Tìm hiểu về mạng 5G: Định nghĩa, lợi ích, công dụng và cách thức hoạt động

by X Công Nghệ

Bài viết cung cấp những thông tin đầy đủ nhất về mạng 5G – nền tảng kết nối trong tương lai gần.

5G là thế hệ công nghệ mạng di động tiếp theo sau 4G. Giống như mọi thế hệ trước đó, 5G giúp cho giao tiếp di động nhanh hơn và đáng tin cậy hơn khi ngày càng có nhiều thiết bị sử dụng kết nối mạng.

Trước đây, các mạng di động chỉ đơn thuần là hỗ trợ điện thoại với mục đích duyệt web và nhắn tin. Nhưng càng ngày càng xuất hiện nhiều những thiết bị và ứng dụng đòi hỏi nhu cầu băng thông lớn như phát trực tuyến video độ phân giải cao, đồng hồ thông minh kết nối mạng, camera an ninh, xe ô tô tự lái có kết nối Internet, cũng như các thiết bị gia dụng khác phục vụ cho cuộc sống con người từ giúp việc cho tới giải trí.

Khi có thêm hàng tỷ thiết bị kết nối với Internet như vậy, toàn bộ cơ sở hạ tầng cần phải đáp ứng lưu lượng truy cập để không chỉ hỗ trợ các kết nối nhanh hơn mà còn xử lý tốt hơn các kết nối đồng thời và cung cấp phạm vi phủ sóng rộng hơn cho các thiết bị này. Đây là tất cả những gì về 5G.

Tốc độ và độ trễ dữ liệu của mạng 5G

Mọi thứ liên quan đến kết nối di động đều cao hơn, từ tốc độ tải dữ liệu đến số lượng thiết bị có thể kết nối mạng cùng một lúc.

Tế bào 5G (5G cell) là thứ truyền và nhận dữ liệu di động, hỗ trợ tốc độ tải xuống ít nhất là 20 gigabit/giây và tốc độ tải lên là 10 gigabit/giây cho tải lên, với độ trễ thấp từ 4 mili giây trở lên.

Tuy nhiên, trong kết nối thực tế khi triển khai sẽ tương ứng với 100 megabit/giây (12,5MB/giây) và 50 megabit/giây (6,25MB/giây), và số liệu có thể dao động lên hoặc xuống tùy thuộc vào nhiều yếu tố hoàn cảnh.

Ví dụ: Trong một tình huống lý tưởng với tốc độ 5G nhanh tới 1 gigabit/giây, bạn có thể tải một bộ phim 3GB xuống điện thoại trong 24 giây hoặc tải video 1GB lên YouTube chỉ trong 8 giây.

Lợi ích của mạng 5G

Lợi ích cốt lõi của 5G là giúp giảm độ trễ kết nối, tăng băng thông và truyền tải nội dung có dung lượng cao hơn.

Với kết nối mạng mạnh mẽ hơn và đáng tin cậy hơn, mọi người có khả năng trải nghiệm đồng thời nội dung kỹ thuật số và giao tiếp mà không gặp phải những gián đoạn như trải nghiệm với 4G, chẳng hạn như độ trễ, bộ đệm, v.v. Kỷ nguyên kết nối mạng 5G mới này đang tạo ra một thị trường chưa được khai thác cho những tiến bộ công nghệ kết nối và giao tiếp, mang lại lợi ích cho cả người dùng và doanh nghiệp.

Các lợi ích chính của mạng 5G gồm có:

  • Độ trễ rất thấp khi phát trực tuyến video chất lượng cao và chơi trò chơi
  • Các thành phố an toàn hơn với các phương tiện giao thông kết nối thông minh
  • Truy cập gần như ngay lập tức vào hầu hết các tệp trực tuyến
  • Giảm nhẹ các yêu cầu phần cứng để kết nối với server từ xa.
  • Sáng tạo các sản phẩm và ứng dụng mới yêu cầu tốc độ kết nối cực nhanh
  • Cung cấp Internet tốt hơn ở các vùng sâu vùng xa

Sự khác biệt đặc trưng giữa mạng 5G và các thế hệ mạng trước đó

5G chỉ đơn giản là thế hệ mạng được đánh số tiếp theo sau 4G, thay thế tất cả các công nghệ cũ hơn.

  • 1G truyền tải âm thanh analog
  • 2G truyền tải âm thanh kỹ thuật số
  • 3G mở ra kỷ nguyên dữ liệu di động
  • 4G mở đường cho việc sử dụng internet di động rộng rãi

Mạng 5G được ứng dụng để làm gì?

Điện thoại di động không còn là thiết bị quan trọng nhất trong mạng 5G, mặc dù với kết nối cực nhanh và độ trễ thấp giúp việc phát video trực tuyến bằng điện thoại trở lên dễ dàng hơn bao giờ hết, thì với ưu điểm đó mạng 5G sẽ vô cùng quan trọng trong việc ứng dụng xử lý các tình huống yêu cầu có đỗ trễ cực thấp.

Ví dụ một trong những ứng dụng cần thiết là thiết bị thực tế tăng cường và thiết bị thực tế ảo. Các thiết bị này yêu cầu băng thông rất lớn và cần phải giao tiếp qua internet càng nhanh càng tốt nhằm cung cấp các hiệu ứng dự kiến ​​của chúng. Việc giảm độ trễ xuống mức thấp nhất giúp trải nghiệm về mọi thứ trở nên “thực” hơn trong thế giới ảo.

Ngoài ra, độ trễ thấp cũng rất quan trọng đối với các thiết bị cần có phản ứng nhanh, ví dụ như ô tô tự lái để tránh va chạm đột ngột và điều hướng di chuyển phù hợp, hoặc những phần cứng điều hành từ xa và hệ thống robot tự học hoặc được điều khiển từ xa.

Và tất nhiên, mạng 5G cũng giúp kết nối mượt mà hơn khi mọi người chơi game online, gọi điện video, phát trực tuyến video HD, tải file dung lượng lớn, chia sẻ video HD và 4K, nhận cập nhật lưu lượng truy cập theo thời gian thực… Tốc độ mạng 5G cực nhanh cũng khiến nó có tiềm năng thay thế luôn các mạng Internet dây cáp.

Mạng 5G hoạt động như thế nào?

Giống như các phương thức liên lạc không dây khác, 5G gửi và nhận dữ liệu trong phổ vô tuyến. Tuy nhiên, không giống như những gì chúng ta đã biết với 4G, mạng mới này có thể sử dụng tần số cao hơn (sóng milimet) trên phổ vô tuyến để đạt được tốc độ cực nhanh.

Tuy nhiên, nhược điểm của nó là những tần số này bị nhiễu nhiều hơn từ những thứ như cây cối và tòa nhà, và thậm chí là những vật thể nhỏ hơn nhiều như một con người. Chính vì thế, việc triển khai mạng 5G cũng cần nhiều hơn các tháp di động nhỏ tại những vị trí chiến lược để truyền tải tín hiệu tốt nhất.

Điều này cũng dẫn đến sự khác biệt trong việc các nhà mạng di động triển khai và ứng dụng mạng 5G. Ví dụ, một số công ty sử dụng mạng 5G ở các tần số thấp hơn của phổ vô tuyến để các tháp tín hiệu di động có thể tiếp cận các khu vực rộng hơn và xuyên qua các bức tường, nhưng đánh đổi là tốc độ mạng sẽ chậm hơn.

5G hỗ trợ nhiều thiết bị hơn

Tối thiểu, mạng 5G phải hỗ trợ 1 triệu thiết bị cho mỗi km vuông. Điều này có nghĩa là trong diện tích đó, mạng 5G có khả năng kết nối một triệu thiết bị trở lên với internet cùng một lúc.

Điều này có thể khiến bạn khó hiểu vì ngay cả ở các thành phố có mật độ dân cư cao nhất như Mumbai Ấn Độ hoặc Manila Philippines thì mật độ dân cũng chỉ từ 180.000 đến 260.000 người trên mỗi km vuông. Tuy nhiên, do mỗi người, mỗi gia đình không chỉ sử dụng 1 2 thiết bị mà còn cao hơn nhiều như camera, ổ khóa thông minh, thiết bị điện thông minh… cũng cần có kết nối mạng.

Tế bào 5G còn có khả năng giao tiếp với tất cả các loại thiết bị, chẳng hạn như thiết bị được sử dụng bởi một người đứng yên tại chỗ với một người đang đi trên tàu điện cao tốc với vận tốc 500 km/h.

Các khu vực khác nhau cũng có sự khác biệt trong việc triển khai lắp đặt trạm phát sóng 5G tùy vào địa hình, dân số và mức độ hiện đại của thành phố đó.

Kết luận

Mạng 5G và các tiêu chuẩn băng thông rộng di động được xây dựng bởi Dự án Đối tác Thế hệ thứ 3 (3GPP). Bản phát hành 3GPP 16 đã được hoàn thành vào tháng 7/2020 và bản phát hành 17 dự kiến sẽ được hoàn thành vào năm 2022.

Bạn có thể tìm hiểu sâu hơn về thông số kỹ thuật mạng 5G qua tài liệu từ Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU).

Mạng 5G có thể là bước tiến lớn cuối cùng trong công nghệ mạng di động, 6G và 7G có thể không cần thiết mà con người chỉ cần cải tiến và nâng cấp 5G theo thời gian.

Và cuối cùng, bạn đừng nhầm lẫn giữa mạng 5G với Wi-Fi 5GHz. 5G công nghệ mạng di động trong khi Wi-Fi 5GHz là băng tần được sử dụng trong một số bộ định tuyến Wi-Fi.

Xem Thêm