Tốc độ mạng 5G ra sao và cách thức nó hoạt động như thế nào?

Thế hệ thứ 5 của công nghệ mạng không dây có tiềm năng mở ra một cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Nhưng cách thức nó hoạt động như thế nào? Để có câu trả lời, hãy xem xét các mạng di động đã trải qua quá trình phát triển như thế nào trong nhiều năm qua và cách thức 5G không chỉ xây dựng trên nền tảng đó mà còn tạo ra một nền tảng mới.

Dữ liệu di động ngày nay được truyền đi như thế nào?

Dữ liệu truyền dọc theo phần vô tuyến của phổ điện từ, bao gồm tần số trong khoảng từ 3 kilohertz (kHz) đến 300 gigahertz (GHz). Bốn thế hệ đầu tiên của công nghệ mạng di động hoạt động trên các bộ phận cụ thể của quang phổ: 1G (dải tần số giữa 850 MHz và 1.900 MHz), 2G và 3G (mở rộng đến 850 MHz đến 2.100 MHz), và 4G (khoảng 600 MHz đến 2,5 GHz ).

Tại sao tất cả điều này quan trọng? Tất cả trong một từ: tốc độ!

Việc chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, kết hợp với các dải tần số cao hơn, đã tăng đáng kể  tốc độ  dữ liệu có thể tải xuống. Trong khi tốc độ tải xuống dữ liệu hàng đầu trên mạng 1G đạt khoảng 2,4kb / giây, 2G có thể lên tới 50kb / giây và 3G được kiểm tra ở tốc độ 2mb / giây trên thiết bị đứng yên và 384kb / giây trên thiết bị trên ô tô hoặc các phương tiện di chuyển khác. Thế hệ kết nối không dây thứ tư, 4G, ra mắt vào những năm 2000 và tạo ra xương sống cho nhiều cải tiến đột phá nhất hiện nay, nhanh hơn 500 lần so với 3G, với tốc độ 100mbps  cho các vật thể đứng yên và 10 mbps cho các vật thể di chuyển.

Tốc độ đó có thể gọi là nhanh, nhưng nó mờ nhạt so với tốc độ tiềm năng của 5G . Cụ thể như tại Mỹ, Verizon 5G Ultra Wideband là một mạng tốc độ cao hiện đã có mặt tại hơn 30 thành phố trên toàn nước Mỹ. 5G Ultra Wideband có thể mang khối lượng dữ liệu cao hơn đáng kể so với các mạng LTE hiện nay và băng thông rất quan trọng đối với các công nghệ tiên tiến của tương lai cất cánh.

Nó có ý nghĩa gì đối với người tiêu dùng? Độ trễ thấp của mạng 5G, đó là thời gian cần thiết để một gói dữ liệu di chuyển giữa hai điểm. Có thể thay đổi đáng kể cách mọi người tương tác với dữ liệu. Và điều đó ngày càng cần thiết trong một thế giới nơi hàng tỷ thiết bị sẽ xuất hiện trực tuyến trong vài năm tới.

Kết hợp, độ trễ thấp và băng thông cao cho phép tốc độ tải lên và tải xuống nhanh hơn, mở ra một loạt lợi ích tiềm năng: mọi người truyền phát video 4K trong vài giây, về cơ bản cho phép trải nghiệm VR liền mạch, thúc đẩy tiến bộ trong y học từ xa, triển vọng điều chỉnh lưu lượng truy cập trong thời gian thực, và nhiều hơn nữa.

Tiềm năng của 5G chỉ bị giới hạn bởi trí tưởng tượng của những nhà phát kiến ý tưởng.

Công nghệ 5G hoạt động như thế nào?

Mạng 5G được cung cấp thông qua các hạ tầng cáp quang, các cell quy mô nhỏ và các dải phổ sóng mang vô tuyến mở rộng. Một thành phần quan trọng của phổ sóng mang được gọi là phổ sóng milimet, trong đó đề cập đến các dải tần số cao, cụ thể là các dải tần trong phạm vi 28 GHz đến 38 GHz. Chính trong các dải phổ này, những sáng kiến táo bạo, nhạy với độ trễ và băng thông lớn nhất của tương lai sẽ dựa vào. Hãy nghĩ về phổ sóng milimet như các đường cao tốc rộng nhất, nhanh nhất trên thế giới, với hàng triệu xe tải di chuyển cách nhau vài centimet với tốc độ không thể tin được .

Các thành phần gây trễ không thể không được quan tâm tới. Các mạng 4G hiện tại hiển thị độ trễ khoảng 30-150 mili giây . Khách hàng 5G Ultra Wideband sẽ mong đợi độ trễ cuối cùng sẽ giảm xuống  dưới 10 mili giây .

Một thành phần quan trọng trong quá trình xây dựng 5G là các cell quy mô nhỏ (small cell): Ở các bộ phát này, có kích thước gần bằng máy tính xách tay được đặt ở vị trí chiến lược, nơi nhu cầu sử dụng cao nhất như khu vực trung tâm thành phố, trung tâm mua sắm, địa điểm thể thao và khuôn viên trường đại học.

Tương lai sẽ được xác định bởi sự chuyển động của dữ liệu. Ước tính có khoảng 20,4 tỷ thiết bị VR, hệ thống chơi game trên nền tảng đám mây, cảm biến IoT hoặc xe tự lái, được dự kiến ​​sẽ kết nối trực tuyến vào năm 2020 và tất cả sẽ có nhu cầu dữ liệu lớn trên mạng. 5G không chỉ có thể làm cho các ứng dụng sử dụng nhiều dữ liệu này khả thi mà còn có khả năng thay đổi cách thức dữ liệu định hình thế giới của chúng ta.

Liên hệ tác giả