Viễn cảnh tương lai của kết nối không dây

Cách đây gần 15 năm, không ít người tin tưởng vào mạng không dây, thứ được miêu tả đầy khoa trương như việc truyền dẫn Internet trong không khí, bằng một hệ thống sử dụng sóng vô tuyến. Nhưng ở hiện tại, nó đã trở thành một điều hết sức bình thường.

Thế giới hiện nay đã trở thành một nơi mà con người "không thể ngắt kết nối", một thế giới mà Internet gắn kết tất cả mọi thứ xung quanh lại với nhau giống như phát minh về điện đã làm được trong thế kỷ 20. Nhưng theo Gizmodo, tương lai của công nghệ kết nối không dây còn có thể mở ra một viễn cảnh cao xa hơn thế.

Trong tương lai, Internet có thể được kết nối từ các cột đèn hoặc vệ tinh trong không gian. Ngay cả khi không có tín hiệu Wi-Fi, bất kỳ thiết bị điện tử nào của bạn cũng đều có thể liên lạc với những người khác thông qua các tín hiệu vô tuyến năng lượng thấp. Thứ đột phá tiếp theo sẽ là tốc độ truyền dẫn.

Không còn cảnh vào mạng chậm chạp như hiện nay, kết nối không dây có thể cung cấp năng lượng cho những thiết bị hoạt động mạnh mẽ hơn như xe tự lái, hay hệ thống liên lạc ba chiều.

Độ tin cậy, tính an toàn và tiện ích sẽ là ba khái niệm chính xác nhất mô tả những thay đổi đáng kính ngạc mà con người có thể tận hưởng được từ công nghệ này. Nhưng điều này sẽ xảy đến như thế nào?

Thay đổi bắt buộc do sự phức tạp của công nghệ hiện tại

Mạng không dây trong tương lai sẽ được mở ra theo hai giai đoạn. Một cho người nghèo và một cho người giàu.

Giai đoạn đầu tiên sẽ xuất hiện trước, với quy mô bao phủ rộng khắp cả hành tinh. Minh chứng là các công ty lớn đã thử nghiệm máy bay không người lái, khí cầu và vệ tinh để cung cấp Internet đến các vùng nông thôn. Thách thức thứ hai sẽ có quy mô nhỏ bé hơn, nhưng sẽ ảnh hưởng tới các quốc gia giàu có trước. Đây là cuộc chiến để kết nối không dây kết nối không chỉ con người mà là các tiện ích, thiết bị, công cụ khác nhau từ một cái bóng đèn tới xe tự hành. Trong vài năm tới, những thay đổi này sẽ ảnh hưởng đến các thiết bị như điện thoại thông minh còn về lâu dài, nó có thể liên quan đến cả các thành phố.

Hiện tại, mạng không dây hiện đã phổ biến khắp nơi, xuất hiện trong nhiều ngành. Từ chuột không dây ở các văn phòng, công nghệ NFC để thanh toán bằng smartphone trong các cửa hàng hay những thiết bị trong các căn nhà thông minh giúp người dùng chỉ cần bước tới gần đã có thể khiến cửa hay đèn tự động bật mở.

Tuy nhiên, có một điểm đặc biệt là các thiết bị đang được sử dụng nói trên lại áp dụng các công nghệ và phương thức kết nối không dây khác nhau, theo nhiều tiêu chuẩn riêng và phần lớn không thể tương thích, kết nối với các thiết bị khác. Đó là lý do không quá khó để tin tặc có thể bẻ khóa và xâm nhập vào hệ thống chỉ dựa trên một vài lỗi nhỏ.

Đó là lý do chúng ta ngày càng cần các hệ thống băng thông rộng và ổn định. Đây là điều làm cho tương lai của công nghệ này trở nên đặc biệt thú vị. Hãy tưởng tượng đến một ngày tất cả thiết bị Internet (IoT) chỉ cần kết nối với mạng Wi-Fi là có thể gửi và nhận yêu cầu thông qua cùng một giao thức giống như máy tính xách tay của bạn đang sử dụng.

Tuy nhiên điều này có lẽ sẽ không xảy ra, bởi Wi-Fi đòi hỏi nhiều sức mạnh về phần cứng, điều khó có thể áp dụng với các thiết bị cỡ nhỏ ví dụ như bóng đèn. Ngoài ra nó cũng yêu cầu một đường kết nối với mạng Ethernet. Đó cũng là lý do tại sao Wi-Fi được sử dụng trên máy bay khác xa so với Wi-Fi mà bạn sử dụng tại nhà. Trên bầu trời, kết nối đến từ vệ tinh hoặc tháp truyền tín hiệu di động trên mặt đất.

Các công nghệ mới như 5G và LTE-U, cung cấp băng thông rộng với tốc độ truy cập cao cũng đầy hứa hẹn. Thế nhưng vì các lý do khác nhau, số phận chúng trong tương lai cũng rất phức tạp.

Cuộc đua của vệ tinh, laser, máy bay không người lái

Sự phổ biến của công nghệ không dây trong tương lai đi kèm với lợi ích của nhiều công ty lớn. Sự độc quyền của các công ty viễn thông khổng lồ ngược lại cũng có xu hướng thúc đẩy công nghệ này tiếp tục phát triển. Bởi chỉ có các tập đoàn với ngân sách khổng lồ này mới đủ chi phí để xây dựng cơ sở hạ tầng và các giải pháp hỗ trợ. Cụ thể, đó là vệ tinh, thiết bị bay không người lái và những tia laser.

Ý tưởng này được gọi là không gian internet. Nói một cách đơn giản, khi không thể xây dựng các trạm phát sóng và đặt cáp khắp mọi nơi, chúng ta có thể truyền Internet xuống từ trên trời. Các công ty lớn như Facebook, Google, SpaceX đang thực hiện các dự án riêng nhằm kết nối hàng tỷ người trên khắp thế giới mà không cần tới một mét dây cáp nào cả. Facebook muốn sử dụng máy bay không người lái và truyền dữ liệu bằng tia laser, Google sử dụng khinh khí cầu trong dự án Loon, SpaceX thì muốn sử dụng các vệ tinh nhỏ ở quỹ đạo thấp để mang Internet tới những vùng sâu vùng xa.

Mặc dù hiệu quả chưa thực sự rõ ràng nhưng các nỗ lực này phần nào cho thấy dấu hiệu rằng công nghệ không dây có thể sớm vượt xa công nghệ của smartphone, laptop, bộ định tuyến Wi-Fi và các tháp tín hiệu di động.

Công nghệ sóng ánh sáng

Dù Wi-Fi đã rất phổ biến và tương lai của công nghệ 5G đã cận kề, kết nối di động vẫn còn phải vượt qua rất nhiều cản trở. Mạng Wi-Fi thường dễ bị tổn thương trước những rủi ro về an ninh, ví dụ như lỗ hổng WPA2 mới được phát hiện gần đây.

Và nhiều người đang tìm tòi ra những cách thức mới để truyền thông tin, như sử dụng sóng ánh sáng.

Công nghệ hiện tại sử dụng các sóng tần số thấp, có hiệu quả cao trong việc xuyên qua những chướng ngại vật như tường bê tông. Nhưng nó lại không giỏi trong việc gửi đi lượng lớn thông tin một cách nhanh chóng. Và về mặt kỹ thuật, sóng ánh sáng có thể thay thế và giải quyết các vấn đề này, thông qua việc gửi thông tin bằng sóng điện từ trong phổ ánh sáng khả kiến.

Giáo sư Harold Haas cùng nhóm nghiên cứu tại Đại học Edinburgh đang tìm hiểu và phát triển công nghệ này. Họ đặt ra cho nó thuật ngữ Li-Fi. Hass nói: "Li-Fi sẽ là hệ thần kinh trong tương lai của các hệ thống tự hành thông minh, các tòa nhà thông minh, mọi thứ thông minh".

Về cơ bản Li-Fi giống như âm thanh. Và nó cũng giống như Wi-Fi, ngoại trừ việc truyền thông tin qua sóng vô tuyến, Li-Fi sử dụng sóng ánh sáng có thể nhìn thấy được. Các sóng vô tuyến điện thông thường truyền thông tin bằng cách gửi các xung điện từ, như là một chuỗi các số 1 và 0. Li-Fi có thể làm được việc tương tự bằng cách sử dụng đèn LED nhấp nháy theo một quy trình vô cùng tinh tế.

Hiện tại, các hệ thống Li-Fi yêu cầu một số phần cứng đặc biệt để kiểm soát máy phát cũng như các bộ thu đặc biệt giống như ổ USB. Trong tương lai, nhóm nghiên cứu hy vọng rằng nó sẽ được tích hợp hoàn toàn vào các mạng Wi-Fi hiện có, giúp giảm bớt nhu cầu nâng cấp cơ sở hạ tầng.

Hai lợi ích lớn của Li-Fi là băng thông và bảo mật. Do dữ liệu di chuyển trên sóng ánh sáng thay vì sóng vô tuyến nên hệ thống có thể truyền dữ liệu nhanh hơn các công nghệ hiện có. Và vì ánh sáng nhìn thấy được không thể đi xuyên qua tường, mạng Li-Fi nhờ đó mang lại mức độ bảo mật tốt hơn. Đặc biệt, ưu điểm lớn nhất là nó có thể hoạt động trên khoảng cách rất xa. Nhóm nghiên cứu khẳng định công nghệ này có thể thiết lập một kết nối đáng tin cậy với khoảng cách hơn 300 dặm (gần 500 km) mà không cần vệ tinh.

Giấc mơ về holographic (ảnh 3 chiều động)

Công nghệ không dây từ lâu được áp dụng trong việc truyền thông, giao tiếp từ xa. Tuy nhiên, cách thức mà người dùng giao tiếp vẫn bị ràng buộc bởi băng thông. Khi vấn đề này được giải quyết trong tương lai bằng các công nghệ truyền dẫn, trải nghiệm về những thứ như thực tế ảo, holographic sẽ không còn xa vời.

Hiện nay, chỉ với một chiếc smartwatch, người dùng có thể phát nhạc trực tuyến hoặc gửi tin nhắn mà không cần điện thoại di động. Xe hơi cũng có thể kết nối Internet nhờ công nghệ 4G. Nhưng trong viễn cảnh băng thông rộng của tương lai, người dùng thay vì nhìn vào màn hình để nói chuyện sẽ trông thấy ảnh ảo 3 chiều của nhân vật đối diện ngay trước mặt. Điều này thậm chí có thể thực hiện khi đang trên xe hơi, bởi chiếc xe lúc này đã có thể hoàn toàn tự lái.

Trên thực tế, các công nghệ này đang được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm với điều kiện môi trường kết nối đảm bảo. Và với hứa hẹn về kết nối dữ liệu 10 Gbps bởi công nghệ 5G trong khoảng năm năm tới, tương lai đậm chất khoa học viễn tưởng này có thể không quá xa vời.