5G - Mạng truyền tải di động tốc độ cao của tương lai

Đào Công
1,824 Lượt xem
16/11/2019

5G là viết tắt của "fifth Generation" (Thế hệ thứ năm), tên của tiêu chuẩn tiếp theo trong giao tiếp di độngsau tiêu chuẩn LTE (4G) hiện tại. Những tiêu chuẩn trước đó là UMTS (3G) và GSM (2G).

Giai đoạn phát triển tiếp theo của mạng di động chính là 5G. Công nghệ mới này cho phép truyền tải dung lượng dữ liệu cao hơn và số lần phản hồi nhanh hơn gấp nhiều lần. Điều này đã mở ra những ứng dụng tiềm năng hoàn toàn mới cho một xã hội kết nối hoàn toàn

5G đã sẵn sàng chưa?

Có rất nhiều thách thức về tài chính cũng như kỹ thuật sẽ phải đối mặt khi muốn phát triển cơ sở hạ tầng viễn thông mới. Dù các ứng dụng ban đầu đã có sẵn, chúng vẫn chỉ đang ở giai đoạn thử nghiệm. Ví dụ, Hàn Quốc đã giới thiệu ứng dụng sóng millimeter 5G lần đầu tiên ở Olympics 2018.

Bốn loại sóng điện thoại đầu tiên phủ khắp toàn Châu Âu đã được đưa vào sửdụng ở Berlin năm 2017, chúng có thể truyền tải trực tiếp và trong môi trường thực tế thông qua 5G. Ở Mỹ, nhà mạng Verizon đã công bố dự định khởi động kế hoạch thử nghiệm với sóng millimet 28 GHz trong năm 2018, trong khi AT&T dự định bắt đầu thử nghiệm đường truyền 5G trong khoảng 39 GHz vào năm 2019 ở vài thành phố trên nước Mỹ.

Phải mất vài năm thì dự định này mới được phổ biến rộng rãi. Vào năm 2025, Châu Âu rất có thể sẽ có mạng 5G phát triển ở các thành phố trọng điểm, nhờ mục tiêu được đặt ra bởi Chủ tịch Hội đồng Liên.

5G sẽ đem lại những lợi ích gì?


Kết nối thông minh 5G

5G sẽ đem lại tốc độ truyền tải nhanh hơn LTE khoảng 100 lần cùng tốc độ dữ liệu lên tới 10 gigabit một giây. Đến cả video định dạng 4K cũng có thể được tải với “tốc độ ánh sáng” (chỉ mất chưa tới năm giây).

Độ trễ, đây là trường hợp thường gặp khi gọi điện thoại hình ảnh, sẽ trở thành quá khứ. Ứng dụng khám chữa bệnh từ xa sẽ trở nên khả thi, các bác sĩ phẫu thuật có thể tiến hành phẫu thuật thông qua mạng internet.

Đồng thời, khi mạng 5G mới cho phép băng thông lớn hơn, cụ thể là dung lượng dữ liệu lớn hơn 1.000 lần thì một số lượng lớn người sử dụng sẽ được truy cập mạng cùng một lúc nhanh hơn với chất lượng tốt hơn. Điều đó có nghĩa là 5G sẽ ổn định, đáng tin cậy, và hơn hết là đáp ứng được nhu cầu bảo mật cao của người sử dụng.

Phương thức hoạt động của 5G

Sóng Milimet.

Điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử phải sử dụng dải tần số rất hẹp từ 3 KHz tới 3 GHz. Tuy nhiên, với sự tăng trưởng nhanh chóng về số lượng điện thoạivàrất nhiều thiết bị kết nối khác đều dùng chung dải tần số này hiển nhiên dẫn tới tốc độ truyền tải dữ liệu chậm hơn rất nhiều và tăng tỷ lệ kết nối thất bại.

Giải phải là sử dụng tần số trong khoảng dưới 6 GHz, nhưng đặc biệt trong khoảng sóng millimet với tần số giữa khoảng 30 và 300 GHz, trong khoảng này, các thiết bị di động vẫn chưa thể truyền tải dữ liệu.

Đã có băng thông đủ rộng cho Internet vạn vật. Tuy nhiên, sóng millimet có một nhược điểm sau: chúng không thể truyền xuyên qua tường đá và có thể bị hấp thụ bởi cây và mưa lớn.

Mạng di động nhỏ.

Để tránh các điểm chếtđườngtruyền dữ liệu trong khoảng millimet, các trạm truyền sóng nhỏ được đặt ở các điểm lân cận gần người đăng ký. Chúng tạo thành mạng di động nhỏ (Small Cell)giúpmở rộng mạng thiết bị di động sẵn có. Mở rộng mạng theo cách này gần với người dùng hơn, mà vẫn giữ ở mức công suất truyền tải thấp.

Nhờ khoảng cách các trạm được thu hẹp, thiết bị di động hoặc Internet vạn vật luôn có thể tìm được cách kết nốt tốt với trạm tiếp theo. Infineon Technologies AG (Infineon), công ty quốc tế về giải pháp bán dẫn cung cấp các bộ phận tần số cực đại cần thiết để giúp điều này khả thi.

Mạch tích hợp Monolithic Microwave (MMIC) cho phép dữ liệu được truyền ở tần số lên tới 90 GHz trong khithị trường hiện mới chỉ đang tập trung vào tần số lên tới 40 GHz.

Công nghệ MIMO khổng lồ (Massive MIMO).

Trong hệ thống truyền tải sử dụng công nghệ MIMO (Multiple Input Multiple Output – Nhiều cổng vào và nhiều cổng ra), luồng dữ liệu được truyền tải sử dụng nhiều ăng-ten thu phát. Việc này sẽ cải thiện việc nhận tín hiệu, mở rộng khoảng cách có thể truyền tải và tăng thông lượng dữ liệu nói chung.

Nếu LTE thường gồm tới tối đa tám thiết bị ăng-ten, 5G sẽ cần nhiều thiết bị hơn, thường sẽ có tới vài trăm ăng-ten được sử dụng ở trạm thu phát đối với sóng millimet. Công nghệ tối ưu hóa các ăng-ten này, hay được biết tới với cái tên Massive MIMO, sẽ tăng dung lượng mạng di động lên theo cấp số nhân.

Tuy nhiên Massive MIMO cần thêm công nghệ khác để có thể tận dụng được lợi thế của sóng millimetbởitín hiệu chỉ có thể được quy tụ và truyền tải một cách đảm bảo nhờ sử dụng Beamforming (chùmtia sóng).

Chùm tia sóng - Beamforming

Nhờ sử dụng ăng-ten truyền thống, tín thiệu được phát ra giống nhau theo mọi hướng. Nếu tín hiệu này chồng chéo lên tín hiệu tới từ các máy phát khác, việc truyền tín hiệu có thể sẽ gặp phải trở ngại dẫn đến tổn hại đáng kể.

Công nghệ đa ăng-ten Massive MIMO sẽ giải quyết được vấn đề này khi kết hợp với Beamforming:truyền đi tín hiệu giống y hệt trong các khoảng thời gian so le bằng cách sử dụng nhiều ăng-ten, máy phát sẽ nhắm tới những địa điểm gần nhất của khách hàng và từ đó điều chỉnh công suất đường truyền phù hợp - nhờ vậy tạo ra tia tín hiệu hoặc Beamforming.

Có nghĩa là một máy phát Beamforming có thể truyền tín hiệu đơn tới những từng người nhận ở các vị trí khác nhau. Điều này giúp tăng vùng phủ sóng, đảm bảo kết nối ổn định hơn cũng như tốc độ truyền dữ liệu cao hơn.

Thế nhưng, khi khả năng kết nối tăng lên có nghĩa là yêu cầu bảo mật dữ liệu cũng sẽ tăng lên. Ngành công nghiệp 4.0 cần tới sự bảo vệ trước những truy cập trái phép cũng như bảo mật dữ liệu và các quy trình. Nhờ giải pháp bảo mật dựa trên bán dẫn, Infineon cũng bảo vệ cấu trúc của sóng điện thoại 5G mới khỏi các mối đe dọa an ninh đang tăng cao.

Theo Tạp chí Điện tử

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Viễn thông

Starlink mang đến nỗi thất vọng cho nhiều khách hàng vì sự chậm trễ

Starlink mang đến nỗi thất vọng cho nhiều khách hàng vì sự chậm trễ

25/01/2022
81 lượt xem
Hàng loạt hãng hàng không huỷ các chuyến bay đến Mỹ do ảnh hưởng của việc triển khai mạng 5G

Hàng loạt hãng hàng không huỷ các chuyến bay đến Mỹ do ảnh hưởng của việc triển khai mạng 5G

19/01/2022
126 lượt xem
Trì hoãn triển khai mạng 5G để ngăn chặn khủng hoảng hàng không Mỹ

Trì hoãn triển khai mạng 5G để ngăn chặn khủng hoảng hàng không Mỹ

18/01/2022
76 lượt xem
Việt Nam sẽ nghiên cứu 6G từ năm 2022

Việt Nam sẽ nghiên cứu 6G từ năm 2022

18/01/2022
88 lượt xem
Keysight Open Radio Architect giúp chuẩn hoá mạng viễn thông tại Đài Loan

Keysight Open Radio Architect giúp chuẩn hoá mạng viễn thông tại Đài Loan

17/01/2022
88 lượt xem
FAA: Boeing 787 có thể bị ảnh hưởng tới hệ thống phanh khi triển khai mạng 5G

FAA: Boeing 787 có thể bị ảnh hưởng tới hệ thống phanh khi triển khai mạng 5G

17/01/2022
77 lượt xem
Năm 2022 - Năm của khám phá thú vị trên không gian vũ trụ

Năm 2022 - Năm của khám phá thú vị trên không gian vũ trụ

14/01/2022
94 lượt xem
Trung Quốc ghi nhận kỷ lục thế giới về tốc độ của mạng viễn thông 6G

Trung Quốc ghi nhận kỷ lục thế giới về tốc độ của mạng viễn thông 6G

07/01/2022
141 lượt xem
Keysight OTA 5G mmWave - Giải pháp đo kiểm mạng 5G đầu tiên được Mỹ phê duyệt

Keysight OTA 5G mmWave - Giải pháp đo kiểm mạng 5G đầu tiên được Mỹ phê duyệt

28/12/2021
150 lượt xem
Cô gái 'dội bom' 47 nghìn tin nhắn khiến bạn trai tự tử

Cô gái 'dội bom' 47 nghìn tin nhắn khiến bạn trai tự tử

25/12/2021
130 lượt xem
Phiên bản NFT của SMS đầu tiên trên thế giới giá 2,7 tỉ đồng

Phiên bản NFT của SMS đầu tiên trên thế giới giá 2,7 tỉ đồng

23/12/2021
156 lượt xem
Nhà mạng viễn thông Mỹ gặp trở ngại nghiêm trọng khi triển khai kế hoạch phát triển mạng 5G

Nhà mạng viễn thông Mỹ gặp trở ngại nghiêm trọng khi triển khai kế hoạch phát triển mạng 5G

22/12/2021
151 lượt xem
Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Subaru Eyesight con mắt "Nhị Lang thần" phòng ngừa va chạm an toàn cho mỗi chuyến đi

Subaru Eyesight con mắt "Nhị Lang thần" phòng ngừa va chạm an toàn cho mỗi chuyến đi

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Những cảnh báo gây tranh cãi về mức bức xạ tần số của các smartphone

Những cảnh báo gây tranh cãi về mức bức xạ tần số của các smartphone

Những gì bạn muốn biết về 5G

Những gì bạn muốn biết về 5G

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Lỗi thu phí không dừng trên cao tốc là do ổ cứng trên thiết bị lưu trữ trong hệ thống Back-End

Lỗi thu phí không dừng trên cao tốc là do ổ cứng trên thiết bị lưu trữ trong hệ thống Back-End

Doanh thu của Samsung Việt Nam đạt hơn 74 tỷ USD năm 2021

Doanh thu của Samsung Việt Nam đạt hơn 74 tỷ USD năm 2021

Những Status tạm biệt ngày cuối năm chào đón năm mới hay nhất

Những Status tạm biệt ngày cuối năm chào đón năm mới hay nhất

Đạo diễn James Wan và những bộ phim tỷ đô

Đạo diễn James Wan và những bộ phim tỷ đô

Biển số xe ô tô đẹp - Ý nghĩa biển số xe phong thủy

Biển số xe ô tô đẹp - Ý nghĩa biển số xe phong thủy

Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9

Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9

6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON

6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON

Trò chơi phổ biến về Hình tượng trưng của Google

Trò chơi phổ biến về Hình tượng trưng của Google

Giờ đẹp thả cá để hút tài lộc khi cúng ông Công ông Táo 2020

Giờ đẹp thả cá để hút tài lộc khi cúng ông Công ông Táo 2020

Kỹ thuật chụp ảnh bằng điện thoại đẹp như máy ảnh chuyên nghiệp

Kỹ thuật chụp ảnh bằng điện thoại đẹp như máy ảnh chuyên nghiệp