Mạng 5G và những điều chưa biết

Mạng 5G là gì?

5G là tiêu chuẩn mới nhất cho mạng internet di động. Các dịch vụ điện thoại di động về mặt kỹ thuật đã có từ những năm 1940. Nhưng những hệ thống này chỉ vận hành ở mức 80lb trên thiết bị gọi ở ô tô. Và các mạng chỉ có thể xử lý được vài cuộc gọi cùng lúc, vì Ủy ban Truyền thông Liên bang sẽ không cho phép họ sử dụng nhiều phổ tần vô tuyến.

Trong vài thập kỷ tiếp theo, các kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Bell của AT&T đã nghĩ ra các kế hoạch cho một mạng di động có thể trải dài khắp đất nước. Họ đã hình dung ra một mạng lưới dày đặc gồm các ô hình lục giác với các bộ thu phát ở trung tâm của mỗi ô.

Mỗi phòng giam đều có một tháp để thu sóng vô tuyến từ các điện thoại gần đó và truyền đến một nhân viên tổng đài (sẽ sớm được thay thế bằng các thiết bị chuyển mạch điện tử). Sau đó, cuộc gọi được chuyển qua các đường dây vật lý đến bất kỳ ai mà người gọi cố gắng tiếp cận. Các phản hồi ở đầu bên kia được chuyển ngược lại qua cùng một tuyến, và được truyền từ tháp di động đến người gọi di động.

Các đài khác nhau có thể hoạt động trên các tần số giống nhau miễn là chúng không ở ngay cạnh nhau.

Vào năm 1972 , kỹ sư điện Amos E. Joel Jr đã phát minh ra một hệ thống để người gọi luôn kết nối ngay cả khi họ di chuyển từ ô này sang ô khác: “chuyển giao” từ tháp này sang tháp khác.

Một năm sau, nhà phát triển Marty Cooper của Motorola đã phát minh ra chiếc điện thoại di động đầu tiên : DynaTAC.

Nó được tung ra thị trường vào năm 1983, cùng năm mà Ameritech - một công ty thoát khỏi thế độc quyền Bell System trước khi được AT & T mua lại - ra mắt mạng 1G đầu tiên của quốc gia.

Các thế hệ mạng di động tiếp theo đã bổ sung thêm các tính năng mới, ngay cả khi cách tiếp cận chung vẫn giữ nguyên. 2G đã chuyển từ hệ thống radio bán phần tương tự sang hoàn toàn kỹ thuật số, một sự thay đổi cho phép chúng ta có thể gửi tin nhắn qua điện thoại di động. Băng thông tăng hơn nữa đồng nghĩa với việc điện thoại 3G có thể truy cập internet và 4G hỗ trợ internet tốc độ cao.

Và bây giờ chúng ta có 5G. Sự phát triển mới nhất sử dụng công nghệ mới để kết nối người dùng với mạng một cách đáng tin cậy hơn và đạt được tốc độ nhanh hơn.

Mạng di động 5G có thể truyền dữ liệu với tốc độ hơn 1 gigabyte mỗi giây, so với mạng 4G là gần 50 megabyte mỗi giây. 4G phải mất gấp đôi thời gian để các yêu cầu web của bạn quay trở lại. 5G sẽ giúp trải nghiệm trực tuyến trên mạng của bạn mượt mà và dễ dàng hơn.

Các kỹ sư hy vọng chỉ với chiếc điện thoại 5G vẫn có thể kết nối nhiều hơn. Nó có thể liên kết mọi thứ, từ máy móc nông trại đến thiết bị y tế, tạo thành cái gọi là “internet vạn vật”. Điều mà 4G khó có thể làm được.

Mạng 5G đã yêu cầu một loạt các công nghệ mới

5G hoạt động tốt hơn nhiều so với 4G ở các khu vực đông đúc vì nó truyền dữ liệu qua dải tần số rộng hơn. Lần đầu tiên, công nghệ mạng sử dụng phổ sóng milimet siêu nhanh, bước sóng mmWave chỉ dài vài mm. Chúng có tần số cao hơn nhiều so với sóng vô tuyến mà 4G đã sử dụng. Sóng nhanh hơn mang tới nhiều dữ liệu hơn, việc truyền dữ liệu cũng cực kỳ nhanh chóng. 

Một cải tiến khác giúp 5G không làm tiêu hao pin điện thoại của bạn để bạn có thể sử dụng đầy đủ tốc độ dữ liệu. Đó là tính năng “băng thông thích ứng”, cho phép điện thoại của bạn tự động chuyển sang tốc độ internet nhanh hơn, sử dụng nhiều pin hơn vào lúc cần và tiết kiệm năng lượng khi bạn chỉ thực hiện các hoạt động tiêu tốn ít dữ liệu như kiểm tra email.

5G mang lại rất nhiều tiến bộ về cơ sở hạ tầng của mạng. Chẳng hạn, chuyển đổi từ hệ thống tháp di động sang mạng lưới "ô nhỏ" dày đặc. Các bộ thu phát sóng vô tuyến có kích thước bằng hộp bánh pizza có thể được gắn vào đèn đường hoặc tòa nhà. Một số cũng có thể được cài đặt trong nhà để tạo lưới mạng riêng cho gia đình hoặc các doanh nghiệp. Vì 5G có thể hoạt động nhanh hơn WiFi, nên trong tương lai nó có thể trở thành kết nối Internet được người dùng ưa chuộng nhất.

Đồng thời, thông qua một tính năng được gọi là "sidelinking", các nhà phát triển có kế hoạch giúp các thiết bị 5G giao tiếp trực tiếp với nhau mà không nhất thiết phải định tuyến tín hiệu thông qua các bộ thu phát. Có nghĩa là, các phương tiện được trang bị 5G sẽ phối hợp hiệu quả hơn, đây là một tính năng quan trọng đối với xe tự lái.

Tín hiệu 5G nhanh nhất truyền đi bằng mmWave, nhưng những tín hiệu đó chỉ có thể truyền đi trong khoảng cách gần. Vì vậy, việc đưa tốc độ mạng đó đến với đại chúng sẽ đòi hỏi cơ sở hạ tầng tế bào nhỏ - điều này vẫn còn một chặng đường dài phía trước.

5G không thay thế 4G - nó chỉ đơn giản được xây dựng trên nền tảng của 4G. Vì vậy, điện thoại hỗ trợ 4G hay kể cả 3G vẫn tiếp tục hoạt động. Mặc dù điều đó có thể sẽ sớm thay đổi - đối với 17% thuê bao đang sử dụng 3G ở Mỹ, dự kiến vào năm 2022 điện thoại của họ sẽ ngừng hoạt động. 

Rất nhiều nhà mạng đã cung cấp 5G “băng tần thấp”. Tín hiệu này truyền đi rất xa, nhưng chúng chỉ có tốc độ tương đương với 4G. “Dải trung” đâu đó nằm ở giữa, cung cấp tốc độ nhanh hơn 4G, nhưng đây sẽ không phải là cuộc cách mạng công nghệ cuối cùng.

Những người có thiết bị hỗ trợ 5G vẫn có thể kết nối với mạng 4G - hiện đang được sử dụng rộng rãi. Mặc dù cuối cùng, khi 5G được phát triển hoàn thiện, điện thoại 4G sẽ giống một chiếc iPhone nguyên bản chạy bằng 2G hoặc một cục gạch Motorola DynaTac từ những năm 80, hỗ trợ 1G.

Hiện tại, 5G chỉ khả dụng ở một số khu vực nhất định , phần lớn là ở Mỹ và châu Á. Nhưng đến năm 2022 , một phần ba dân số toàn cầu sẽ được tiếp cận 5G và đến năm 2025 là hơn một nửa hành tinh.

Mặc dù phần lớn thế giới sẽ có quyền truy cập 5G trong vòng vài năm tới, nhưng các khu vực nông thôn, những nơi cơ sở hạ tầng kém phải đợi lâu hơn. Việc phát triển cơ sở hạ tầng rất tốn kém và nhiều người ở các nước đang phát triển vẫn đang sử dụng thiết bị 2G. Điều này khiến một số người lo ngại rằng 5G có thể mở rộng khoảng cách về khả năng truy cập internet. Vì truy cập không dây là một động lực rất lớn cho tăng trưởng kinh tế , điều đó có thể làm tăng sự phân chia tầng lớp kinh tế.

Bất chấp điều đó, 5G vẫn được ra mắt. Đây chỉ là bước tiếp theo trong việc phát triển mạng di động. Chẳng bao lâu nữa, nó có thể thay đổi suy nghĩ về Internet của con người: từ một công cụ hữu ích và giải trí, trở thành một khuôn khổ kết nối mọi thứ xung quanh chúng ta. Một công nghệ mà bạn nghĩ chỉ đơn thuần hỗ trợ thêm tiện ích cho điện thoại di động sẽ sớm có tác động lớn hơn đến cuộc sống kỹ thuật số của bạn.

(Theo Scientific American)

Đọc thêm: 8 mẹo tăng tốc điện thoại nhanh như mới mua: Mẹo đầu tiên 90% người dùng không biết