AT&T, Verizon và nhiều nhà mạng khác sẽ bắt đầu triển khai các mạng lưới 5G trong năm nay. Nhưng chính xác thì 5G là gì?
Thành phố thông minh của Intel (ảnh: Pcmag)
5G sẽ đến trong năm nay, hoặc có thể là không. Trong cuộc đua 5G, hay mạng không dây thế hệ thứ 5, các công ty đang hứa hẹn những điều bất khả thi, điều sẽ gây nên rất nhiều sự hoang mang trong vài năm tới.
Tuy chưa có bất kì định nghĩa chính thức nào về 5G cả, nhưng các "thí sinh" trong cuộc đua này, từ các nhà sản xuất chip đến các nhà mạng lớn đều đang định nghĩa 5G một cách lập lờ và tự cho mình là người đang đi tiên phong.
Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu kĩ hơn về 5G qua bài viết dưới đây từ PC Mag do VnReview.vn lược dịch:
1G, 2G, 3G, 4G, 5G
Chữ G trong 5G có nghĩa nó là một thế hệ của công nghệ mạng không dây. Trong khi hầu hết các thế hệ đã được định nghĩa bởi tốc độ truyền dữ liệu, chúng cũng là cột mốc đánh dấu những bước đột phá trong công nghệ mã hóa, hay "giao thức không khí", điều sẽ làm chúng không còn tương thích với thế hệ trước nữa.
1G là mạng analog. Các công nghệ mạng 2G, như là CDMA, GSM và TDMA, là những thế hệ đầu tiên của công nghệ mạng di động kĩ thuật số. Các công nghệ mạng 3G như EVDO, HSPA và UMTS, nâng tốc độ từ 200kbps lên đến vài megabits một giây. 4G với WiMAX và LTE là bước nhảy vọt lên phía trước, và giờ tốc độ sẽ được nâng lên đến hàng trăm megabits hoặc thậm chí cán mốc gigabits.
"Cuộc cách mạng 5G" của AT&T không phải là 5G
Gần đây, AT&T đã công bố "cách mạng 5G" của họ, nhưng đó lại không phải là 5G. Nó là tên thương hiệu của AT&T cho gigabit LTE, cải tiến mới nhất của 4G LTE, thứ mà tất cả các nhà mạng lớn nhất nước Mỹ sẽ đưa vào hoạt động trong năm nay.
Gigabit LTE tương thích ngược với những điện thoại và quang phổ hiện có. Nó sử dụng các phiên bản mới của các thuật toán mã hóa hiện có của LTE, cùng với nhiều ăng-ten hơn, kết hợp với quang phổ tốt hơn, từ đó đem lại tốc độ cao hơn.
Nhưng lời "nói dối" của AT&T cũng chỉ ra rằng LTE sẽ không biến mất ngay. 5G sẽ hoạt động trên tần số rất cao, đòi hỏi các tháp truyền và ăng-ten phải ở gần nhau. Nó sẽ dựa vào mạng 4G để phủ sóng rộng rãi hơn, đặc biệt là các vùng nông thôn.
4G sẽ còn tiếp tục được cải thiện. Qualcomm đã công bố modem 4G của mình, chiếc X20, có khả năng đem lại tốc độ 1,2 gigabit. Những lợi ích thực sự của 5G sẽ là tốc độ cực nhanh và độ trễ thấp, vượt xa những gì mà công nghệ 4G có thể đạt được.
AT&T và Verizon mới chỉ triển khai "tiệm cận 5G"
Cả AT&T và Verizon đều đã cam kết sẽ khởi động các hệ thống mạng Internet gia đình 5G trong năm nay. Tại hội nghị Mobile World vào tháng Hai, Samsung và Verizon đều đã trình diễn những ăng-ten và bộ định tuyến mà mạng 5G của Verizon sẽ sử dụng.
Các công nghệ được sử dụng trong 5G cho gia đình sẽ có mối liên hệ chặt chẽ với các ISP (Internet Service Provider) không dây cố định sóng vô tuyến như Starry ở Boston và Monkeybrains ở San Francisco, nhưng với sự tham gia của các nhà mạng Verizon và AT&T, chúng sẽ được phủ sóng rộng rãi hơn rất nhiều. Ví dụ, AT&T đã nói về khả năng sử dụng 5G để thay thế các dịch vụ DSL (Digital Subcriber Line) cũ của họ, cho phép công ty cung cấp "bộ tứ" dịch vụ gồm DirecTV, mạng internet 5G, điện thoại không dây và điện thoại cố định.
Đây không hẳn là 5G, bởi vì các chuẩn của 5G phải đến năm 2018 mới được thiết lập. Nhưng Verizon dự định sẽ cung cấp dịch vụ 5G đúng tiêu chuẩn, và họ đang cố gắng để có thể sử dụng càng nhiều yếu tố của hệ thống 5G sắp tới càng tốt.
Mạng Internet 5G cho thấy ưu điểm rất lớn của mình so với 4G: tốc độ rất cao. Các nhà mạng không thể cung cấp mạng internet 4G giá cạnh tranh bởi vì với trung bình 190GB lưu lượng sử dụng mỗi tháng của hầu hết các hộ gia đình ngày nay, tốc độ của 4G là không đủ. Điều này thực sự sẽ làm tăng tính cạnh tranh trong dịch vụ cung cấp mạng Internet hộ gia đình tại Mỹ, khi theo báo cáo FCC năm 2016, 51 phần trăm công dân Mỹ chỉ có một lựa chọn cho gói dịch vụ internet 25Mbps hoặc cao hơn.
Mạng 5G cũng sẽ dễ dàng được triển khai hơn rất nhiều so với nối dây cáp quang từng nhà. Thay vì đào bới mọi nẻo đường, các nhà mạng giờ chỉ cần cứ cách vài con phố lại cài đặt một bộ phát sóng, và trao cho khách hàng các bộ modem không dây.
Vậy, thế nào mới là 5G?
5G là một hệ thống mạng mới có tốc độ và dung lượng cao hơn rất nhiều, và có độ trễ thấp hơn các mạng di động hiện hành. Các công nghệ sử dụng trong 5G vẫn còn đang được xác định, nhưng có nhiều chi tiết mà tất cả mọi người sẽ đều đồng ý.
Mạng 5G sẽ sử dụng một kiểu mã hóa gọi là OFDM, gần tương tự với giao thức mà LTE sử dụng, nhưng nó sẽ được thiết kế cho độ trễ thấp hơn rất nhiều và có tính linh hoạt hơn so với LTE.
Mạng lưới mới sẽ chủ yếu sử dụng những tần số rất cao, những tần số có thể truyền tải lượng dữ liệu khổng lồ. Mạng sẽ hoạt động từ tần số thấp đến cao, nhưng nó sẽ đem lại hiệu quả tốt nhất khi ở tần số cao. 5G cũng có thể truyền dữ liệu qua các tần số chưa có giấy phép đang được sử dụng cho Wi-Fi mà không hề gây xung đột với các mạng Wi-Fi hiện có. Nó gần giống với công nghệ mà nhà mạng T-Mobile sắp ra mắt trong năm nay với tên gọi LTE-U.
Mạng 5G nhiều khả năng sẽ là "mạng lưới của các thiết bị nhỏ gọn", thậm chí có thể xuống đến kích cỡ của một bộ định tuyến gia đình, thay vì là những ngọn tháp phát sóng khổng lồ. Một phần là vì tính chất của các tần số được sử dụng, nhưng phần lớn là để mở rộng dung lượng của mạng lưới.
Vì vậy, mạng 5G sẽ cần phải thông minh hơn rất nhiều so với các hệ thống trước, khi chúng phải giải quyết những phần tử nhỏ hơn, có khả năng thay đồi hình dáng và kích cỡ. Nhưng kể cả với những phần tử quang hiện có, Qualcomm khẳng định rằng 5G sẽ có thể nâng dung lượng lên gấp 4 lần so với những hệ thống hiện tại bằng cách tận dụng băng thông rộng và những công nghệ ăng-ten tiên tiến.
Mục tiêu chúng ta hướng đến là tốc độ cao hơn, dung lượng lớn hơn và độ trễ thấp hơn 4G. Các tiêu chuẩn được kì vọng là tốc độ đạt 20Gbps với độ trễ chỉ cỡ 1ms, và tại thời điểm đó, rất nhiều những điều thú vị có thể sẽ xảy ra.
5G có dành cho điện thoại, xe cộ hay nhà cửa hay không?
Những chiếc xe không người lái sẽ cần đến 5G để có thể hoạt động một cách hoàn hảo. Thế hệ đầu tiên của xe tự lái sẽ chỉ là tự điều khiển, nhưng trong tương lai các thế hệ xe sẽ có thể tương tác lẫn nhau, kết hợp với đường sá thông minh để cải thiện độ an toàn và điều tiết giao thông. Về cơ bản, mọi thứ trên đường đều sẽ có thể "nói chuyện" với nhau.
Mẫu xe tự lái của Honda (ảnh: Pcmag)
Để làm được điều này, chúng ta sẽ cần phải có độ trễ cực thấp. Khi các xe trao đổi thông tin với nhau, chúng phải làm điều đó gần như ngay lập tức. Đó sẽ là lúc mà độ trễ 1ms - 1 mili giây của 5G phát huy tác dụng, khi gói dữ liệu được truyền trực tiếp giữa hai xe hoặc từ một xe đến điểm trung gian tới xe còn lại. (Một mili giây ánh sáng là khoảng 300km, vì vậy phần lớn thời gian trong 1ms đó là thời gian xử lý.)
Một khía cạnh khác của 5G là nó sẽ kết nối nhiều thiết bị hơn. Hiện nay, các mô đun 4G đều rất đắt, tốn điện năng và đòi hỏi nhiều kế hoạch phức tạp, nên Mạng lưới thiết bị kết nối internet (Internet of Things) đều đang bị mắc kẹt lại với Wi-Fi và các công nghệ khác cho người tiêu dùng, hoặc 2G cho các doanh nghiệp. Mạng lưới 5G sẽ chấp nhận các thiết bị nhỏ hơn, rẻ tiền và tiêu tốn ít năng lượng hơn, nên nó sẽ kết nối được nhiều vật thể và các loại cảm biến trên internet hơn.
Còn điện thoại thì sao? Thay đổi lớn nhất mà 5G có thể mạng lại chính là thực tế ảo (Virtual Reality) và thực tế ảo tăng cường (Augmented Reality). Khi điện thoại biến thành thiết bị được sử dụng với đầu thực tế ảo, độ trễ cực thấp và tốc độ của 5G sẽ mở ra một thế giới mới mỗi khi bạn muốn. Phần tử quang nhỏ hơn của 5G cũng sẽ giúp tăng cường độ phủ sóng trong nhà, khi mà 5G "khuyến khích" mọi bộ định tuyến trở thành một bộ thu phát sóng.
Văn Hoàn