5G là gì? 5G viết tắt của từ 5th Generation, thế hệ thứ 5 của mạng di động. Mỗi thế hệ tương ứng với một tập hơp các yêu cầu riêng, quyết định chất lượng thiết bị và hệ thống mạng nào đủ chuẩn đáp ứng yêu cầu và tương thích với các hệ thống mạng khác. Mỗi thế hệ cũng mô tả những công nghệ mới, mang lại khả năng giao tiếp mới.

Đầu tháng 01/2012, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU - International Telecommunications Union) chứng nhận chỉ có 2 công nghệ là LTE-Advanced và WirelessMAN-Advanced (WiMAX 2) mới đạt chuẩn mạng 4G.

Theo tiêu chuẩn của ITU, mạng 4G phải đạt được tốc độ 100Mbit/giây khi di chuyển tốc độ cao và tốc độ 1Gbit/giây đối với những thiết bị cố định. Vì 5G xuất hiện sau 4G, nó được mong đợi còn có tốc độ nhanh hơn nhiều. Tuy nhiên, chưa có tài liệu nào quy định chính xác nhanh hơn bao nhiêu.

 

Hiện chưa có tiêu chuẩn cố định về 5G, các tổ chức có uy tín của ngành công nghiệp viễn thông cũng chưa từng đưa ra định nghĩa nào cụ thể về 5G. Thế nhưng các ý tưởng xuất hiện về công nghệ này, 5G sẽ tốt hơn 4G rất nhiều.

5G hoạt động như thế nào?

Mạng di động 5G sử dụng sóng milimét (Millimetre wave). Sóng milimét đại diện cho phổ tín hiệu RF giữa các tần số 20GHz và 300GHz với bước sóng từ 1~15mm, nhưng xét về khía cạnh mạng vô tuyến và các thiết bị thông tin, tên gọi sóng milimét tương ứng với các dải tần 24GHz, 38GHz, 60GHz.

Và gần đây, các dải tần 70GHz, 80 GHz cũng đã được sử dụng công cộng cho mục đích thiết lập mạng và truyền thông vô tuyến. Những dải tần này được tận dụng thì có thể cải thiện rất nhiều tốc độ và băng thông không dây.

Hiện thời, gần như không có dữ liệu nào truyền trên mốc 24GHz, bởi những bước sóng này có xu hướng sử dụng ở tầm gần, hoạt động với khoảng cách ngắn hơn. Ví dụ, mạng 4G LTE của AT&T hiện thời hoạt động ở dải tần 700MHz, 850MHz, 1,9GHz và 2,1GHz.

 

Ba dải tần milimét được sử dụng với mục đích thương mại ở Anh (57-66 GHz, 71-76 GHz, 81-86 GHz)

Thay vì những trạm cơ sở trên mặt đất đang được sử dụng bởi mạng 2G, 3G và 4G, có thể 5G sẽ sử dụng các trạm HAPS (High Altitude Stratospheric Platform Stations).

Về cơ bản, các trạm HAPS là những chiếc máy bay treo lơ lửng ở một vị trí cố định trong khoảng cách từ 17km~22km so với mặt đất và hoạt động như một vệ tinh. Cách này sẽ giúp đường tín hiệu được thẳng hơn và giảm tình trạng bị cản trở bởi những kiến trúc cao tầng.

Ngoài ra, nhờ độ cao, trạm cơ sở có khả năng bao phủ diện tích rộng lớn; do đó làm giảm, nếu không nói là loại bỏ, những vấn đề về diện tích vùng phủ sóng. Thậm chí trên biển, nơi các trạm phát sóng trên đất liền không thể phủ sóng, cũng bắt được tín hiệu 5G.

 

Mô hình trạm HAPS trong tương lai

 

5G làm được gì?

Với 5G, chúng ta có thể tải một bộ phim chỉ trong vòng vài giây. Theo lý thuyết tốc độ 5G có thể đạt đến 10Gbps (gigabit mỗi giây), thậm chí cao hơn, ngay cả ở vùng rìa phủ sóng, tốc độ vẫn có thể đạt từ 1 đến vài trăm Mbps.

Nhưng bạn cũng đừng quá phấn khích trước thông tin trên vì khi 4G LTE được đưa vào sử dụng, tốc độ thực tế có thể chỉ đạt khoảng 5~12Mbps tải về và 2~5Mbps tải lên, trong khi trước khi ra mắt thì nó cũng từng được hô hào với tốc độ đạt đến 300Mbps. Ngoài tốc độ và băng thông cao hơn, dự kiến 5G cũng có nhiều tính năng giao tiếp tốt hơn giữa các thiết bị.

 

Ví dụ, một ngôi nhà thông minh trang bị công nghệ 5G có thể giao tiếp với các cảm biến để cập nhật trạng thái tức thời mà không cần đến băng thông cực lớn hoặc để nhận tín hiệu từ khoảng cách xa, điều mà nhà thông minh cần là thời gian đáp ứng phải nhanh. Các thiết bị hỗ trợ 5G có khả năng chọn đúng tần số thích hợp để gửi tín hiệu, dựa trên loại dữ liệu đang được gửi đi.

5G hơn gì so với 4G hay 3G?

Hình ảnh trực quan dưới đây sẽ cho bạn thấy tốc độ của 5G thực sự nhanh hơn 4G hay 3G như thế nào.

 

Cuộc đua xây dựng hệ thống mạng di động mới

Hai nước Anh và Đức trong năm 2014 đã ký thỏa thuận hợp tác phát triển mạng viễn thông 5G tốc độ cao, cho phép tải một bộ phim dung lượng 800MB chỉ chưa đầy một giây (khoảng 6,4Gbps). Thông thường bạn sẽ mất 40 giây nếu dùng 4G để tải bộ phim đó.

Cuối tháng 1/2014, Hàn Quốc tuyên bố đầu tư 1,5 tỷ USD để phát triển mạng 5G với tốc độ lý thuyết tới 1Gbps (một GB dung lượng mỗi giây), cao gấp 1.000 lần so với 4G và 10.000 lần so với 3G. Bộ Giáo dục, Khoa học và Kĩ thuật Hàn Quốc (MEST) kỳ vọng có thể thử nghiệm 5G vào năm 2017 và sẽ thương mại hóa vào tháng 12/2020.

 

Trước đó, tháng 5/2013 Samsung đã thử nghiệm mạng 5G riêng. Họ đã thành công trong việc truyền tín hiệu đi quãng đường 2km với tốc độ lên đến 1.056Gbps, định thương mại hóa dịch vụ 5G vào năm 2020. Trong bài thử nghiệm, Samsung đã dùng 64 ăng-ten để liên tục chuyển tín hiệu giữa nhiều bộ thu phát, tùy thuộc vào bộ nào đang nhận được tín hiệu rõ nhất.

Ngoài Hàn Quốc, hãng Huawei của Trung Quốc cũng đang xây dựng 5G và có cùng thời điểm dự kiến thương mại hóa.

 

Tại Việt Nam, mạng viễn thông di động mới dừng lại ở công nghệ 4G và còn đang trong giai đoạn triển khai (từ năm 2016). Sự đầu tư của các quốc gia mạnh về viễn thông hứa hẹn người dùng sẽ nhanh chóng được tiếp cận công nghệ mới này.

Chúng ta có thể hi vọng rằng trong tương lai gần có thể được trải nghiệm mạng 4G rồi 5G ở Việt Nam với tốc độ cao hơn nhiều so với tốc độ mạng 3G trước đây. Bạn có mong chờ công nghệ mới này không?

 

Tech Funny