Công nghệ băng rộng Wi-FAR giá rẻ cho vùng nông thôn

Chuẩn 802.22, được công nhận năm 2011, hứa hẹn sẽ mang đến kết nối băng thông rộng giá thấp cho các vùng xa xôi cách biệt về mặt địa lý trên khắp thế giới.

Ba "ông lớn" trong ngành công nghệ là Google, Microsoft và Facebook đang nghiên cứu phát triển một công nghệ không dây mới, được biết đến với tên gọi Wi-FAR, để giúp thu ngắn khoảng cách kỹ thuật số ở các vùng xa xôi cách biệt trên thế giới.

Wi-FAR là chuẩn công nghệ mới được đăng ký thương hiệu gần đây của tổ chức phi lợi nhuận WhiteSpace Alliance (WSA). Đây là chuẩn không dây 802.22 được Viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) lần đầu tiên công nhận vào năm 2011. Chuẩn này chia sẻ dải phổ TV chưa được tận dụng, gọi là khoảng trắng (whitespace), để gửi tín hiệu không dây trong vòng một vùng bán kính khoảng từ 10-30km ở các vùng nông thôn xa xôi. Theo WSA, chuẩn Wi-FAR về lý thuyết có tốc độ tải xuống hơn 22Mb/giây mỗi kênh TV, có thể phục vụ tối đa đến 512 thiết bị. Như vậy, tốc độ trên mỗi liên kết xuống một thiết bị là khoảng 1,5Mb/giây.

Trong khi tốc độ như thế còn chậm hơn rất nhiều nếu dùng cho các dịch vụ cáp quang gigabit mà Google và AT&T đang xây dựng tại một vài thành phố ở Mỹ, nhưng về lý thuyết tốc độ này có thể cạnh tranh với tốc độ di động 3G, dù chưa thể cạnh tranh với tốc độ 4G LTE. Đối với một vùng ít dân cư hay còn nghèo nàn, nơi mà các doanh nghiệp và học sinh ít được tiếp cận Internet, Wi-FAR có thể xem là một điều may mắn khi dùng để kết nối các trạm cơ sở với nhau (thường thấy ở các tháp sóng di động mặt đất) trong một mạng được phân bố.

Theo Apurva Mody, Chủ tịch WSA và nhóm nghiên cứu chuẩn 802.22, khoảng 28 triệu người ở Mỹ không được truy cập Internet băng thông rộng, trong khi trên toàn cầu con số này là khoảng 5 tỷ người, gần 3/4 dân số thế giới. Trong một cuộc phỏng vấn, ông Mody cho biết đây là cách truy cập Internet rẻ tiền và hiện còn có nhiều thử nghiệm khác đang được thực hiện, chẳng hạn như thử nghiệm của Google ở Nam Phi, Microsoft ở Tanzania và các lục địa khác, đồng thời cả sự quan tâm của Facebook. Nhà nghiên cứu này cho biết, hiện có khoảng 1,2 tỷ người ở Ấn Độ cần truy cập Internet giá rẻ. Nhiều người đang mong đợi Wi-FAR.

Chuẩn công nghệ Wi-FAR mới hứa hẹn sẽ mang Internet đến mọi miền xa xôi trên khắp thế giới.

Wi-FAR sẽ giúp truy cập Internet rẻ tiền hơn LTE và các dịch vụ không dây khác. Giá truy cập rẻ hơn một phần vì Wi-FAR hoạt động qua dải phổ không cần được cấp phép, tương tự như Wi-Fi, cho phép các hãng cung cấp mạng và cả các cơ quan nhà nước khỏi phải trả phí cấp phép hay không cần phải xây dựng nhiều tháp sóng di động tốn kém (có thể lên đến 50.000 USD mỗi tháp), theo ông Mody. Giá dịch vụ Wi-FAR sẽ rất thấp, dưới 10 USD mỗi tháng mỗi hộ.

Công nghệ 802.22 có thể ít tốn kém vì dải phổ khoảng trắng được chia sẻ với người dùng truyền thống, gồm các đài TV trên các băng UHF và VHF. Nhờ các cơ sở dữ liệu tinh vi có thể dò tìm khi nào sẽ dùng một kênh trống trong một khu vực nào đó, một thiết bị radio thông minh hay nhận thức có thể quyết định khi nào cần chuyển sang một kênh khác chưa được sử dụng. Các dự án thí điểm Wi-FAR đã được thử nghiệm nhiều nơi, hầu hết là ở châu Phi, để chứng minh rằng thiết bị Wi-FAR không gây nhiễu cho người dùng khác trên cùng một kênh.

Hiện nay chưa có vấn đề gì về nhiễu sóng, theo James Carlson, CEO của công ty Carlson Wireless Technologies đang hợp tác với Google trong 2 dự án thí điểm 6 tháng về công nghệ 802.22 ở Anh và các nơi khác. Công ty này đã hoàn tất thành công một dự án thí điểm với Google phục vụ học sinh sinh viên ở Nam Phi trong năm 2013. Ông Carlson cho biết công ty đang hợp tác với 5 đối tác cung cấp cơ sở dữ liệu với mục tiêu chủ yếu của cơ sở dữ liệu là để bảo vệ người đang dùng dải phổ.

Phương pháp chia sẻ dải phổ khoảng trắng, kết hợp với sử dụng cơ sở dữ liệu, thường được gọi là công nghệ phân phối dải phổ động. Vào tháng 1/2014, Ủy ban FCC (U.S. Federal Communications Commission) của Mỹ đã cho phép hệ thống radio whitespace RuralConnect TV của công ty Carlson được sử dụng với một cơ sở dữ liệu whitespace Spectrum Bridge TV, giúp cung cấp cho thị trường sản phẩm chia sẻ dải phổ động đầu tiên. Ở Mỹ, hệ thống RuralConnect được cho phép sử dụng băng tần TV UHF, phát trên băng tần từ 470 - 698MHz. Ủy ban FCC đã cho mở băng tần này vào năm 2010.

Lúc đó, ông Carlson cho biết sự phê chuẩn của FCC sẽ nâng cao nỗ lực toàn cầu để sử dụng công nghệ whitespace. Ông tuyên bố rằng cung cấp kết nối cho bộ phận dân chúng chưa được phục vụ đầy đủ trên thế giới còn hơn là mối quan tâm của công ty ông. Đó là một sứ mạng của họ.

Theo nhận định của Carlson, RuralConnect sẽ gặp cạnh tranh từ các sản phẩm của các công ty khác gồm Redline, Adaptrum và 6Harmonics. Ngoài các hãng cung cấp khác, Google đã xây dựng một cơ sở dữ liệu mà công ty Carlson đang thử nghiệm.

Carlson Wireless đã làm thí điểm hàng chục dự án whitespace và dự kiến sẽ khởi động dự án lớn nhất của họ cho 30 trạm cơ sở và 5.000 người dùng gần New Delhi (Ấn Độ) trong 6 tháng tới. Ông Carlson cho biết, Ấn Độ là địa điểm phát triển lớn kế tiếp về nhu cầu trực tuyến và các vùng nông thôn sẽ không thể kết nối dịch vụ Internet với hệ thống di động tiêu biểu. Do đó, quốc gia đang phát triển này sẽ lựa chọn sử dụng công nghệ whitespace TV vì băng tần UHF hầu như còn trống ở các vùng nông thôn và kênh truyền 600MHz được cho là một giải pháp tuyệt vời.

Trong khi Carlson đang hợp tác với Google, Microsoft hồi tháng 6/2014 đã công bố riêng một dự án whitespace thí điểm tại Đại học Limpopo ở Nam Phi. Dự án này là một phần của dự án Microsoft 4Afrika Initiative nhằm giúp thu hút phát triển kinh tế ở châu Phi.

Hồi tháng 5/2014, Microsoft và Facebook kết hợp với SpectraLink Wireless để công bố một dự án whitespace cho sinh viên và cán bộ giảng dạy tại các trường đại học ở Koforidua (Ghana). Dự án này đã nâng số lượng các quốc gia mà Microsoft có thí điểm whitespace lên đến 10 nước ở 4 lục địa.  Trong chương trình hợp tác giữa Microsoft và SpectraLink, nhóm Connectivity Lab của Facebook sẽ dẫn đầu nỗ lực tìm hiểu dải phổ whitespace TV có thể hỗ trợ người dùng Internet không dây như thế nào.

Microsoft và các hãng khác tin rằng công nghệ whitespace TV sẽ hoạt động tốt nhất khi kết hợp với Wi-Fi và các công nghệ không dây giá thấp khác. Trong khi hầu hết công nghệ whitespace tập trung vào việc xây dựng phần cứng kết nối chuyên dùng để dùng trong các trạm cơ sở, ông Mody cho biết có vài công ty đang phát triển các loại bộ định tuyến 802.22 không dây cố định, có dáng tương tự như bộ định tuyến Wi-Fi, và sẽ được lắp đặt trong nhà.

Microsoft cũng là công ty đứng đầu liên đoàn Dynamic Spectrum Alliance mà Google và Facebook đã gia nhập hồi tháng 11/2013. Liên đoàn này đang khám phá nhiều công dụng cho dải phổ whitespace, gồm công dụng kết nối thiết bị Internet of Things.

Craig Mathias, nhà phân tích và tư vấn không dây cho tập đoàn The Farpoint Group, cho biết các thiết bị 802.22 có thể cạnh tranh hay bổ sung cho một số các công nghệ khác, trong đó có cả công nghệ di động 3G, LTE và Wi-Fi. Theo ông Mathias, 802.22 không phải là một ý tưởng viển vông nhưng cho đến giờ vẫn chưa có nhiều dự án thành công. Đây là một ý tưởng hay, tốc độ cải tiến trong lĩnh vực không dây rất cao đến nỗi mỗi tuần đều thấy có ý tưởng hấp dẫn. Nhưng không phải tất cả các chuẩn không dây đều thành công nếu xét về việc có sản phẩm không dây thành công hay không.