Những thuận lợi của mạng viễn thông thế hệ thứ 5 (5G)
Sự phát triển về thông tin di động và các ứng dụng mà nó mang lại đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong đời sống và hoạt động của toàn xã hội thường ngày.
Thông tin không dây không những có ảnh hưởng mạnh mẽ lên nền kinh tế của một quốc gia nói riêng hoặc cả toàn thế giới nói chung, mà còn góp phần phát triển và cải tiến xã hội trong những thập kỹ đã qua. Ngày nay, mạng viễn thông đã trải qua rất nhiều cuộc cách mạng về cải tiến kỹ thuật nhằm nâng cao tốc độ truyền nhận dữ liệu, tăng dung lượng kênh truyền và đặc biệt là tăng sự ổn định trong thông tin liên lạc giữa người dùng dịch vụ và nhà cung cấp mạng viễn thông. Hiện nay, các nhà mạng viễn thông trong nước đang cố gắng phủ sóng dịch vụ mạng thế hệ thứ 4 (4G) cho hầu hết các vùng miền trong cả nước để mang lại lợi ích thiết thực cho xã hội. Trong khuôn khổ của bài viết này sẽ đưa ra một số khái niệm cơ bản về mạng viễn thông thế hệ thứ 5 (5G), những yếu tố và thành phần cơ bản của công nghệ 5G, những thách thức trong việc triển khai và một số thuận lợi mà nó mang lại cho xã hội trong tương lai.
Giới Thiệu về 5G
Như chúng ta đã biết Internet được sử dụng rất rộng rải và khắp mọi nơi, mọi lĩnh vực và mọi mặt trong đời sống xã hội. Sự phát triển của Internet góp phần thúc đẩy xã hội phát triển kể cả về kinh tế cũng như mọi mặt trong cuộc sống con người ngày nay. Tuy nhiên, nhu cầu về thông tin liên lạc của người dùng ngày đòi hỏi ngày càng cao, đặc biệt về đa phương tiện và truyền hình trực tuyến trên nền tảng Internet. Vì vậy, mạng viễn thông thế hệ thứ 5 (5G) sẽ đáp ứng được những yêu cầu và đỏi hỏi cấp thiết như trên trong tương lai không xa.
Vào năm sau (2020) sẽ tổ chức hội nghị di động toàn cầu (Mobile Word Congress) tại Barcelona, Tây Ban Nha từ ngày 24 - 27/02/2020 (1) . Đây là hội nghị toàn cầu lớn nhất về khoa học, công nghệ và thông tin di động. Ở hội nghị lần này các nhà khoa học sẽ mang lại nhưng sáng kiến mới nhất về công nghệ từ hơn $2400$ công ty dẫn đầu về công nghệ trên toàn thế giới cho hội nghị. Ngoài ra, ở hội nghị lần này điều mong đợi nhất không phải là Internet vạn vật (Internet of Things - IoT), cũng không phải là blockchain mà là công nghệ viễn thông thế hệ thứ 5. Lý do cho sự mong đợi của công nghệ này là các công ty mạng viễn thông trên toàn thế giới như ACCIONA và Mobile World Capital (Tây Ban Nha) sẽ bắt tay nhau cho các ứng dụng của mạng viễn thông mới này trên các lĩnh vực công nghiệp thực tiễn. Ngoài ra, cũng trong năm nay công ty mạng viễn thông lớn nhất của Mỹ (AT&T) cũng sẽ ứng dụng công nghệ 5G cho nhà mạng của mình vào năm sau. Như vậy, chúng ta thấy rằng công nghệ mạng viễn thông thế hệ mới 5G đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong mạng viễn thông thế hệ mới nhằm nâng cao chất lượng phục vụ và tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu từ trạm phát tín hiệu cho người dùng di động.
5G Là Gì?
Hình 1. Lộ trình chuẩn hóa của 5G [1]
5G là mạng viễn thông thế hệ kế tiếp của mạng di động vượt ra khái niệm mạng viễn thông Long-Term Evolution (LTE) truyền thông ngày nay và là mạng viễn thông tiêu chuẩn không dây mới nhất dựa vào chuẩn công nghệ băng thông rộng IEEE 802.11 ac. Liên minh viễn thông quốc tế (ITU) vừa mới phát hành một số báo cáo dựa trên tiêu chuẩn mạng 5G liên quan đến tổ chức mạng viễn thông di động quốc tế 2020 gọi tắt là MIT-2020. Theo chỉ dẫn của tổ chức ITU, tốc độ của mạng 5G có thể đạt được tối đa 20 Gb/s cho đường tải về (downlink) và 10Gb/s cho đường tải lên (uplink).
Bên cạnh đó, công nghệ này sẽ có một số ưu điểm vượt trội so với 4G như tốc độ truyền nhận dữ liệu trong các thiết bị 5G có thể được kỳ vọng đạt tốc độ 10 GBps, gấp hàng ngàn lần tốc độ truyền dữ liệu của các thiết bị 4G hiện đang sử dụng như mạng LTE (Long-Term Evolution). Với cộng nghệ này, ta tải một bộ phim ultra-HD trong vòng 10 giây, trong khi đó phải mất vài chục phút với công nghệ 4G truyền thống. Bởi vì trong 5G băng thông kênh truyền sẽ tăng lên rất nhiều, do vậy thời gian đáp ứng trung bình sẽ giảm đi đáng kể (khoảng 1 mili giây cho 5G, 45 - 50 mili giây cho 4G).
Kiến Trúc của 5G
Hình 2. Kiến trúc mạng cao cấp của 5G [2].
Mạng viễn thông 5G dựa trên kiến trúc và kết quả của hệ sinh thái hoàn toàn mới của những sự cải tiến về công nghệ và kỹ thuật như chỉ ra như Hình 2. Mạng viễn thông thế hệ mới này sẽ hỗ trợ hàng ngàn ứng dụng mới cho người dùng và kể cả các doanh nghiệp viễn thông, bao gồm cả các thị trường đặc thù như năng lượng, sức khỏe và sản xuất ô tô. Kiến trúc hạ tầng mạng viễn thông 5G có sức ảnh hưởng cực kỳ to lớn lên mạng di động ngày nay như mạng vật lý, hạng tầng máy tính, những hệ thống lưu trữ và triển khai. Ngoài ra, mạng viễn thông thế hệ mới 5G sẽ hoạt động trong dãy tầng số cao của phổ tần từ 28 GHz đến 60 GHz. Dãy phổ tần số này được sử dụng trong trong phổ tần của milimeter wave (mmWave). Hơn thế nữa 5G được kỳ vọng sẽ được bổ sung vào phổ tần số chưa được sử dụng như 3.5 GHz như là một một tần số mới cho sử dụng di động. Điều này có nghĩa là sẽ có rất nhiều băng thông sẵng sàng cho người dùng di động.
Những thuận lợi khi ứng dụng 5G
Ngoài những thuận lợi được nêu ra ở trên, mạng viễn thông thế hệ tiếp theo còn có một số thuận lợi khác như sau:
• 5G không chỉ mở ra vô số nhứng ứng dụng mới mà còn sẽ tích hợp cho các mạng viễn thông thế hệ cũ như 3G hoặc 4G sử dụng chung nguồn tài nguyên sẵn có.
• 5G có vài trò quan trọng trong IoT bởi vì nó là trung tâm của cuộc cách mạng IoT đang phát triển vượt bậc qua hơn nữa thập kỷ đã qua. Bên cạnh đó, nó được kỳ vọng đóng vai trò chủ chốt trong sự phát triển nền công nghệ 4.0 như: Các ứng dụng cho thành phố thông minh, nhà và văn phòng thông minh.
• Hỗ trợ đa dịch vụ song song và không đồng nhất, điều này có nghĩa là với băng thông 2 chiều kích thước của anten sẽ nhỏ hơn và băng thông sẽ lớn hơn rất nhiều. 5G sẽ cách mạng hóa công nghệ di động. Con người có thể sử dụng đa dịch vụ không đồng nhất cùng lúc.
Kết Luận
Do nhu cầu và đòi hỏi về dung lượng dữ liệu đặc biệt là dữ liệu đa phương tiện và video trực tuyến ngày càng tăng. Việc đáp ứng được những yêu cầu này đòi hỏi các nhà mạng viễn thông cũng như các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông bắt buộc phải cải tiến kỹ thuật cũng như áp dụng những công nghệ viễn thông mới nhất vào quá trình cung cấp dịch vụ của mình. Vì vậy 5G là một xu hướng công nghệ viễn thông tiếp theo đáp ứng được những yêu cầu như trên, đồng thời sẽ tận dụng được những nền tảng công nghệ viễn thông hiện có như 4G hoặc 3G truyền thống sẵn có. Bài viết này cung cấp cho người đọc có cái nhìn khái quát về 5G, một trong những công nghệ viễn thông tương lai thế hệ mới và thường xuyên được nhắc trên các phương tiện đại chúng.
Đức Chung