Thử nghiệm này đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc biến tầng bình lưu thành phân khúc mở rộng cho mạng di động quốc gia, qua đó hướng tới mục tiêu cung cấp kết nối cho các khu vực hẻo lánh, hỗ trợ khắc phục sự cố khi có thiên tai, cũng như đảm bảo hạ tầng truyền thông cho thiết bị bay không người lái (drone) cùng các hệ thống hàng không khác.

Theo truyền thông Nhật bản đưa tin, SoftBank cùng đối tác Sceye (công ty có trụ sở chính tại Hoa Kỳ) đã triển khai thành công các dịch vụ thử nghiệm trên nền tảng HAPS của Sceye. Tận dụng môi trường vận hành ở tầng bình lưu, hệ thống thử nghiệm của 2 đơn vị đã chứng minh khả năng thiết lập kênh truyền thông trực tiếp giữa HAPS với các thiết bị di động thông thường, đồng thời kết nối liên lạc thành công giữa nền tảng này với các thiết bị drone.

Theo SoftBank, đây là một trong những thử nghiệm liên lạc qua tầng bình lưu thành công đầu tiên thuộc loại này được thực hiện trong không phận Nhật Bản.

Hai công ty dự kiến sử dụng kết quả thử nghiệm làm cơ sở để hoàn thiện khung pháp lý và tối ưu hóa chất lượng truyền dẫn, chuẩn bị cho lộ trình thương mại hóa HAPS tại Nhật Bản từ năm 2027 trở đi.

Công nghệ HAPS là gì?

HAPS (High-Altitude Platform Station - Trạm không gian tầng bình lưu) về bản chất là việc đưa một trạm thu phát sóng viễn thông lên không trung.

Khác với vệ tinh, các trạm HAPS vận hành ở cự ly gần Trái Đất hơn nhiều, thường cố định trong tầng bình lưu (độ cao khoảng 20 km so với mặt đất). SoftBank mô tả công nghệ này như một "trạm phát sóng di động trên không" (flying base station), có khả năng cung cấp kết nối vô tuyến trực tiếp tới thiết bị đầu cuối (Direct-to-Device / D2D).

Mô hình này đóng vai trò bổ trợ chiến lược cho mạng di động mặt đất (TN) và mạng vệ tinh (NTN) hiện hữu thay vì thay thế hoàn toàn. Một trạm HAPS sở hữu vùng phủ sóng rộng lớn, có khả năng phủ sóng tới những địa hình mà việc xây dựng hạ tầng viễn thông truyền thống gặp trở ngại lớn về địa lý hoặc không hiệu quả về chi phí đầu tư.

Đối với một quốc gia có địa hình phức tạp với nhiều hòn đảo như Nhật Bản, năng lực phủ sóng này mang lại giá trị chiến lược đặc biệt lớn.

Đảm bảo thông tin liên lạc trong thiên tai: Ứng dụng cốt lõi

Một trong những luận điểm quan trọng nhất thúc đẩy triển khai HAPS tại Nhật Bản là khả năng phục hồi hạ tầng truyền thông khi xảy ra thảm họa.

Động đất, sóng thần, siêu bão và các thiên tai khác thường xuyên gây hư hỏng nghiêm trọng cho hạ tầng viễn thông mặt đất. Khi các trạm BTS, đường trục cáp quang hay hệ thống lưới điện bị gián đoạn, quá trình khôi phục mạng lưới truyền thống mất rất nhiều thời gian.

Trạm HAPS đóng vai trò là một lớp mạng dự phòng bổ trợ từ trên cao. SoftBank đã xác định ứng dụng ứng cứu thông tin thiên tai là mục tiêu trọng tâm. Hệ thống giúp tái thiết lập kênh truyền thông tức thì cho khu vực bị ảnh hưởng mà không phụ thuộc vào tiến độ sửa chữa hạ tầng mặt đất.

Đối với các lực lượng cứu hộ, chính quyền địa phương và doanh nghiệp, giải pháp kết nối linh hoạt này sẽ trở thành một thành tố không thể thiếu trong chiến lược sẵn sàng ứng phó thiên tai.

Xóa "vùng lõm" sóng tại các khu vực xa xôi

Hệ thống HAPS giúp giải quyết triệt để bài toán "vùng lõm" tín hiệu tại các vùng sâu vùng xa, hải đảo và những khu vực khó tiếp cận. Địa hình nhiều núi đồi và hàng nghìn hòn đảo rải rác của Nhật Bản vốn là rào cản lớn khiến các nhà mạng tốn kém chi phí lắp đặt, bảo trì cột sóng và đường cáp.

Nhờ độ cao vận hành vượt trội, một trạm HAPS có thể phủ sóng một vùng địa lý rộng lớn chỉ từ một vị trí cố định. Điều này mở ra cơ hội kết nối cho những khu vực vốn bị "bỏ quên" nhiều năm qua. Khi có kết nối ổn định, người dân và doanh nghiệp địa phương có thể tiếp cận dịch vụ đám mây, làm việc từ xa, thanh toán kỹ thuật số, phát triển du lịch thông minh và triển khai hiệu quả các thiết bị IoT.

Động lực cho nền ‘Kinh tế Drone’ tại Nhật Bản

Thử nghiệm thành công mô hình "trạm phát sóng di động trên không"  mang ý nghĩa đột phá khi SoftBank chứng minh HAPS có thể giao tiếp dữ liệu trực tiếp với drone. Đây là bước tiến quan trọng trong bối cảnh drone đang được ứng dụng rộng rãi tại Nhật Bản cho giao hàng, kiểm tra cầu đường, giám sát đường dây điện, cứu hộ thiên tai và nông nghiệp thông minh. Hầu hết các drone hiện nay đều bị giới hạn bởi phạm vi hoạt động (LOS) và dung lượng truyền dữ liệu.

HAPS đóng vai trò như một cầu nối truyền thông trên không, cho phép drone bay vượt giới hạn tầm nhìn (BVLOS) mà vẫn duy trì kết nối liên tục. Đây là nền tảng để SoftBank xây dựng Mạng lưới kết nối không gian 3 chiều tích hợp liền mạch hạ tầng mặt đất, không trung và vũ trụ.

Năng lực này sẽ tạo động lực lớn cho các nhà sản xuất drone, đơn vị phát triển hệ thống điều hành, dịch vụ logistics và doanh nghiệp ứng dụng Industrial IoT, giúp hiện thực hóa nhiều kịch bản ứng dụng mới và thúc đẩy nền kinh tế drone phát triển.

Mảnh ghép trong Chiến lược 6G của Nhật Bản

Thử nghiệm HAPS hoàn toàn phù hợp với định hướng phát triển mạng không dây thế hệ tiếp theo. SoftBank đã tích cực nghiên cứu các công nghệ mạng trên không (Aerial Networks) như một phần trong tầm nhìn mạng tương lai. Việc phối hợp giữa các trạm phát sóng mặt đất và trạm trên không là bước đi chiến lược nhằm đạt được độ phủ sóng không gian 3D toàn diện.

Trong lộ trình tiến tới mạng 6G, kiến trúc kết nối đang được thiết kế theo mô hình đa tầng: Mặt đất - Không trung - Vũ trụ. Trong đó, HAPS đóng vai trò là tầng trung gian kết nối giữa hạ tầng mặt đất và mạng vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO), mang lại tính linh hoạt cao cho các nhà mạng khi thiết kế vùng phủ sóng quy mô quốc gia và khu vực.

Cơ hội mới cho Hệ sinh thái Công nghệ Nhật Bản

Thương mại hóa HAPS sẽ mở ra thị trường tiềm năng vượt ra ngoài phạm vi ngành viễn thông truyền thống. Các doanh nghiệp tại Nhật Bản sẽ đứng trước cơ hội cung ứng lớn trong các lĩnh vực như : Thiết bị hàng không tầng bình lưu ; Linh kiện hàng không vũ trụ và vệ tinh ; Công nghệ bán dẫn chuyên dụng ; An ninh mạng và các hệ thống phản ứng ứng cứu thảm họa.

Công nghệ này tạo ra một thị trường giao thoa giữa Viễn thông - Hàng không vũ trụ - Công nghệ thông tin. Các nhà sản xuất Nhật Bản có thế mạnh về vật liệu siêu nhẹ, linh kiện điện tử, công nghệ pin và chế tạo cơ khí chính xác sẽ có lợi thế lớn để gia nhập chuỗi cung ứng toàn cầu.

Những thách thức phía trước

Mặc dù thử nghiệm thành công, việc thương mại hóa thực tế vẫn đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật và vận hành như duy trì vận hành bền bỉ, Đảm bảo HAPS hoạt động ổn định liên tục trong môi trường khắc nghiệt của tầng bình lưu mà không bị gián đoạn kết nối hoặc các vấn đề liên quan tới pháp lý về hạ tầng hay tích hợp hệ thống đảm bảo khả năng tương thích và chuyển vùng giữa HAPS và mạng di động mặt đất hiện hữu.

Quá trình này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các doanh nghiệp viễn thông, tập đoàn hàng không vũ trụ, cơ quan quản lý nhà nước và các nhà cung cấp công nghệ. Do đó, thị trường HAPS được dự báo sẽ phát triển theo lộ trình từng bước thay vì thay thế hoàn toàn mạng mặt đất trong tương lai gần.

Dù đối mặt với nhiều thách thức song, việc thử nghiệm HAPS thành công của SoftBank dường như mở ra tương lai mới nơi mạng di động Nhật Bản có thể mở rộng giới hạn từ mặt đất lên thẳng tầng bình lưu. Lộ trình thương mại hóa từ năm 2027 hứa hẹn mở ra chu kỳ tăng trưởng mới cho các ngành viễn thông, hàng không vũ trụ, drone, bán dẫn, an ninh mạng và công nghệ AI.

Theo ITBIS