k Ultra HD dài hai giờ (khoảng 14GB dữ liệu) sẽ mất 19 phút để tải xuống qua 5G với tốc độ 100 Mb/s. Với công nghệ mới, có thể tải xuống chỉ trong 0,12 giây.
Mặc dù công nghệ này hiện mới chỉ được chứng minh trong phòng thí nghiệm, nhưng công việc đang được tiến hành để sản xuất một hệ thống nguyên mẫu có thể sử dụng cho thử nghiệm thương mại. Nếu thành công, công nghệ này sẽ sẵn sàng được tích hợp vào thiết bị thương mại trong vòng ba đến năm năm.
Các nhà nghiên cứu từ UCL đã phá kỷ lục về tốc độ truyền tải không dây với 938 Gb/s bằng cách sử dụng dải tần số rộng. Điều này có thể cải thiện đáng kể truyền thông không dây trong tương lai. Ảnh: SciTech Daily
