Các hãng viễn thông và điện thoại đang rậm rịch để tung ra những sản phẩm 5G đầu tiên kể từ năm 2019, thêm nữa 5G không chỉ đơn thuần là nâng cấp về tốc độ như từ 3G lên 4G LTE mà là một bước nhảy vọt. Đó là những lý do để chúng ta tìm hiểu về công nghệ kết nối siêu nhanh và độ trễ thấp này, 5G sẽ không chỉ dành cho điện thoại mà cả Internet of Things với những ứng dụng vô cùng khổng lồ, là tương lai của kết nối di động không dây.
5G là gì?
Câu hỏi đầu tiên và cơ bản nhất là 5G là gì, dĩ nhiên nó là một thế hệ mới của kết nối di động, kế thừa 4G LTE. Nếu đơn giản hỏi cái tên thì là như vậy nhưng đằng sau nó còn rất nhiều thứ cần biết so với 4G mà chúng ta đang dùng hiện tại. Chuẩn 5G lần đầu được lên kế hoạch vào năm 2012 khi tổ chức viễn thông quốc tế (ITU) đặt tại Liên Hợp Quốc nghiên cứu cũng như đưa ra tiêu chuẩn tối thiểu cho 5G, tới 2017 thì đã có bản nháp dành cho chuẩn 5G, là tiền đề cho các tổ chức thương mại hóa 5G.
So với 4G LTE, 5G không chỉ có tốc độ nhanh hơn một cách vượt bậc, nó còn có độ trễ (latency) thấp hơn và đây chính là cái khiến 5G được nhắc tới nhiều hơn, bên cạnh tốc độ. Lát mình sẽ nói về cái low latency này sau nhưng cơ bản thì độ trễ thấp sẽ giúp dữ liệu truyền tải từ đầu này tới đầu kia và phản hồi nhanh hơn, rất quan trọng cho những tác vụ thời gian thưc, như livestream hay AR/VR. Với 5G, độ trễ từ một điểm này tới một điểm khác thấp nhất đạt tới 1 mili giây, để so sánh thì 4G có độ trễ khoảng 50 mili giây.
Nói nhanh hơn, vậy hơn cỡ nào?
Trên lý thuyết, tốc độ tải xuống của 5G có thể đạt 20Gbps (Gigabit/giây), cao hơn rất nhiều so với tốc độ của 4G là 100Mbps, nôm na thì 5G đạt cỡ Gigabit. Trong khi đó, tốc độ tải lên ở một trạm di động là 10Gbps, vẫn rất lớn. Bạn chớ hiểu lầm những con số 20Gbps hay 10Gbps là tốc độ bạn có thể tải nội dung với mạng 5G nhé (trừ khi bạn có một line riêng), nó là tốc độ tổng mà nhiều người dùng thực hiện trên mạng di động đó.
Đó là tốc độ trên lý thuyết hoặc những điều kiện lý tưởng, còn với điều kiện thực tế, tốc độ của mạng 5G thấp hơn rất nhiều, có thể chỉ đạt tầm 100Mbps cho tải xuống hoặc cao hơn tùy vào từng điều kiện và chính sách của nhà mạng. Trong một bài test ở môi trường thực tế, nhà mạng Docomo đã ghi nhận tốc độ vượt ngưỡng 2Gbps của mạng 5G. Một nhà mạng khác thì cam đoan tốc độ sẽ cao hơn, có lẽ là tốc độ se dần được cải thiện qua thời gian triển khai, tùy thuộc vào nhiều yếu tố mà cơ sở hạ tầng là một trong số đó. Dưới đây là một vài con số (từ Qualcomm) mà trong tương lai người dùng có thể được trải nghiệm nó trong thực tế:
- Tốc độ tải xuống tăng từ 56Mbps cho 4G lên thành 490Mbps cho người dùng 5G. Một mức tăng 900%.
- Thời gian đáp ứng nhanh hơn gấp 7 lần. Độ trễ sẽ giảm từ 116 mili giây xuống còn 17 mili giây.
- Tốc độ tải xuống 100Mbps sẽ dành cho khoảng 10% người dùng 5G. Đồng nghĩa 90% còn lại sẽ có thể tận hưởng tốc độ tải xuống nhanh hơn 100Mbps. So sánh với 8Mbps cho 10% của LTE.
- Chất lượng stream video sẽ được cải thiện từ 2k/30fps/8-bit màu với người dùng LTE lên thành 4k/120fps/10-bit màu khi chuyển sang dùng 5G.
Chừng đó đủ để thấy 5G nhanh cỡ nào, người ta nói rằng tốc độ của nó hoàn toàn sánh ngang với chuẩn WiFi 802.11 ax mới nhất hiện nay. Để khai thác được 5G thì người ta cũng phải nghiên cứu và sử dụng dải tần số cao hơn hiện tại nhằm cho tốc độ truyền đi nhanh hơn nhưng đó cũng là vấn đề với 5G mà mình sẽ nói bên dưới.
5G dùng dải tần cao hơn, ưu và nhược
Để có thể đạt được tốc độ cao như vậy, 5G bắt buộc phải dùng dải tần số cao hơn và băng thông lớn hơn 4G, không có cách nào khác. 5G sẽ dùng dải tần số rất rộng từ 3 tới 30GHz và lên tới 300GHz, tần số cao đồng nghĩa nó chỉ truyền được thông tin ở quãng đường ngắn hơn và dễ bị các vật cản chặn lại. Do đó để triển khai 5G thì các nhà cung cấp cũng cần lắp đặt nhiều cột thu phát sóng hơn để phục vụ cho người dùng. Ban đầu, 5G sẽ chỉ được triển khai trong những khu đô thị, đông cư dân và có nhu cầu sử dụng cao, ở vùng xa hơn thì Sub-6GHz sẽ được triển khai và xa hơn nữa là 4G Gigabit. Do đó mình nghĩ khi 5G sẵn sàng thì tốc độ phủ sóng của nó sẽ không nhanh như 4G, sẽ chỉ có những khu vực trung tâm nhất được dùng sóng 5G, đó là chưa kể chi phí có thể sẽ đắt đỏ bởi những yêu cầu khắt khe mà nó đòi hỏi.
Tần số càng cao, băng thông rộng thì sẽ có thể đem lại tốc độ truyền tải nhanh hơn và độ trễ giảm đi. Nhưng bù lại thì nó có tầm phủ nhỏ hơn và khó xuyên thủng vật cản. Đó cũng là lý do vì sao mạng WiFi 2.4GHz tối ưu cho nhà với những bức tường xi măng dày còn 5GHz thì giúp đạt tốc độ cao nhất trong môi trường mạng tối ưu hơn.
Cấu trúc hạ tậng cho 5G vì thế cũng sẽ phức tạp hơn 4G. Thiết bị kích sóng và các thiết bị đặc biệt khác sẽ cần thiết cho những nơi công cộng như sân vận động, khu mua sắm, nhà hát... Cái mình đang nói là thời điểm ban đầu khi 5G được triển khai nhưng sau đó khi cơ sở hạ tầng được phát triển đầy đủ thì những lo ngại này sẽ không còn. Thêm một lợi thế là 5G hỗ trợ nhiều thiết bị kết nối hơn, do đó không chỉ smartphone mà các thiết bị IoT khác sẽ có thể tận dụng 5G mà không gặp vấn đề gì.
Độ trễ cực thấp
Khi nói tới 5G bạn sẽ nghe thấy độ trễ thấp, đó là một ưu điểm rất lớn của công nghệ mạng này. Về cơ bản, độ trễ (latency) là tốc độ để đo khi mà bạn thực hiện một yêu cầu (request) cho tới khi hệ thống nhận và phản hồi về cho bạn, ví dụ bạn click chuột, thông tin đưa lên máy chủ, xử lý và trả về kết quả thì đó là độ trễ. Về lý thuyết, 5G đạt đỗ trễ cực thấp, chỉ 1 mili giây. Trong khi ở thực tế, 4G và 3G có độ trễ khoảng 50-60 mili giây.
Độ trễ thấp sẽ giúp việc kết nối và xử lý dữ liệu diễn ra nhanh hơn, rất quan trọng cho các ứng dụng trên xe tự hành, thiết bị kết nối. Lấy ví dụ đơn giản là xe tự hành, nếu độ trễ cao thì một yêu cầu sẽ phản hồi chậm hơn, có thể ảnh hưởng tới độ an toàn của con người khi các xe giao tiếp với nhau bị ngắt quãng.
5G đã sẵn sàng
Đến thời điểm này có thể nói như vậy, mặc dù chưa có sản phẩm nào cụ thể. Một vài nhà mạng tại Mỹ nói sớm nhất từ năm nay họ sẽ triển khai 5G và sang năm thì mọi nhà mạng lớn tại đây đều có 5G. Qualcomm thì nói trong 2019 khoảng 20 nhà mạng trên thế giới sẽ triển khai 5G. Về phía mình, Qualcomm hay Intel cũng đang tiếp tục phát triển modem 5G cho các thiết bị kết nối, bao gồm cả smartphone, xe hơi, thiết bị IoT...
Hiện tại còn khá ít điện thoại công bố hỗ trợ 5G nhưng sang tới 2019 thì con số đó sẽ ngày một nhiều, tất cả đều là Android bởi iPhone chưa công bố, có thể phải tới 2020 thì Apple mới hỗ trợ 5G. Dĩ nhiên smartphone mà không hỗ trợ 5G thì sẽ không thể nào kết nối vào công nghệ mạng siêu nhanh này. Bên cạnh modem hỗ trợ thì điện thoại đó phải thiết kế lại ăng-ten bắt sóng, như bạn thấy bên trên trong chiếc điện thoại demo của Samsung có tới 16 dãy ăng-ten ở trên và dưới của điên thoại làm nhiệm vụ bắt sóng.
Ở Việt Nam, còn quá sớm để nói về 5G bởi tài nguyên 4G các nhà mạng vẫn chưa khai thác hết. Bên cạnh đó, 5G đòi hỏi cấu trúc cơ sở hạ tầng phức tạp và chi phí đắt hơn nhiều. Có thông tin cho rằng nhà mạng sẽ thử hạ tầng cho 5G trong năm 2019 để chuẩn bị cho triển khai cuối năm 2020. Tức là ít nhất 2 năm nữa thì chúng ta mới có thể tận hưởng 5G.
Tham khảo: Slash Gear, Digital Trends, CNET, 9to5 Mac, Tom's Guide, 5G UK
