Mạng di động 5G: Bước đệm cho IoT

(PCWorldVN) Cuộc cách mạng tiếp theo trong ngành công nghiệp mạng di động hứa hẹn sẽ là thời của những chiếc xe tự lái giao tiếp qua Internet và những bộ phim có thể tải về chỉ trong chớp mắt.

• Mạng di động hướng tới 5G
• Bước tiến kế tiếp của mạng di động không phải là 5G, mà là đám mây.
• Windows 10 sẽ kết dính mọi thứ với IoT
• Những sản phẩm IoT thay đổi cách sống
• Smartphone là bước đệm tốt cho IoT

5G là một chủ đề lớn tại Triển lãm Mobile World Congress (MWC) 2015, nhưng các chuyên gia cho rằng công nghệ này vẫn chưa được đưa vào sử dụng cho đến năm 2020. Trong vòng 5 năm tới, bạn có thể sẽ khỏe mạnh hơn, an toàn hơn, làm việc hiệu quả và thông minh hơn nhờ những thiết bị công nghệ hiện đại trong thế giới xung quanh và nhờ vào các công nghệ mạng không dây tương lai nhanh hơn và mạnh hơn.

Ngày nay, mạng di động mà smartphone và các thiết bị kết nối Internet chủ yếu dựa trên công nghệ 4G. Nhưng công nghệ mạng truyền thông không dây thế hệ thứ năm, được gọi là 5G, với hiệu suất cao hơn đang được phát triển và hứa hẹn sẽ mang đến những trải nghiệm chưa từng có.

Mạng 5G được xem là chìa khóa để chúng ta đi vào thế giới Internet of Things (IoT), trong đó các bộ cảm biến là những yếu tố quan trọng để trích xuất dữ liệu từ các đối tượng và từ môi trường. Hàng tỷ bộ cảm biến sẽ được tích hợp vào các thiết bị gia dụng, hệ thống an ninh, thiết bị theo dõi sức khỏe, khóa cửa, xe hơi và thiết bị đeo (wearable).

Công nghệ IoT dự kiến sẽ được áp dụng cho hàng tỷ thiết bị cũng như ứng dụng, từ những chiếc tủ lạnh cho đến không gian đậu xe hay các ngôi nhà cũng sẽ trở nên thông minh hơn trong tương lai. Tất cả những bộ cảm biến sẽ tạo ra hàng núi dữ liệu nên do đó sẽ thúc đẩy các nhà cung cấp mạng di động phải chi tiêu hàng tỷ USD để nâng cấp hạ tầng mạng của họ cho công nghệ 5G, nhằm có thể đủ sức đáp ứng nhu cầu truyền tải ngày càng tăng của thế giới IoT dữ liệu.

Trong tương lai, các thiết bị trong nhà của bạn có thể “nói chuyện” với nhau. Bạn sẽ biết khi nào bọn trẻ của mình trở về nhà và những chiếc xe hơi đang chạy trên đường sẽ có thể tự điều khiển hay thậm chí có thể giao tiếp với nhau để tránh tai nạn. Mọi người cũng thường nói đùa rằng những chiếc tủ lạnh trong tương lai có thể kết nối với mạng Internet, nhưng ý tưởng này chắc chắn không chỉ là lời tiếp thị rao hàng suôn. Tất cả là nhờ vào mạng di động 5G.

So sánh tốc độ của các mạng di động 3G, 4G và 5G.

Theo các nhà phát minh, mạng 5G sẽ có tốc độ nhanh hơn khoảng 100 lần so với mạng 4G hiện nay, giúp mở ra nhiều khả năng mới và hấp dẫn. Lúc đó, xe tự lái có thể đưa ra những quyết định quan trọng tùy theo thời gian và hoàn cảnh. Tính năng chat video sẽ có hình ảnh mượt mà và trôi chảy hơn, làm cho chúng ta cảm thấy như đang ở trong cùng một mạng nội bộ. Các cơ quan chức năng trong thành phố có thể theo dõi tình trạng tắc nghẽn giao thông, mức độ ô nhiễm và nhu cầu tại các bãi đậu xe, do đó có thể gửi những thông tin này đến những chiếc xe thông minh của mọi người dân theo thời gian thực.

Thật sự thì giới công nghệ hiện nay đang mong đợi rất nhiều từ những lợi ích thiết thực của các mạng di động thế hệ tiếp theo. Mạng 5G sẽ giúp cho công nghệ tương tác thực tế (Augmented Reality - AR) và thực tế ảo (Virtual Reality - VR) trở nên phổ biến hơn.

Công nghệ AR sẽ cung cấp cho người dùng những thông tin như hướng dẫn đường đi, giá cả sản phẩm hoặc tên của người quen khi nhìn thế giới thực qua các thiết bị tương thích, chẳng hạn như chiếu dữ liệu lên kính chắn gió của xe hơi. Trong khi đó, công nghệ VR sẽ tạo ra một cái nhìn về một thế giới hoàn toàn nhân tạo. Cả hai công nghệ này đều cần tốc độ mạng mạnh mẽ để “kéo” dữ liệu mới gần như ngay lập tức.

Hiện nay, tốc độ tải về cao nhất của mạng 4G chính xác là 150 megabit mỗi giây và mạng 5G dự kiến sẽ có tốc độ ít nhất là 10 gigabit mỗi giây, đủ nhanh để tải những bộ phim HD chỉ trong vài giây thay vì nhiều phút như bây giờ.

Việc xem phim và nghe nhạc trực tuyến sẽ không còn gặp khó khăn với mạng 5G tương lai.

Ngoài việc tốc độ được cải thiện nhanh hơn hàng trăm lần so với công nghệ mạng hiện nay, 5G sẽ giảm thiểu đáng kể độ trễ trong lĩnh vực truyền dữ liệu trực tuyến. Thời gian lý tưởng cần cho một chiếc xe để “nói” với những chiếc chạy đằng sau là nó bắt đầu phanh khẩn cấp trong mạng 4G hiện nay là khoảng từ 15-25 miligiây. Độ trễ đó sẽ giảm xuống chỉ còn 1 miligiây đối với tốc độ mạng 5G như công bố.

Dù sớm hay muộn, 5G cũng đang đến. Theo dự báo của nhà sản xuất thiết bị mạng Cisco Systems, tới năm 2020, thế giới sẽ có hơn 50 tỷ thiết bị được kết nối vào các mạng di động. Từ những vật dụng trong nhà như TV, tủ lạnh, máy giặt, lò vi sóng, cho đến những bộ trang phục gắn cảm biến, hay những vật thể chuyển động như tàu hỏa, xe hơi…

Tuy nhiên, để cung cấp 5G, các nhà mạng sẽ cần phải tăng cường hạ tầng cơ sở mạng lưới (gọi là trạm gốc). Họ có thể bắt đầu bằng cách khai thác dải phổ hiện còn trống. Sóng tín hiệu với tần số đo MHz sẽ được nâng cao lên thành GHz hay thậm chí nhanh hơn. Tần số giao tiếp của điện thoại hiện nay ở dưới mức 3GHz nhưng mạng 5G sẽ yêu cầu những băng tần cao hơn.

Một vấn đề khác nữa, để tín hiệu sóng vô tuyến có thể phát ở tần số cao hơn thì việc truyền tải dữ liệu trong một khoảng cách dài hơn hoặc có thể xuyên qua các tòa nhà hay bức tường trên đường đi cũng sẽ khó khăn hơn.

Xe hơi thông minh trong tương lai có thể tự điều khiển hay thậm chí có thể giao tiếp với nhau để tránh tai nạn.

Để bù lại, các hãng cung cấp mạng sẽ dựa trên công nghệ anten tiên tiến hơn. Chúng bao gồm nhiều anten MIMO (multiple input multiple output) để có thể gửi nhiều tín hiệu vô tuyến song song, đồng thời sử dụng kỹ thuật beamforming trong đó giúp tập trung năng lượng để phát tín hiệu theo một hướng cụ thể.

Các hãng cũng sẽ xây dựng các trạm gốc liên kết chặt chẽ hơn với nhau để cải thiện khả năng kết nối cho điện thoại khi đến gần. Họ cũng sẽ mở rộng kích thước các ô sóng lớn tầm xa (macro cell) hiện nay có thể lên tới khoảng 30km, với rất nhiều ô sóng nhỏ tầm ngắn (small cell) trong đó có thể bao phủ lên đến vài trăm mét. Việc thiết lập một "macro cell" và chi phí vận hành tốn hàng trăm nghìn USD, trong khi việc gắn các ô nhỏ vào mỗi khối trên cột điện tốn hàng chục nghìn USD một chiếc, hãng Fujitsu cho biết.

Hiện vẫn còn quá sớm để có thể xác định chi phí đầu tư cho một mạng 5G sẽ có giá bao nhiêu, nhưng các hãng cung cấp mạng ước đoán có thể phải mất khoảng 1.700 tỷ USD cho đến năm 2020, theo Dan Warren, một chuyên gia công nghệ cao cấp trong ngành công nghiệp điện thoại di động.

IoT sẽ mang khách hàng đến cho các nhà mạng 5G. Thị trường này sẽ đạt hơn 3.000 tỷ USD vào năm 2020, theo dự đoán của hãng nghiên cứu IDC. Cisco, vốn là hãng đang đầu tư mạnh vào lĩnh vực IoT, dự đoán thị trường sẽ có giá trị khoảng 19.000 tỷ USD trong thập kỷ tới.