Ngày 11/05, hãng Plus đã khởi động mạng 5G đầu tiên ở Ba Lan tại Vác-sa-va
và sáu tỉnh nữa, nó là một cuộc cách mạng trong việc liên lạc vô tuyến. Nếu mọi
việc diễn ra đúng kế hoạch, mạng 5G sẽ làm thế giới tốt hơn, nhưng nó làm việc
này ra sao?
Phần lớn các thiết bị bỏ túi hoạt động được nhờ công lao của một người, nhà bác học Đức Heinrich Hertz. Phấn hứng trước công trình của Michael Faraday về sóng điện từ và của James Maxwell về bản chất hạt và sóng của ánh sáng tự nhiên, ông Hertz đã thiết kế một thiết bị đầu tiên phát đi và thu sóng điện từ.
Hertz hài lòng đã chứng minh được Maxwell có lý, nhưng cả thế giới khoa học đã cảm thấy việc chưa kết thúc ở đây. Sóng của Hertz được gọi là sóng ra-đi-ô, có tần số nay đo bằng héc (Hz) theo tên của ông. Tần số là tham số chính của sóng ra-đi-ô.
Ví dụ, các sóng ánh sáng chuyển động với các tần số rất cao trong dải 430-750 tera héc (1012 Hz hay 1000 GHz), sự khác nhau về tần số là các mầu khác nhau của dải sóng ánh sáng ta nhìn thấy được. Các sóng ra-đi-ô có tần số thấp hơn đáng kể, ở dưới 3 tera héc. Và ở đây khá thú vị, vì tần số sóng ra-đi-ô cũng mô tả nhiều thông tin mà các sóng này có thể chuyển đi tới một khoảng cách nào đó.
Bằng cách nào sóng ra-đi-ô có thể mang theo thông tin?
Các sóng ra-đi-ô ta có thể làm nó chuyển thông tin đi qua một kỹ thuật gọi là điều biến (modulacja). Chính là do từ này ta có từ modem, tức modulacja (điều biến) và demodulacja (giải điều biến). Kỹ thuật này là việc tạo dạng các sóng nói trên bằng cách tác động tới biên độ, tần số và pha của nó.
Khi kỹ thuật điều biến càng tiến bộ thì ta có thể gửi đi càng nhiều thông tin bằng cách dùng sóng ra-đi-ô. Đồng thời ở đây có một nguyên lý: tần sóng càng thấp thì sóng phủ một vùng càng rộng hơn và nó càng ít khó khăn để vượt các chướng ngại vật trên dường đi của nó hơn. Còn khi tần số càng cao thì nó có thể chuyển đi càng nhiều thông tin hơn.
Và cuối cùng ta đi đến điểm mấu chốt. Làm thế nào để đưa ra một dịch vụ ra-đi-ô – và cụ thể là điện thoại di động – như thế nào đó để khách hàng có khả năng chuyển thông tin nhiều nhất (największa przepustowość), để dịch vụ này có thể dành cho nhiều người dùng và giá tổng thể cho phép nhà cung cấp có lời nữa?
Nếu ta đang nói về 5G, thế đã lúc nào có 1G?
Tất nhiên, dù khi ấy không ai nói như vậy. Chữ G nghĩa là thế hệ (generacja), và trung bình mười năm ta thay đổi sang thế hệ khác. 1G được hãng Nordic Mobile Telephone đưa ra vào năm 1982. 2G xuất hiện trên thị trường vào năm 1992, còn 3G vào năm 2001. 4G theo nghĩa đầy đủ xuất hiện năm 2012.
Việc tạo ra mỗi kỹ thuật trên cũng kéo dài khoảng 10 năm. Các nghiên cứu về 4G đã bắt đầu vào cuối 2001 đầu năm 2002. Người ta bắt đầu nghiên cứu 5G vào tháng 4/2008 do sáng kiến chung của NASA và hãng M2Mi. Và bản thân ý tưởng đã có một vấn đề.
Trong không gian ngày càng chật chội
Các thế hệ mạng điện thoại di động mới là các dải tần số mới và độ rộng của dải trên kênh tần số. Trong trường hợp 1G đó là 30 KHz, với 2G – 200 kHz, cho 3G – 5 MHz còn 4G – 20 MHz. Những người hoài nghi cho là đã hết chỗ cho dịch vụ ra-đi-ô trên mặt đất rồi. Chúng ta tiến mỗi ngày một gần đến thời điểm khi tần sô cao hơn sẽ gây nhiễu cho các truyền tin từ các vệ tinh viễn thông.
Thêm nữa, các chuyên gia nhanh chóng nhận thấy bản thân việc tăng lượng thông tin (przepustowośc) không có nghĩa nếu chú ý đến việc 4G đã cho phép. Mạng thế hệ mới phải tạo điều kiện cho trạm phục vụ được một số lượng thiết bị nhiều hơn, hiệu quả phổ cao hơn (tỷ số tối đa số lượng dữ liệu so với vùng trên đó nó chuyển đi), giảm tiêu thụ năng lượng của thiết bị thu, giảm độ trễ và chi phí duy trì hạ tầng.
Liên minh Châu Âu đưa ra các đòi hỏi cho mạng 5G.
Ủy ban Châu Âu tích cực tham gia đóng góp cho tiêu chuẩn 5G bổ sung thêm vào danh sách đòi hỏi. Họ đưa ra các chương trình 5G PPP và Horizon 2020 coi mục đích 5G là làm khối công nghiệp châu Âu mạnh lên: công nghiệp ô tô, giao thông, y tế, năng lượng, sáng tạo và giải trí. Và họ đòi hỏi thêm:
- độ trễ (latencja) không được quá 5 ms,
- có thể phục vụ 100 thiết bị trên mỗi mét vuông,
- mỗi trạm có vùng phủ sóng xác định,
- khả năng tích hợp với các hệ thống dẫn đường và vệ tinh.
Nghệ thuật thỏa hiệp với nhà cung cấp
Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại phải ra các quyết định rất khó khăn để có thể cạnh tranh trên thị trường và đồng thời có lãi khi làm dịch vụ. Ở các thành phố họ có số khách hàng có đòi hỏi cao tập trung đông, vậy ở các đô thị họ áp dụng mạng 4G (LTE) sử dụng các sóng có tần số 1,8 GHz và 2,6 GHz. Đó là một hoạt động tốn kém, nhất là ở các thành phố các tòa nhà chặn sóng ra-đi-ô, vậy có nghĩa là phải đầu tư nhiều trạm. Tuy nhiên việc đầu tư này là có lãi do nhiều người dùng.
Cũng vì lý do này, ở các nơi xa thành phố, khi mật độ khách tương đối bé người ta phải làm khác. Việc đầu tư vào nhiều trạm có tần số cao tốn kém thu không bù chi, vậy họ áp dụng sóng tần số thấp hơn và số trạm thưa hơn. Đó là nghệ thuật thỏa hiệp mà mạng một phần 5G cũng phải làm.
Vậy mạng 5G sẽ ra sao?
Hội truyền thông quốc tế (Międzynarodowy Związek Komunikacyjny, viết tắt tiếng Anh là ITU) công bố các yêu cầu sau của mạng 5G. Để đủ chuẩn, mạng phải ít nhất có lượng thông tin cho qua là 20 Gb/s, trong đó tối thiểu 100 Mb/s cho tải xuống và 50 Mb/s cho gửi đi với mỗi một người sử dụng. Để so sánh, lượng cho qua của mạng 4G (LTE) là 1 Gb/s. Mạng cũng phải phục vụ ít nhất cho 1 triệu thiết bị trên một kilomet vuông, do ngày càng có ứng dụng rộng của các thiết bị Internet vật thể (IoT- Internet of Things gắn với Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 – người dịch). Mạng 5G phải cung cấp dịch vụ được cả khi thiết bị thu chuyển động với tốc độ 500 km/h.
Ta hãy quay lại với các thỏa hiệp nói trên, vì về lý thuyết ITU đòi các thứ không thể làm được
Một mặt, theo các đòi hỏi trên thì tiêu chuẩn mạng 5G nhằm tăng lượng thông tin cho qua theo một cách không đắt quá để thoải mãn nhu cầu do các dịch vụ như YouTube hay Netflix đòi hỏi. Mặt khác, nó cũng phải đáp ứng các yêu cầu của các thiết bị Internet vật thể ngày cáng có nhiều, chúng lại hay hoạt động ở những chỗ khó vào.
Do vậy mạng 5G phải hoạt động cả trên hai dải tần số
Thứ nhất, đó là dải dưới 1 GHz để dễ vượt qua các chướng ngại vật như tường nhà hay đồi. Nó cũng phải cung cấp dịch vụ ở dải trên 20 GHz để đáp ứng nhu cầu về lượng thông qua. Không thể có chỉ một cái và không có cái thứ hai.
Hơn nữa, có một số thiết bị đòi hỏi cả hai dải tần số. Ví dụ như các dron, chúng cần một dây thông tin chắc chắn và ổn định ở tần số thấp để người điều khiển không bị mất kiểm soát và một tần số cao để gửi các ảnh có độ phân giải cao.
5G tuy nhiên tỏ ra quan trọng hơn với công nghiệp và Internet vật thể IoT hơn là cho người dùng
Tất nhiên là việc truyền các chùm video dễ dàng ở dạng 4K là thứ mọi người chờ đợi. Nhưng như hãng Ericsson nhận xét trong báo cáo họ làm Healthcare to Homecare (chuyển y tế về nhà), mạng 5G sẽ có ý nghĩa rất quan trọng trong cải tiến chăm sóc y tế, nó đảm bảo truyền một cách chắc chắn các thông tin về sức khỏe và báo động, có khả năng di động và độ trễ bé.
5G cho phép nhiều ứng dụng ví dụ theo dõi từ xa khi bệnh nhân đeo thiết bị y tế trên người, tiếp xúc qua mạng với bác sỹ và các cuộc mổ do người ở xa điều khiển người máy thực hiện. Việc tăng đeo các máy do trên người và việc chữa bệnh từ xa làm cho mạng 5G trở nên cần thiết để đảm bảo các dịch vụ an toàn.
Bằng cách nào mạng 5G sẽ làm thế giới tốt lên?
Theo báo cáo của Ericsson, ngay vào năm 2022 số thuê bao 5G sẽ lên tới 550 triệu. Bắc Mỹ sẽ dẫn đầu trong các nơi vào thế hệ mới. Năm 2022, một phần tư thuê bao sẽ là thuê bao 5G. Vùng châu Á và Thái Bình Dương sẽ là vùng phát triển nhanh đứng thứ hai, vào năm 2022 sẽ chiếm 10% tổng số thuê bao.
Video sẽ chủ yếu ngự trị trên mạng. Theo báo cáo, lượng thông tin video qua mạng di động sẽ tăng khoảng 50% mỗi năm cho đén năm 2022, để đạt mức 75% toàn bộ thông tin. Nhất là ta ngày càng hay dùng các ứng dụng cho phép streaming trực tiếp để thông tin với người quen hay người hâm mộ.
Tuy nhiên tập trung then chốt nhất vẫn là Internet vật thể (IoT- Internet of Things). Đến năm 2022 trên toàn thế giới sẽ có 29 tỷ thiết bị nối mạng, trong đó khoảng 18 tỷ sẽ là thiết bị IoT. Báo cáo mới nhất của hãng Ericsson Mobility Report cho ta cách nhìn gần hơn đến IoT, và nếu ở đâu có cuộc cách mạng thực tế về 5G thì nó sẽ ở khối này.
Không có nghi ngờ gì, bản thân việc tăng lượng thông qua trên mạng là các tin tuyệt vời . 5G làm ta gần lại thế giới mà mọi thứ xung quanh là thông minh và gắn kết với nhau. Một số người sợ vì đám mây toàn năng và trí tuệ nhân tạo có mặt ở mọi vật. Tuy nhiên về mặt khác… thì chỉ mới mấy năm trước đây chúng ta cũng đã sợ các thuật toán của Google và Facebook như thế. Mà thế giới chả sụp đổ gì cùng với các thuật toán ấy, và chúng ta nay còn sẵn sàng và thường xuyên sử dụng các dịch vụ ở đó.
Để dùng công nghệ 5G, ta phải rút ví
Tất nhiên, để dùng các chức năng của mạng 5G ta cũng cần phải có các điện thoại thích hợp. Và ít nhất, bây giờ đây là vấn đề lớn nhất. Việc hỗ trợ được cho 5G là khá mới trên thị trường điện thoại và chức năng này chỉ có ở các thiết bị đầu bảng. Dĩ nhiên là theo thời gian, cùng với việc phổ biến của công nghệ ta mỗi ngày lại có thêm các điện thoại rẻ. Chi phí nối mạng 5G hiện chưa cao lắm.
Chưa hết, hiện mạng 5G của hãng Plus trên dải sóng 2600 MHz (N38 i N41) và chính thức chỉ có ba thiết bị có trên thị trường Ba Lan hỗ trợ nó. Vậy giá phải trả cho sử dụng mạng 5G bây giờ của Plus với tốc độ truyền dữ liệu 600 Mb/s khá tốn kém. Các điện thoại trên thị trường Ba Lan chính thức hỗ trợ mạng 5G Plus là: Huawei P40, Huawei P40 Pro, Huawei Mate XS.
Các điện thoại khác không chính thức 5G có: LG V60 ThinQ 5G, Huawei Mate 20 X, OnePlus 8, Samsung Galaxy S20+ 5G, Xiaomi Mi 10...
QV
Lược dịch từ:
https://www.spidersweb.pl/e/internet-mobilny-5g-polska-swiatbr
Bình luận