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

Đào Công
154 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

Make in Vietnam là một trong những động lực cho kịch bản tăng trưởng kinh tế

Make in Vietnam là một trong những động lực cho kịch bản tăng trưởng kinh tế

27/03/2020
10 lượt xem
ITU tạo ra nền tảng mới giúp duy trì mạng lưới viễn thông trong đại dịch Covid-19

ITU tạo ra nền tảng mới giúp duy trì mạng lưới viễn thông trong đại dịch Covid-19

27/03/2020
11 lượt xem
Các nhà mạng Việt Nam vẫn đạt tăng trưởng 28% trong 2 tháng đầu năm 2020

Các nhà mạng Việt Nam vẫn đạt tăng trưởng 28% trong 2 tháng đầu năm 2020

27/03/2020
45 lượt xem
Sử dụng công nghệ 5G để chiến đấu với COVID-19

Sử dụng công nghệ 5G để chiến đấu với COVID-19

27/03/2020
16 lượt xem
Áp lực lớn đè nặng lên Internet toàn cầu trong mùa dịch COVID-19

Áp lực lớn đè nặng lên Internet toàn cầu trong mùa dịch COVID-19

26/03/2020
12 lượt xem
Cục Viễn thông đề nghị nhà mạng tăng băng thông Internet

Cục Viễn thông đề nghị nhà mạng tăng băng thông Internet

23/03/2020
30 lượt xem
Đầu tư vào mạng di động sẽ đạt 1,1 nghìn tỷ USD trong 5 năm tới, tập trung chủ yếu vào mạng 5G

Đầu tư vào mạng di động sẽ đạt 1,1 nghìn tỷ USD trong 5 năm tới, tập trung chủ yếu vào mạng 5G

18/03/2020
31 lượt xem
MobiFone thử nghiệm thành công 5G, quyết không chậm với thế giới

MobiFone thử nghiệm thành công 5G, quyết không chậm với thế giới

16/03/2020
41 lượt xem
Việt Nam đã sẵn sàng triển khai mạng 5G trên diện rộng

Việt Nam đã sẵn sàng triển khai mạng 5G trên diện rộng

11/03/2020
42 lượt xem
ZTE - Nhà cung cấp các hệ thống viễn thông tiên tiến

ZTE - Nhà cung cấp các hệ thống viễn thông tiên tiến

10/03/2020
63 lượt xem
Khắc phục xong sự cố cáp biển, Internet quốc tế mạnh mẽ trở lại

Khắc phục xong sự cố cáp biển, Internet quốc tế mạnh mẽ trở lại

04/03/2020
58 lượt xem
Viettel cung cấp dịch vụ MultiSIM 1 trong 4 - Xu hướng của thời đại

Viettel cung cấp dịch vụ MultiSIM 1 trong 4 - Xu hướng của thời đại

04/03/2020
164 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

Clip: Những lưu ý khi sử dụng phương tiện công cộng trong đại dịch Covid-19

Clip: Những lưu ý khi sử dụng phương tiện công cộng trong đại dịch Covid-19

Hyundai Elantra 2021 thế hệ mới, kiểu dáng mạnh mẽ, công nghệ đột phá

Hyundai Elantra 2021 thế hệ mới, kiểu dáng mạnh mẽ, công nghệ đột phá

Renault - Samsung nhận được hơn 8000 đơn đặt hàng cho chiếc SUV XM3

Renault - Samsung nhận được hơn 8000 đơn đặt hàng cho chiếc SUV XM3

Suzuki Ciaz 2020 ra mắt tại Thái Lan, người Việt "đỏ mắt" đón chờ

Suzuki Ciaz 2020 ra mắt tại Thái Lan, người Việt "đỏ mắt" đón chờ

Hà Nội họp khẩn, Chủ tịch Nguyễn Đức Chung Báo cáo về trường hợp thứ 17 nhiễm Covid 19

Hà Nội họp khẩn, Chủ tịch Nguyễn Đức Chung Báo cáo về trường hợp thứ 17 nhiễm Covid 19

Cô giáo sáng tạo mặc nguyên bộ đồ họa tiết nội tạng để dạy học

Cô giáo sáng tạo mặc nguyên bộ đồ họa tiết nội tạng để dạy học

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

 Ford Mustang Mach-E chiếc SUV điện đầu tay lấy cảm hứng từ “biểu tượng cơ bắp”

Ford Mustang Mach-E chiếc SUV điện đầu tay lấy cảm hứng từ “biểu tượng cơ bắp”

Mặt nạ LG Derma LED mask - Thiết bị làm đẹp da cá nhân

Mặt nạ LG Derma LED mask - Thiết bị làm đẹp da cá nhân

Dự báo giá vàng hôm nay 24/3: Tiếp đà giảm trước sức ép của đồng USD

Dự báo giá vàng hôm nay 24/3: Tiếp đà giảm trước sức ép của đồng USD

Dự báo giá vàng tuần tới: Trơ lại vị trí trú ẩn an toàn sau những chính sách tiền tệ mới

Dự báo giá vàng tuần tới: Trơ lại vị trí trú ẩn an toàn sau những chính sách tiền tệ mới

Lập xuân 2020 là ngày nào?

Lập xuân 2020 là ngày nào?

Việt Nam ghi nhận ca nhiễm COVID-19 thứ 39 liên quan đến chuyến bay VN0054

Việt Nam ghi nhận ca nhiễm COVID-19 thứ 39 liên quan đến chuyến bay VN0054

BQL Royal City xác nhận 2 cư dân tiếp xúc trực tiếp với bệnh nhân nhiễm COVID-19 thứ 21

BQL Royal City xác nhận 2 cư dân tiếp xúc trực tiếp với bệnh nhân nhiễm COVID-19 thứ 21

Covid-19 từng được "tiên đoán" trong tiểu thuyết xuất bản cách nay gần 40 năm

Covid-19 từng được "tiên đoán" trong tiểu thuyết xuất bản cách nay gần 40 năm

Đại dịch Virus Corona: lời sấm truyền của Vanga lại một lần nữa chính xác

Đại dịch Virus Corona: lời sấm truyền của Vanga lại một lần nữa chính xác

Một số loại hoa ngày Tểt đẹp nhưng chứa chất độc nguy hiểm

Một số loại hoa ngày Tểt đẹp nhưng chứa chất độc nguy hiểm

"Rùng mình" lời tiên tri Vanga về năm 2020

"Rùng mình" lời tiên tri Vanga về năm 2020

 Tàu vũ trụ đi nhanh như thế nào, mất bao lâu mới đến được sao hoả?

Tàu vũ trụ đi nhanh như thế nào, mất bao lâu mới đến được sao hoả?