Mạng 5G là gì? Các tính năng, ứng dụng và cách thức hoạt động của nó?

Mạng không dây thế hệ thứ năm (5G) là bước phát triển mới nhất của công nghệ di động, được thiết kế để tăng tốc độ và khả năng phản hồi nhanh chóng của mạng không dây. Với 5G, dữ liệu được truyền qua các kết nối băng thông rộng không dây có thể truyền đi ở tốc độ lên tới 20 Gbps theo một số ước tính – vượt qua tốc độ của mạng có dây – đồng thời tạo ra độ trễ rất thấp với chỉ 1ms hoặc thấp hơn cho các ứng dụng yêu cầu khả năng hồi đáp trong thời gian thực. 5G cũng sẽ cho phép gia tăng lượng dữ liệu được truyền qua các hệ thống không dây với việc hỗ trợ băng thông rộng hơn và công nghệ antenna tiên tiến hơn.

Ngoài những cải tiến về tốc độ, dung lượng và độ trễ, 5G còn cung cấp các tính năng quản lý mạng, trong đó có tính năng cắt mạng, cho phép các nhà khai thác di động tạo nhiều mạng ảo trong một mạng 5G vật lý. Khả năng này sẽ cho phép các kết nối mạng không dây hỗ trợ các nhu cầu hoặc mô hình kinh doanh cụ thể và có thể được bán trên cơ sở dịch vụ. Chẳng hạn, một chiếc xe tự lái sẽ yêu cầu một lớp mạng cung cấp các kết nối cực nhanh, độ trễ thấp để một chiếc xe có thể điều hướng trong thời gian thực. Tuy nhiên, một thiết bị gia dụng có thể được kết nối thông qua kết nối mạng chậm hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn vì vấn đề hiệu suất cao không quan trọng. Với Internet of Things (IoT), có thể chỉ cần sử dụng các kết nối an toàn và chỉ có dữ liệu.

Các mạng và dịch vụ 5G sẽ được triển khai theo các giai đoạn trong vài năm tới để đáp ứng sự phụ thuộc ngày càng tăng vào các thiết bị di động và kết nối internet. Nhìn chung, 5G dự kiến sẽ tạo ra một loạt các ứng dụng và mô hình kinh doanh mới khi công nghệ được tung ra.

Mạng không dây 5G hoạt động như thế nào?

Mạng không dây bao gồm các “cell” được chia thành các vùng gửi dữ liệu qua sóng radio. Công nghệ 4G LTE (Long-Term Evolution) sẽ cung cấp nền tảng cho 5G. Không giống như 4G, đòi hỏi các trụ tháp di động lớn, công suất cao để phát tín hiệu qua khoảng cách xa hơn, tín hiệu không dây 5G sẽ được truyền qua một số lượng lớn các trạm di động nhỏ đặt ở những nơi như cột đèn hoặc mái nhà. Việc sử dụng nhiều ô nhỏ là cần thiết vì phổ sóng milimet – dải phổ giữa 30 GHz và 300 GHz mà 5G dựa vào để tạo ra tốc độ cao – chỉ có thể truyền qua khoảng cách ngắn và chịu sự can thiệp của thời tiết và các chướng ngại vật như các tòa nhà.

Các thế hệ công nghệ không dây trước đây đã sử dụng các dải phổ tần số thấp hơn. Để bù đắp những thách thức sóng milimet liên quan đến khoảng cách và nhiễu, ngành công nghiệp không dây cũng đang xem xét việc sử dụng phổ tần số thấp hơn cho mạng 5G để các nhà khai thác mạng có thể sử dụng phổ mà họ đã sở hữu để xây dựng mạng mới. Tuy nhiên, phổ tần số thấp hơn đạt được khoảng cách lớn hơn nhưng có tốc độ và công suất thấp hơn sóng milimet.

Hiện trạng triển khai 5G như thế nào?

Các nhà khai thác mạng không dây ở bốn quốc gia – Hoa Kỳ, Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc – phần lớn đang thúc đẩy việc xây dựng các mạng 5G đầu tiên. Họ dự kiến sẽ chi hàng tỷ đô la cho chi phí đầu tư 5G cho đến năm 2030, theo Technology Business Research Inc., mặc dù không rõ dịch vụ 5G sẽ tạo ra lợi tức cho khoản đầu tư đó như thế nào. Phát triển các ứng dụng và mô hình kinh doanh tận dụng lợi ích của 5G có thể giải quyết các mối lo ngại về doanh thu của các nhà khai thác.

Đồng thời, các cơ quan tiêu chuẩn đang làm việc trên các tiêu chuẩn thiết bị 5G phổ quát. Dự án Đối tác thế hệ thứ 3 (3GPP) đã phê duyệt tiêu chuẩn 5G Radio mới (NR) vào tháng 12 năm 2017 và dự kiến sẽ hoàn thành tiêu chuẩn lõi di động 5G cần thiết cho các dịch vụ di động 5G vào cuối năm 2018. Hệ thống radio 5G không tương thích với radio 4G, nhưng các nhà khai thác mạng đã đầu tư cho hệ thống mạng không dây gần đây có thể nâng cấp lên hệ thống 5G mới thông qua phần mềm thay vì mua thiết bị mới.

Với các tiêu chuẩn thiết bị không dây 5G gần như hoàn chỉnh và điện thoại thông minh tương thích 5G đầu tiên và các thiết bị không dây liên quan sẽ có mặt trên thị trường vào năm 2019, các ứng dụng 5G sẽ bắt đầu xuất hiện từ năm 2020 đến năm 2025, theo dự đoán của Technology Business Research. Đến năm 2030, các dịch vụ 5G sẽ trở thành xu hướng chủ đạo và dự kiến sẽ chuyển từ phân phối nội dung thực tế ảo (VR) sang điều hướng phương tiện tự động được kích hoạt bởi khả năng giao tiếp thời gian thực (RTC).

Những loại dịch vụ không dây 5G nào sẽ được cung cấp?

Các nhà mạng đang phát triển hai loại dịch vụ 5G.

Dịch vụ băng rộng không dây cố định 5G cung cấp truy cập internet đến từng nhà và doanh nghiệp mà không cần kết nối hữu tuyến truyền thống. Để làm điều đó, các nhà khai thác mạng triển khai các NR trong các cell di động quy mô nhỏ gần các tòa nhà để phát tín hiệu đến máy thu trên tầng thượng hoặc bệ cửa sổ được khuếch đại trong khuôn viên. Các dịch vụ băng rộng cố định được dự kiến sẽ giúp các nhà khai thác cung cấp dịch vụ băng rộng cho các gia đình và doanh nghiệp ít tốn kém hơn vì phương pháp này giúp loại bỏ nhu cầu triển khai các tuyến cáp quang đến mọi nơi cư trú. Thay vào đó, các nhà khai thác chỉ cần cài đặt cáp quang vào các cell di động và khách hàng nhận được dịch vụ băng thông rộng thông qua các modem không dây đặt tại khu dân cư hoặc doanh nghiệp của họ.

Dịch vụ di động 5G sẽ cung cấp cho người dùng quyền truy cập vào mạng di động 5G của nhà khai thác. Các dịch vụ này sẽ bắt đầu được triển khai vào năm 2019, khi các thiết bị hỗ trợ (hoặc tương thích) 5G đầu tiên dự kiến sẽ có mặt trên thị trường trong thời gian này. Việc cung cấp dịch vụ di động cũng phụ thuộc vào việc hoàn thành các tiêu chuẩn mobile core của 3GPP vào cuối năm 2018.

____
Bài viết liên quan