5G là gì?

5G viết tắt của từ 5th Generation, thế hệ thứ 5 của mạng di động. Mỗi thế hệ tương ứng với một tập yêu cầu riêng, quyết định chất lượng thiết bị và hệ thống mạng nào đủ chuẩn đáp ứng yêu cầu và tương thích với các hệ thống mạng khác. Mỗi thế hệ cũng mô tả những công nghệ mới, mang lại khả năng giao tiếp mới.

Thế hệ thứ 2, hay 2G, xuất hiện hồi năm 1991, gồm một tập chuẩn, mô tả công nghệ điện đàm không dây nhưng không đề cập đến truyền dữ liệu hoặc web di động. Thế hệ thứ 3 tập trung vào các ứng dụng về điện đàm, mobile Internet, điện thoại có hình ảnh và mobile TV. Và mới đây là 4G được thiết kế để hỗ trợ tốt hơn cho điện thoại nền IP (voice over IP), hội nghị truyền hình và điện toán đám mây, cũng như xem video trực tiếp từ mạng (streaming) và chơi game trực tuyến.

5G làm được gì?

Ted Rappaport, giám đốc trung tâm nghiên cứu không dây tại đại học Bách khoa New York, cho biết với 5G, chúng ta có thể tải một bộ phim chỉ trong vòng vài giây. 5G có thể nhanh hơn 1000 lần so với 4G. Thực tế, 5G có thể đạt đến 10 Gbps (gigabit mỗi giây), thậm chí cao hơn, và ở vùng rìa phủ sóng, tốc độ vẫn có thể đạt từ 1 đến vài trăm Mbps.

Nhưng chúng ta đừng quá phấn khích trước thông tin trên vì trước khi 4G LTE thực sự xuất hiện trên thị trường thì ngành công nghiệp viễn thông từng hô hào tốc độ của nó đạt đến 300Mbps. Khi LTE xuất hiện, tốc độ thực tế chỉ đạt khoảng 5 - 12 Mbps tải về và 2 - 5Mbps tải lên. Tuy vậy, ở một số khu vực mạng Verizon vẫn có thể đảm bảo tốc độ tải về đạt 20 - 30Mbps và tải lên 14Mbps. Mạng của T-Mobile cũng khá nhanh, đạt đến 12 - 13Mbps tải về và 8 -10Mbps tải lên ở New York và San Francisco.

Ngoài tốc độ và băng thông cao hơn, dự kiến 5G cũng có nhiều tính năng giao tiếp tốt hơn giữa các thiết bị.

Ví dụ, một ngôi nhà thông minh trang bị công nghệ 5G có thể giao tiếp với các cảm biến để cập nhật trạng thái tức thời mà không cần đến băng thông cực lớn hoặc để nhận tín hiệu từ khoảng cách xa, điều mà nhà thông minh cần là thời gian đáp ứng phải nhanh. Các thiết bị hỗ trợ 5G có khả năng chọn đúng tần số thích hợp để gửi tín hiệu, dựa trên loại dữ liệu đang được gửi đi.

5G hoạt động như thế nào?

Mạng di động 5G sử dụng sóng milimet. FCC ban hành một ghi chú hồi tháng 10/2014 về việc mở sóng milimet (là tần số cao trên 24GHz) để sử dụng cho công nghệ 5G. Nếu những dải tần này được tận dụng thì có thể cải thiện rất nhiều tốc độ và băng thông không dây.

Bạn hãy tưởng tượng các dải tần radio hiện nay như là một cái phễu chứa nước có thiết diện hình tam giác. Các dịch vụ viễn thông hiện nay hầu hết đều dùng những dải tần thấp, tương đương với chân phễu, nơi hẹp nhất. Hiện thời, gần như không có dữ liệu nào truyền trên mốc 24GHz, bởi những bước sóng này có xu hướng sử dụng ở tầm gần, và hoạt động với khoảng cách ngắn hơn. Ví dụ, mạng 4G LTE của AT&T hiện thời hoạt động ở dải tần 700MHz, 850MHz, 1,9GHz và 2,1GHz.

Dù vậy, một số phát triển gần đây đang tiếp cận dải tần mới. Các nhà nghiên cứu tại đại học New York hồi tháng 5/2013 có xuất bản một nghiên cứu trong IEEE Access, cho thấy có thể sử dụng sóng milimet để truyền dữ liệu đường dài. Và vào tháng 10/2014, Samsung minh họa được khả năng đạt được tốc độ truyền dữ liệu ở 7,5Gbps trên mạng dải tần 28GHz, tương đương có thể tải về 940MB mỗi giây dưới điều kiện lý tưởng nhất.

Một khi sóng milimet được FCC duyệt thì ngành công nghiệp viễn thông có thể bắt đầu tính tới việc sản xuất linh kiện cho nó, như các thiết bị vô tuyến và bộ xử lý chuyên cho dải tần này.

Chúng ta có thể mong chờ gì?

Có thể đến năm 2018 mạng 5G mới bắt đầu xuất hiện. Hàn Quốc cho biết rằng họ sẽ trình diễn công nghệ này trong Thế vận hội mùa đông 2018 tại Pyeongchang và hướng đến việc thương mại hoá 5G vào tháng 12/2020.

Chính phủ Nhật cũng cho biết ý định trình diễn 5G cho điện thoại di động tại Olympics mùa hè ở Tokyo vào năm 2020.

Mỹ cũng đã có kế hoạch ở khoảng thời gian tương tự trong mục ghi chú của FCC hồi tháng 10 năm ngoái. Tổ chức quản lý chuẩn truyền thông 3GPP (Telecommunications standards authority) cũng đang lên kế hoạch tổ chức hội thảo vào tháng 12/2015 để bàn về chuẩn 5G. Theo Eduardo Esteves, phó chủ tịch quản lý sản phẩm của Qualcomm, hội thảo này sẽ là cột mốc quan trọng. Các nhà sản xuất và vận hành, thành viên của 3GPP sẽ ngồi lại cùng nhau và đưa ra những ý tưởng chung nhất, cụ thể nhất về các yêu cầu kỹ thuật cho 5G, từ đó sẽ biết được cần những thành phần công nghệ nào thích hợp cho 5G.