5G là gì, mạng 5G, Tổng hợp tất cả về 5G

5G là gì, mạng 5G, Tổng hợp tất cả về 5G

5G là gì

Làn sóng đầu tiên của 5G vừa đến. Ở Việt Nam, Viettel là đơn vị đầu tiên trong cả nước triển khai thí điểm 5G tại một số điểm ở một số thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh… tại một số điểm như gần Trần Duy Hưng, gần KS Metropole…Vietel đã thử nghiệm cuộc gọi 5G đầu tiên ở Việt Nam và kết quả về tốc độ là một con số khá ấn tượng 1.7Gbps.

Có thể bạn quan tâm LNB có bộ lọc can nhiễu 5G và bộ lọc nhiễu 5G

Trên thế giới, cụ thể ở Mỹ vào ngày 3 tháng 4, Verizon bắt đầu bán điện thoại 5G đầu tiên trên thế giới, Moto Z3 với Moto Mod đính kèm. AT & T, trong khi đó, họ đã âm thầm chạy thử nghiệm các điểm phát sóng 5G với quy mô nhỏ ở 19 thành phố, để sẵn sàng cho thương mại rộng hơn vào cuối mùa xuân này.

Cụ thể 5G cho tốc độ ra sao? Theo lý thuyết thì tốc độ của 5G lên đến 10Gbps (có thể là 20Gbps). Tốc độ này “thật là kinh khủng” nó còn nhanh hơn cả tốc độ ghi của ổ cứng SSD hiện nay, tốc độ mạng 5G có độ trễ cực thấp. Ví dụ: chúng ta có 1file chứa toàn bộ thông tin text của trang bách khoa toàn thư Wikipedia lên đến 16Gb thì mất có hơn 1s để tải về máy tính (điều này còn phụ thuộc vào cả tốc độ ghi của ổ cứng). Lý thuyết là vậy nhưng trong thực tế tốc độ sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố.   

Nhà mạng Verizon với 5G ở Chicago và 5G của AT & T tại Dallas đã cho tốc độ thử nghiệm 5G là 1,3Gbps và vẫn còn nhiều vấn đề phát sinh, từ thử nghiệm đến sử dụng cho thương mại vẫn còn là một chặng đường dài.

5G là một khoản đầu tư (đầu tư có lợi nhuận cực cao) cho thập kỷ (có thể là nhiều) tiếp theo. Trong các lần chuyển đổi di động trước đây, chúng ta đã thấy hầu hết những thay đổi lớn thường xảy ra trong nhiều năm sau thông báo đầu tiên. Lấy 4G chẳng hạn, các điện thoại 4G đầu tiên ở Mỹ xuất hiện vào năm 2010. Nhưng các loại ứng dụng cho 4G đã không/ chưa xuất hiện ngay trong năm đó. Sau 1-2 năm, Snapchat đến vào năm 2012 và Uber trở nên phổ biến vào năm 2013. Các cuộc gọi video qua mạng LTE cũng trở nên phổ biến ở Mỹ vào khoảng năm 2013.

Vì vậy, cứ theo kế hoạch đó thì 5G bây giờ (2019) mới trong giai đoạn thử nghiệm và xây dựng hệ thống, vây các ứng dụng 5G sẽ phát triển vào khoảng năm 2021 hoặc 2022. Cho đến lúc đó, mọi thứ sẽ trở nên rõ ràng hơn, chúng ta sẽ được tận hưởng những ứng dụng mà 5G có thể đem lại.

Ứng dụng cho 5G và sức mạnh của 5G mang lại:

- 5G có thể sử dụng cho chăm sóc sức khoẻ như tổng hợp các phương thuốc mới, phẫu thuật qua hệ thống thực tế ảo VR, bệnh viện thông minh...

- Ứng dụng trong giao thông thông minh

- Ứng dụng cho nhà thông minh, cho cuộc sống trở nên dễ dàng hơn

- Sản xuất và kiểm soát vấn đề thực phẩm...

- Giải trí theo một cách hoàn toàn khác với hiện tại

- Ứng dụng cho công nghiệp từ con người là chủ yếu sẽ chuyển dịch dần sang số hoá, tự động hoá và hơn nữa là AI

- Và nhiều hơn thế...là phục vụ cuộc sống của con người, cuộc sống sẽ trở nên dễ dàng và thú vị hơn, sức khoẻ sẽ được cải thiện hơn...

Mạng 5G, Sóng 5G là gì…

5G là viết tắt của mạng không dây di động thế hệ thứ năm (tên tiếng Anh: the fifth generation cellular network) và các tiêu chuẩn ban đầu cho nó đã được đặt ra vào cuối năm 2017. Tiêu chuẩn đặt ra là vậy nhưng không có nghĩa là tất cả 5G sẽ hoạt động giống nhau hoặc chúng ta thậm chí còn biết ứng dụng 5G nào sẽ kích hoạt / sử dụng (với hầu hết người dùng phổ thông).

Sẽ có 5G với tốc độ chậm cho thương mại ("chậm" ở đây thì tốc độ cũng phải lên đến cả Gbps) nhưng đáp ứng nhu cầu và 5G nhanh với phạm vi bảo hiểm hạn chế (limited coverage). Với tốc độ “khủng” như vậy bạn có thể tự tưởng tượng ta một viễn cảnh, một bức tranh về thế giới 5G sắp tới sẽ như thế nào.

Các mạng 5G đầu tiên được thương mại hoá

- Tháng 04 năm 2019 nhà mạng SK Telecom đã công bố chi tiết về mạng 5G thương mại của mình cùng với các gói và dịch vụ giá 5G.

Sẽ nói thêm về các thế hệ mạng di động: 1G, 2G, 3G, 4G, 5G

Trước hết, nếu bạn đang nghe được các thông tin về điện thoại “5G Wi-Fi hoặc 5G E của nhà mạng AT&T, thì chúng không phải là điện thoại di động 5G. Đây là một số điều để giải thích đầy đủ về 5G so với 5G E so với 5GHz: Sự khác biệt ở đây là gì?

G trong 5G này có nghĩa “generation” - là nó là một thế hệ công nghệ di động không dây. Mặc dù hầu hết các thế hệ đã được xác định về mặt kỹ thuật bởi tốc độ truyền dữ liệu, nhưng mỗi thế hệ cũng được đánh dấu bằng sự phá vỡ các phương thức mã hóa hoặc "giao diện qua không gian hay không khí cũng thế - air interfaces " khiến nó không tương thích với thế hệ trước.

1G là Sóng di động tương tự - analog cellular. Các công nghệ 2G, như CDMA, GSM và TDMA, là thế hệ đầu tiên của công nghệ di động kỹ thuật số.

Các công nghệ 3G, chẳng hạn như EVDO, HSPA và UMTS, đã đưa tốc độ từ 200kbps lên vài megabit mỗi giây.

Các công nghệ 4G, chẳng hạn như WiMAX và LTE, là bước nhảy vọt tiếp theo và đây chính xác là một bước nhảy hiện chúng đang mở rộng lên tới hàng trăm megabit và thậm chí cả tốc độ gigabit.

5G mang đến bước nhảy lớn hơn nhiều lần so với 4G: tốc độ lớn hơn (để di chuyển nhiều dữ liệu hơn trong một khoảng thời gian xác định), độ trễ thấp hơn (phản ứng nhanh hơn) và khả năng kết nối nhiều thiết bị hơn cùng một lúc (đối với cảm biến và thiết bị thông minh, cụ thể có thể là nhà thông minh, xe tự lái, phẫu thuật từ xa ở các bệnh viện theo thời gian thực, các hoạt động trực tuyến – Live…).

Hệ thống radio 5G thực tế, được gọi là 5G-NR, không tương thích với 4G. Nhưng vấn đề mâu thuẫn lại là các thiết bị 5G để bắt đầu, sẽ cần 4G vì tất cả cần/ sẽ dựa vào đó để tạo kết nối ban đầu trước khi update lên tới 5G, đó là nền móng. Về mặt kỹ thuật được gọi là mạng "không độc lập/ không đứng một mình - non standalone" hoặc NSA. Sau đó, mạng 5G sẽ trở thành "độc lập - standalone" hoặc 5G-SA, không yêu cầu vùng phủ sóng 4G để hoạt động. Nhưng đó là câu chuyện của một vài năm sau.

Hệ thống mạng 4G cũng sẽ tiếp tục được cải thiện theo thời gian. Modem Qualcomm X24, được tích hợp trong hầu hết các điện thoại hàng đầu sửu dụng hệ điều hành Android trong năm 2019, hỗ trợ tốc độ 4G lên tới 2Gbps. Những lợi thế thực sự của 5G sẽ có dung lượng lớn và độ trễ thấp, vượt quá mức công nghệ 4G có thể đạt được.

Sự cộng sinh giữa 4G và 5G đã khiến rất nhiều nhà mạng trên thế giới có một chút “háo hức” về mạng 4G của mình. Nhà mạng đã bắt đầu gọi mạng 4G của mình là "5G Evolution – cứ tạm dịch là sự tiến hoá đi", vì họ thấy cải thiện 4G là một bước quan trọng để nâng cấp lên 5G. Tất nhiên là đúng. Nhưng cụm từ được thiết kế để khiến người tiêu dùng nghĩ rằng 5G Evolution chính là 5G, điều này gây ra nhầm lẫn với gần như hầu hết người dùng.

Cách thức hoạt động của 5G

Giống như các mạng di động khác, mạng 5G sử dụng một hệ thống các vị trí của trạm di động – “Cell site?” phân chia các khu vực và gửi dữ liệu được mã hóa thông qua sóng radio. Mỗi Cell site phải được kết nối với đường trục mạng, cho dù thông qua kết nối đường truyền có dây hoặc không dâ

Mạng 5G sử dụng một loại mã hóa gọi là OFDM, tương tự như mã hóa mà 4G LTE sử dụng. Giao diện và nhiều thứ khác sẽ được thiết kế cho độ trễ thấp hơn nhiều và linh hoạt hơn so với LTE.

Hệ thống mới cũng được thiết kế để hoạt động trên các kênh lớn hơn nhiều so với 4G, để mang tốc độ cao hơn. Trong khi hầu hết các kênh 4G là 20 MHz, được liên kết với nhau lên tới 160 MHz tại một thời điểm, các kênh 5G có thể lên tới 100 MHz, với một số nhà mạng sử dụng tới 800 MHz mỗi lần. Đó là một đường cao tốc rộng hơn nhiều, nhưng nó cũng đòi hỏi các khối sóng lớn hơn, rõ ràng hơn so với 4G

Có thể do những lý do trên mà 5G khi triển khai sẽ gây ra sự can nhiễu, tạm thời gọi là can nhiễu 5G – Vì chưa có thuật ngữ chính xác cho vấn đề này. Nếu hệ thống truyền hình vệ tinh hoạt động trên band C bị can nhiễu 5G một số nhà sản xuất đã đưa ra LNB có bộ lọc nhiễu 5G để thay thế LNB C band hoặc lắp thêm bộ lọc nhiễu 5G để tránh can nhiễu.

Mạng 5G cần thông minh hơn, hiện đại nhiều so với các hệ thống trước đây 5G sẽ có thể tăng công suất gấp bốn lần so với các hệ thống hiện tại bằng cách tận dụng băng thông rộng hơn và các công nghệ ăng ten tiên tiến.

Mục tiêu là có sẵn tốc độ cao hơn và dung lượng cao hơn cho mỗi lĩnh vực, với độ trễ thấp hơn nhiều so với 4G. Các cơ quan tiêu chuẩn liên quan đang nhắm đến tốc độ 20Gbps và độ trễ 1ms, tại thời điểm đó, những điều rất thú vị bắt đầu xảy ra những gì xảy ra sẽ có thể ngoài sức tưởng tượng cuả bạn, độ trễ có 1ms thôi mà.

Tần số là gì?

5G chủ yếu chạy ở hai loại sóng: dưới và trên 6GHz.

Theo một bài thuyết trình của giám đốc điều hành T-Mobile ông Karri Kuoppamaki, các mạng 5G tần số thấp, sử dụng các băng tần di động và Wi-Fi hiện có, tận dụng lợi thế của mã hóa linh hoạt hơn và kích thước kênh lớn hơn để đạt tốc độ tốt hơn 25 đến 50% so với LTE. Các mạng đó có thể bao phủ khoảng cách giống như các mạng di động hiện tại và thường sẽ không cần các trạm di động bổ sung. Các nhà mạng, đang thiết lập tất cả các trạm di động 4G mới của mình ở chế độ 5G sẵn sàng - 5G-ready và nó sẽ chỉ bật công tắc ON và chỉ khi các phần còn lại của mạng được chuẩn bị kỹ lưỡng và ready.

Mạng nông thôn có thể sẽ “được sử dụng” 5G băng tần thấp, bởi vì các dải tần số thấp có phạm vi phát sóng rất lớn từ các tháp / các trạm.

Để có được tốc độ siêu cao, nhiều Gigabit, các nhà mạng trước tiên phải chuyển sang tần số mới hơn, cao hơn nhiều, được gọi là sóng milimet - millimeter wave. Ở các dải di động hiện tại, chỉ có các kênh tương đối hẹp vì phổ đó “quá tải” (người viết chưa biết dùng từ nào cho hợp lý) và được sử dụng nhiều. Nhưng ở mức 28GHz và 39GHz, có những dải phổ lớn, rộng có sẵn để tạo ra các kênh lớn cho tốc độ rất cao.

Những băng tần này đã được sử dụng trước đây để truyền tải, kết nối các trạm gốc với các liên kết internet từ xa. Nhưng chúng chưa được sử dụng cho các thiết bị tiêu dùng trước đây, vì sức mạnh xử lý của các thiết bị cầm tay và ăng ten thu nhỏ không có sẵn. Tín hiệu sóng milimet cũng giảm xuống nhanh hơn với khoảng cách so với tín hiệu tần số thấp hơn và lượng dữ liệu khổng lồ mà chúng truyền sẽ yêu cầu nhiều kết nối hơn với internet cố định. Vì vậy, các nhà cung cấp di động sẽ phải sử dụng nhiều trạm cơ sở nhỏ hơn, công suất thấp hơn (thường xuất ra 2-10 watt) thay vì ít hơn, Các macrocell mạnh hơn (tạo ra 20-40 watt) để cung cấp tốc độ nhiều gigabit mà mạng sóng milimet hứa hẹn.

Đối với giá trị của nó, các Cell nhỏ có xu hướng ít mạnh hơn nhiều so với các macrocell được sử dụng cho các hệ thống di động 2G qua 4G và 2-20 watt so với 20-40 watt cho macrocell.

Có một bộ sóng thứ ba đang được sử dụng ở nước ngoài, có thể gọi là “dải giữa - Mid-band”. Các tần số này, dao động từ 3,5 GHz đến 7 GHz, cao hơn một chút so với các dải di động hiện tại nhưng có số lượng phổ (và tốc độ) bắt đầu trông giống như sóng milimet. Ở US có vẻ như đang tụt lại phía sau các quốc gia khác trong phổ tần giữa này, Mid- Band hiện tại nó đang được sử dụng bởi rất nhiều đơn vị cứ như “một mớ hỗn độn” của các tổ chức bao gồm các công ty vệ tinh và Army (Chúng tôi sẽ không nói rõ cụ thể như thế nào), nhưng có một số nỗ lực để giải phóng nó.

Các mạng giữa băng tần sẽ không yêu cầu nhiều trang di động như sóng milimet, mặc dù chúng vẫn khá dày đặc.

5G khi nào sẽ ra mắt và ai sẽ cung cấp?

Ở Hoa Kỳ, AT & T đã ra mắt 5G tại 12 thành phố vào ngày 21 tháng 12 năm 2018 với một điểm truy cập internet di động, Netgear Nighthawk 5G. Nó đã tăng số lượng thành phố lên 19 vào tháng Tư. AT & T dường như chỉ đưa ra một vài điểm Hotspots cho mỗi thành phố và bao phủ một vài khu phố ở mỗi thành phố. Bây giờ, đó là dịch vụ được cung cấp miễn phí. Hy vọng các nhà mạng triển khai dịch vụ 5G, dịch vụ bán lẻ và bản đồ phủ sóng, cùng với điện thoại 5G đầu tiên của Samsung Galaxy S10 5G

AT & T đang sử dụng phổ tần 39GHz cho lần giới thiệu ban đầu của mình, tiếp theo là khoảng 28 GHz và sau đó là băng tần thấp, phổ tần 3G trước đó trong năm. Các nhà mạng chủ yếu sử dụng phổ tần 28GHz.

Một vài chuyên gia thông tin di động đã nói: “Chúng tôi rất thích thấy tốc độ trung bình tăng gấp ba, hoặc di chuyển lên 100Mb / giây, nhưng đó là một hành trình sẽ mất thời gian trong ngành."

Điện thoại 5G nào sắp ra mắt?

Vòng đầu tiên của điện thoại 5G sẽ chỉ hỗ trợ một số hệ thống 5G đang được sử dụng ở Mỹ. Họ sẽ không hỗ trợ các mạng FDD băng tần thấp, chẳng hạn như phổ tần 600 MHz cũ vì vậy, nếu phạm vi bảo hiểm 5G rộng quan trọng với bạn hơn tốc độ hàng đầu ở khu vực thành thị, bạn có thể muốn đợi điện thoại hỗ trợ các mạng đó trong nửa cuối năm.

Nhiều công ty khác, bao gồm Huawei, OnePlus, ZTE, Oppo, Vivo và Xiaomi, đã cam kết sẽ sản xuất điện thoại 5G vào năm 2019. Nhưng không có điện thoại nào trong số đó dường như được dành cho Mỹ và tất nhiên bản thương mại của điện thoại 5G cũng hoặc chưa xuất hiện nhiều ở Việt Nam, hiện chỉ có điện thoại 5G của Samsung có ở Việt Nam theo đường xách tay, và không ai trong số họ sẽ tương thích với các mạng của Hoa Kỳ. Đó là một thế giới rộng lớn ngoài kia.

Chúng ta nghĩ rằng sẽ có một chiếc iPhone 5G vào năm 2020, nhưng không phải trước đó, thiết nghĩ Huawei đang căng thẳng với USA và Huawei là một gã khổng lồ đang giữ bên mình cả tập bằng sáng chế về công nghệ 5G – Chúng tôi chỉ nói vậy thôi, phần còn lại sẽ tuỳ thuộc vào thế giới sẽ được thiết lập ra sao.

Chúng ta cần 5G để làm gì?

Ban đầu các nhà mạng muốn sử dụng 5G làm dịch vụ internet tại nhà và mọi người khác tập trung hơn vào điện thoại thông minh nhanh hơn, những ứng dụng chạy thông qua 5G, xây dựng các mạng để các ứng dụng thú vị hơn có thể phát triển trong tương lai.

Internet 5G cho thấy một lợi thế lớn so với 4G, có thể 5G sẽ thay thế cho mạng Wifi, cũng có thể xảy ra giả thiết miễn là gói 5G sẽ rẻ hơn gói cước cáp quang hiện nay đồng thời gói dữ liệu không giới hạn mức/số Gb sử dụng trong 1 tháng. Và tất nhiên nó liên quan trực tiếp đến hầu bao người sử dụng.

Các nhà mạng không thể cung cấp Internet gia đình 4G có giá cạnh tranh vì không có đủ dung lượng trên các cell-site di động 4G cho 190GB sử dụng hàng tháng mà hầu hết các gia đình hiện nay mong đợi.

Internet 5G cũng dễ dàng hơn nhiều cho các nhà mạng triển khai hơn so với các tuyến cáp quang nội bộ. Thay vì đào bới mọi con phố, các nhà mạng chỉ cần cài đặt cáp quang vào trạm di động cứ sau vài block, sau đó cung cấp cho khách hàng modem không dây…” Đây là dự đoán thôi.

Tuy nhiên lợi ích của 5G là không thể phủ nhận trong phát triển kinh tế trong thời đại 4.0 này. Những ý tưởng hàng đầu bao gồm một dịch vụ huấn luyện mọi thứ, dạy học, phẫu thuật thông qua VR (thực tế ảo) trên thời gian thực, giám sát an ninh, hàng không, vũ trụ…  vì độ trễ của 5G chỉ là <1ms.

5G sẽ quan trọng nhất đối với việc sử dụng công nghiệp, như tự động hóa cảng biển và robot công nghiệp trong nền công nghiệp 4.0.

Những chiếc xe không người lái có thể cần 5G để thực sự “hành động” ở đây chúng tôi nói là hành động bởi vì các nước đang trang bị cho mình các con CHIP trên các thiết bị để sử dụng trí tuệ nhân tạo, đây là cuộc đua về AI. Thế hệ đầu tiên của những chiếc xe không người lái mà đặc trưng là Tesla – một công ty đến từ “Earth”, chúng tôi chưa dám chắc nhưng dường như cơ bản, mọi thứ trên đường sẽ đang/được nói chuyện với mọi thứ khác, ví dụ như ô tô này “nói chuyện” với ô tô khác, ô tô với Camera, ô tô với vệ tinh...Nói chuyện ở đây chỉ mang tính chất tu từ ví vật thể như một “con người” vì chúng có AI. Nhưng dù sao thì MACHINES’RE NOT HUMANS.

Để làm điều này, cần độ trễ cực thấp. Trong khi những chiếc xe đang trao đổi những gói thông tin rất nhỏ, “chúng” cần phải làm điều đó gần như ngay lập tức. Đó là khi độ trễ dưới một phần nghìn giây của 5G phát huy tác dụng, khi một gói dữ liệu trao đối khi “nói chuyện” trực tiếp giữa hai chiếc xe...vì vậy hầu hết trong đó độ trễ 1ms được coi gần như là thời gian thực

Một khía cạnh khác của 5G là nó sẽ kết nối nhiều thiết bị hơn. Ngay bây giờ, các mô-đun 4G đắt tiền, tiêu thụ nhiều điện năng và yêu cầu các gói dịch vụ phức tạp, do đó, phần lớn Internet of Things đã bị mắc kẹt với Wi-Fi và các công nghệ gia đình khác cho người tiêu dùng hoặc 2G cho doanh nghiệp. 5G sẽ chấp nhận các thiết bị nhỏ, rẻ tiền, công suất thấp, do đó, nó sẽ kết nối rất nhiều vật thể nhỏ hơn và các loại cảm biến xung quanh khác nhau với internet.

Điện thoại thì sao? Thay đổi lớn nhất 5G có thể mang lại là trong thực tế ảo và tăng cường VR. Khi điện thoại biến thành các thiết bị được sử dụng với tai nghe VR, độ trễ rất thấp và tốc độ ổn định của 5G sẽ mang đến cho bạn một thế giới khác biệt với thế giới hiện nay với sự gia tăng internet, các thiết bị thông minh tận dụng sức mạnh tốc độ 5G, nếu và khi bạn muốn.

Các khía cạnh khác của 5G cũng có thể giúp được sử dụng tuỳ theo nhu cầu của bạn. Hãy kiên nhẫn và dõi theo trong vài năm tới xem thế giới của chúng ta thay đổi ra sao. Và chúng ta sẽ tận dụng tiềm năng này để thay đổi thế giới.

Good luck!

Còn nữa