Mạng 5G là gì và khi nào chúng ta được chạm tay vào nó?

Thế giới kết nối đã mở rộng phạm vi của mình ra bên ngoài smartphone, và cuộc cách mạng 5G sẽ trở thành tiền đề cho thế giới mới đó phát triển.

Vài ngày trước, Liên minh Viễn thông Quốc tế đã đưa ra bản dự thảo về thông số kỹ thuật của mạng 5G, với nhiều con số đáng chú ý như tốc độ dữ liệu gấp 20 lần chuẩn 4G-LTE hiện tại, hay hỗ trợ đến 1 triệu thiết bị trong 1 kilomet vuông. Có nghĩa là sẽ không còn lâu nữa, chúng ta có thể tận hưởng công nghệ này trên chiếc điện thoại của mình.

Tuy nhiên, việc chuyển đổi sang 5G sẽ không diễn ra quá nhanh. Các nhà mạng cần nâng cấp toàn bộ cơ sở hạ tầng khổng lồ của mình để đáp ứng yêu cầu cho công nghệ mạng mới này. Dù sao đi nữa, cuộc cách mạng 5G không chỉ giúp đưa hàng Gigabyte dữ liệu lên và xuống chiếc iPhone của bạn nhanh hơn, mà nó còn có tác động rộng hơn nữa. Nó sẽ là hạ tầng để kết nối thông tin cho những xe tự lái, thiết bị VR, drone vận chuyển và hàng thiết bị kết nối trong nhà của bạn.

Cơ bản về 5G

Trước khi đọc bài, các bạn có thể đọc lại bài Giải ngố về 4G LTE trước đã.

Nói một cách đơn giản, 5G rất giống với cách bạn đang hình dung về nó: nhanh hơn 4G, nhưng chắc chắn không nhanh như dịch chuyển tức thời. Hiện vẫn chưa có định nghĩa chắc chắn cũng như tiêu chuẩn phần cứng để xây dựng hệ thống mạng này – ngay cả các nhà mạng lớn cũng đang bận rộn với việc thử nghiệm và chào hàng các công nghệ của riêng mình.

Cho đến vài ngày trước đây, các nhà mạng lớn mới có được một điểm chung cho mình, đó là một bản dự thảo về thông số kỹ thuật của công nghệ mạng này. Với băng thông dữ liệu lớn hơn nhiều so với 4G-LTE, trong nhiều trường hợp, nó có thể thay thế mạng Wifi với tốc độ nhanh hơn và độ phủ sóng tốt hơn.

Theo phát ngôn viên của Verizon, Marc Tracey: "Về cơ bản, 5G sẽ mang lại một đường dẫn kết nối rộng hơn và nhanh hơn." Bản dự thảo mới đây về thông số 5G cho thấy nó tốc độ dữ liệu đỉnh tải xuống trên mỗi cell đơn đến 20 Gbps, gấp 20 lần so với tốc độ dữ liệu đỉnh trên 4G-LTE, nghĩa là bạn có thể tải cả bộ phim Lord of the Rings chỉ trong vài giây và tận hưởng thế giới VR qua thiết bị đeo mà gần như không có độ trễ.

5G hoạt động như thế nào?

Hiện tại, mạng 5G mới được lên kế hoạch hoạt động trong dải tần số cao của băng tần không dây – nó nằm giữa 30 GHz và 300 GHz, hay còn được gọi là băng tần bước sóng milimet.

Các bước sóng milimet này có thể truyền tải khối lượng dữ liệu lớn với tốc độ rất cao, nhưng lại không đi được xa như các bước sóng tần số thấp trong mạng 4G. Ngoài ra, các bước sóng milimet tần số cao cũng khó xuyên qua tường hay các chướng ngại vật hơn.

Trong mạng tần số thấp như 4G-LTE, các ăng ten có thể đặt cách xa nhau và những chướng ngại vật không phải vấn đề lớn. Vì vậy, khi bắt tay vào xây dựng mạng 5G, các nhà mạng phải sử dụng nhiều ăng ten hơn – hơn rất nhiều lần – để có cùng độ phủ sóng như mạng hiện tại của chúng ta. Lúc đó bạn sẽ thấy những chiếc ăng ten mini gần như ở khắp mọi nơi.

Đó là một phần lý do tại sao những người tham gia vào mạng 5G, như Qualcomm và Intel, mới chỉ đang thử nghiệm ở phạm vi dưới 6 GHz, như một cách để đảm bảo sự ổn định về tốc độ dữ liệu với các tín hiệu sóng milimet. Như mọi yếu tố khác trong cuộc cách mạng 5G, tất cả đều đang ở bước đầu tiên.

Vậy tôi có cần mua một chiếc điện thoại mới không?

Chắc chắn rồi, nhưng chiếc điện thoại có thể sẽ phải đi kèm với hàng loạt ăng ten bên trong, nhưng đổi lại mọi thứ sẽ diễn ra rất nhanh trong mạng 5G mới.

Tại MWC 2017, hãng điện thoại Trung Quốc ZTE đã giới thiệu nguyên mẫu chiếc smartphone 5G đầu tiên trên thế giới, tốc độ tải dữ liệu lên đến 1Gb/s.

Chúng ta còn phải chờ 5G trong bao lâu nữa?

Các nhà mạng tại Mỹ đang đặt mục tiêu đến năm 2020 để bắt đầu việc phủ sóng rộng khắp. Dù đó có vẻ là một quãng thời gian dài, nhưng đây vẫn là một thời hạn đầy tham vọng – để phủ sóng 5G, các nhà mạng cần các ăng ten mới, thiết bị mới và các ứng dụng mới cho dữ liệu không dây.

"Với trường hợp tăng trưởng của mạng 4G, dữ liệu được xoay quanh những chiếc smartphone," Rob Topol, Tổng giám đốc bộ phận 5G của Intel. "Đối với 5G, chúng tôi đang tìm kiếm những tiềm năng vượt ra ngoài smartphone." Cụ thể hơn, điều này có nghĩa là những thiết bị như: xe tự lái, thiết bị thực tế ảo, drone và nhiều hơn nữa sẽ là những đối tượng đầu tiên tận dụng các lợi ích này.

Đối với 5G, phạm vi kết nối sẽ vượt ra ngoài smartphone, với IoT và xe tự lái.

Gần đây, Verizon cho biết họ sẽ triển khai dịch vụ 5G tại 11 thành phố của Mỹ vào giữa năm nay, nhưng thay vì dịch vụ di động, họ sẽ sử dụng nó để thay thế cho đường băng thông rộng cố định. Trong khi AT&T cũng sẽ mang đến dịch vụ video DirectTV Now qua 5G tới một số giới hạn khách hàng của mình ở Austin, Texas. Năm ngoái, Sprint cũng đã phát video trực tiếp một trận bóng đá ở độ phân giải 4K qua 5G, còn T-Mobile dự định sử dụng 5G để tạo ra một đường dẫn tốc độ cao dành cho phát video VR.

Về mặt phần cứng, cả Intel và Qualcomm đều đã giới thiệu các modem 5G, cũng như các thiết bị hạ tầng khác để hỗ trợ cho hàng loạt thử nghiệm khác nhau sẽ được triển khai trong năm nay.

Ngôn ngữ cho hàng tỷ thiết bị

Bởi vì nó được thiết kế tạo ra một kết nối liên tục cho một thế giới có đến hàng chục tỷ thiết bị, mạng 5G sẽ được thiết kế để thích ứng với các nhu cầu của các thiết bị riêng biệt. Nếu bạn đang stream một đoạn video 4K sang một tivi màn hình lớn, mạng 5G sẽ ưu tiên lưu lượng dữ liệu tuyệt đối cho bạn. Còn nếu để phục vụ cho kết nối giữa một bản điều khiển và một drone, nó sẽ ưu tiên việc phản hồi nhanh chóng.

Đối với các thiết bị di động, 5G sẽ giúp sửa chữa rất nhiều vấn đề của 4G và các công nghệ không dây hiện tại. Nó sẽ được thiết kế để hỗ trợ đồng thời nhiều người dùng và thiết bị hơn (theo thông số kỹ thuật ITU mỗi cell 5G sẽ hỗ trợ cho 1 triệu thiết bị trên diện tích 1 km2), với tốc độ cao hơn cả 4G. Việc tốc độ dữ liệu của bạn bị chậm đi khi đang ở một sự kiện đông người sẽ chỉ còn là quá khứ.

Cho đến hiện tại, mặc dù dự thảo về thông số kỹ thuật của 5G đã ra mắt, nhưng nó vẫn cần được chính thức thông qua, dự kiến vào cuối năm nay. Khi đó, các nhà mạng cũng như các nhà sản xuất thiết bị sẽ có cơ sở để xác định hạ tầng của mình và bắt tay vào việc triển khai công nghệ cách mạng này trên quy mô lớn.