ทีมนักวิทยาศาสตร์จีนได้ประกาศความสำเร็จในการพัฒนา ‘ชิป 6G ครอบคลุมทุกย่านความถี่’ (all-frequency 6G chip) ได้เป็นครั้งแรกของโลก ซึ่งถือเป็นการปฏิวัตเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย และอาจเป็นรากฐานสำคัญของเครือข่ายอัจฉริยะที่ขับเคลื่อนด้วย AI ในอนาคต
เทคโนโลยีใหม่นี้มีความสามารถในการส่งสัญญาณอินเทอร์เน็ตบนมือถือด้วยความเร็วสูงกว่า 100 กิกะบิตต่อวินาที (Gbps) ครอบคลุมทุกย่านความถี่ไร้สาย ตั้งแต่คลื่นความถี่ต่ำที่ใช้ในพื้นที่ห่างไกลไปจนถึงคลื่นความถี่สูงในเมือง ซึ่งหากเปรียบเทียบให้เห็นภาพ ความเร็วระดับนี้จะทำให้เราสามารถส่งภาพยนตร์ความละเอียดสูง 8K ขนาด 50GB ได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่วินาที
ปัจจุบัน เทคโนโลยีไร้สายที่เราใช้กันอยู่นั้นมีความกระจัดกระจายอย่างมาก โทรศัพท์ 5G, สัญญาณดาวเทียม หรือเทคโนโลยีอนาคตอย่างการผ่าตัดทางไกล ต่างก็ใช้ย่านความถี่ที่แตกต่างกัน (ตั้งแต่ 3 GHz ไปจนถึง 100 GHz) ทำให้นักวิศวกรต้องออกแบบระบบฮาร์ดแวร์แยกกันสำหรับแต่ละย่านความถี่ ซึ่งส่งผลให้ระบบโดยรวมมีความซับซ้อน, ค่าใช้จ่ายสูง และเกิดปัญหาคลื่นรบกวนได้ง่าย
แต่ความสำเร็จของทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยปักกิ่ง (Peking University) และมหาวิทยาลัยซิตี้แห่งฮ่องกง (City University of Hong Kong) อาจทำให้ปัญหานี้กลายเป็นอดีต พวกเขาสามารถรวมย่านความถี่ไร้สายทั้งหมด ตั้งแต่ 0.5 GHz ถึง 115 GHz เข้าไว้ด้วยกันได้ในชิปขนาดเท่าเล็บหัวแม่มือ (11mm x 1.7mm) เพียงตัวเดียว ซึ่งเป็นการแทนที่ระบบวิทยุที่เคยต้องใช้แยกกันถึง 9 ระบบ ให้เหลือเพียงระบบเดียวที่ทำงานได้อย่างไร้รอยต่อ
เบื้องหลังความสำเร็จครั้งนี้คือเทคโนโลยีที่เรียกว่า photonic-electronic fusion หรือการหลอมรวมเทคโนโลยีโฟโตนิกส์ (แสง) และอิเล็กทรอนิกส์เข้าด้วยกัน โดยทีมวิจัยได้ใช้ประโยชน์จากแบนด์วิดท์ที่กว้างมหาศาลของแสงเพื่อครอบคลุมทุกย่านความถี่ ทำให้ชิปสามารถแปลงสัญญาณไร้สายเป็นสัญญาณแสงเพื่อประมวลผลได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ
ศาสตราจารย์ หวังซิงจวิน จากมหาวิทยาลัยปักกิ่ง อธิบายว่าเครือข่ายยุคหน้าจำเป็นต้องดึงจุดแข็งของทุกย่านความถี่มาใช้ร่วมกัน “คลื่นความถี่สูงอย่างมิลลิเมตรเวฟ (millimetre-wave) และเทราเฮิรตซ์ (terahertz) ให้แบนด์วิดท์ที่มหาศาลและมีความหน่วงต่ำมาก เหมาะสำหรับการใช้งานอย่าง VR หรือการผ่าตัด ขณะที่คลื่นความถี่ต่ำอย่างไมโครเวฟมีความสามารถในการครอบคลุมพื้นที่กว้างและทะลุทะลวงสูง ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อในพื้นที่ภูเขาห่างไกล, ใต้ทะเลลึก หรือแม้แต่อวกาศ”
นอกจากนี้ ชิปดังกล่าวยังมีระบบนำทางคลื่นความถี่(frequency-navigation) ซึ่งหากย่านความถี่ใดมีความหนาแน่นหรือถูกรบกวน ระบบก็จะสลับไปใช้ช่องสัญญาณที่ว่างอยู่ได้โดยอัตโนมัติในทันที ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาสัญญาณรบกวนในพื้นที่ที่มีผู้ใช้งานหนาแน่น เช่น คอนเสิร์ตหรือสนามกีฬาได้
ประสิทธิภาพของชิปตัวใหม่นี้ถือเป็นก้าวกระโดดครั้งสำคัญ โดยสามารถทำความเร็วในการส่งข้อมูลได้สูงกว่า 100 Gbps ซึ่งเมื่อเทียบกับความเร็วอินเทอร์เน็ตบนมือถือโดยเฉลี่ยในพื้นที่ชนบทของสหรัฐฯ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 20 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีใหม่นี้เร็วกว่าหลายพันเท่า และมีความสามารถในการปรับเปลี่ยนคลื่นความถี่ได้เร็วกว่าการกะพริบตาหลายร้อยเท่า
ศาสตราจารย์หวังซิงจวินกล่าวว่า เทคโนโลยีนี้จะเป็นรากฐานฮาร์ดแวร์สำคัญสำหรับ ‘เครือข่าย AI อัจฉริยะ’ (AI-native network) อย่างแท้จริงเป็นครั้งแรก เครือข่ายดังกล่าวจะสามารถใช้ AI ในการปรับเปลี่ยนค่าพารามิเตอร์การสื่อสารได้เองแบบเรียลไทม์ เพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมทางคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน พร้อมทั้งตรวจจับสภาพแวดล้อมไปในตัว
เป้าหมายต่อไปของทีมวิจัยคือการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ให้กลายเป็นโมดูลการสื่อสารอัจฉริยะแบบ plug-and-play ที่มีขนาดเล็กซึ่งจะสามารถนำไปฝังไว้ในอุปกรณ์ทุกชนิด ตั้งแต่สมาร์ทโฟน, สถานีฐาน, โดรน ไปจนถึงอุปกรณ์ IoT
ภาพ: LAW Ho Ming / Getty Images
อ้าวอิง:
