Bước tiến kế tiếp của mạng di động không phải là 5G, mà là đám mây.

Tại Mobile World Congress mạng di động sẽ bắt đầu một cuộc hành trình dài hơi lên đám mây. Sẽ mất thời gian để đạt được điều này và khi đó thành phần chủ yếu của mạng di động sẽ là trung tâm dữ liệu

Tại Mobile World Congress 2014, chúng ta sẽ được nghe nhiều đến 5G - từ viết tắt để chỉ thế hệ tiếp theo của công nghệ mạng di động. Tuy nhiên, khi cuộc chuyển tiếp lên 5G sẽ còn mất nhiều năm nữa, hãy tìm hiểu về sự thay đổi hiển nhiên hơn: Cuộc dịch chuyển của mạng di động lên nền tảng đám mây.

Tại trung tâm hội nghị Fira Gran Via, các hãng Alcatel-Lucent, Intel và China Mobile - nhà khai thác mạng di động lớn nhất thế giới, tiến hành tái tạo lại một công nghệ đang bắt đầu được áp dụng tại Trung Quốc, bao gồm công nghệ ảo hóa mạng truy cập vô tuyến LTE lên máy chủ server. Vậy tại sao đây lại là một vấn đề lớn? Bởi vì nó giải quyết được vấn đề muôn thuở về các trạm cơ sở - thứ phức tạp và đắt tiền nhất trong hệ thống mạng di động - bằng việc "quẳng" tất cả vào một trung tâm dữ liệu.

Cấu trúc hệ thống di động là thứ quan trọng nhất của một mạng chuyên ngành. Mỗi trung tâm xử lý sóng di động (cellsite) đều là những "pháo đài" với khả năng xử lý rất mạnh, chạy trên hệ thống phần cứng được tối ưu hóa cao nhằm chuyển đổi sóng vô tuyến analog. Một nhà mạng di động lớn như China Mobile sẽ không thể nào có được hàng trăm ngàn trạm cơ sở như thế. Đó là một vấn đề cực lớn khi phải đáp ứng đủ sức mạnh cơ sở cho toàn mạng lưới.

Bằng cách di chuyển các trạm cơ sở từ cellsite vào một trung tâm dữ liệu, một nhà cung cấp dịch vụ di động sẽ không còn cần phải xây dựng đủ năng lực xử lý cho từng trung tâm để "chịu được" áp lực cao điểm kết nối của toàn mạng. Thay vào đó, nó có thể phân bổ nguồn lực vào từng phần của mạng - nơi có thể đang cần năng lực xử lý nhiều hơn, ở những thời điểm khác nhau. Ví dụ, trong giờ cao điểm buổi tối, nhu cầu thoại và dữ liệu theo các thuê bao di chuyển ra khỏi các trung tâm thương mại, hành chính của thành phố (nơi làm việc) và di chuyển đến các vùng lân cận hoặc ngoại ô (nhà ở). Một mạng truy cập vô tuyến đám mây (Cloud radio access network - CloudRAN) sẽ đơn giản là có thể "theo chân" người dùng trên suốt đường đi, chuyển tải công suất baseband từ nơi này đến nơi tiếp theo.

Sức mạnh của Intel

Các nhà mạng sẽ không phải di chuyển toàn bộ lên dịch vụ Amazon Web Services, nhưng họ sẽ có thể xây dựng nên một mạng lưới đơn giản hơn. Khi đó, mỗi trạm sóng sẽ không còn là một "pháo đài" với sức mạnh xử lý mà đơn giản chỉ là an-ten hoặc cầu nối đến với trung tâm dữ liệu. Các thế hệ tương lai của các mạng di động có thể chỉ là việc nâng cấp phần mềm, không còn là những đợt thay thế hoặc sửa chữa lớn nữa. Và thay vì phải sử dụng hàng tấn thiết bị trạm cơ sở đặc trưng, các nhà mạng hoàn toàn có thể vận hành mạng trên kệ của những chiếc máy chủ.

Và đây là lúc Intel vào cuộc. Hãng này đã có nhiều năm làm việc với China Mobile và các hãng sản xuất thiết bị di động để tìm cách thay thế các bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số chuyên ngành của các nhà mạng di động bằng các bộ xử lý Xeon và Atom. Việc di chuyển đến một kiến trúc máy chủ không chỉ đồng nghĩa với việc phần cứng có giá rẻ hơn và còn đa năng hon trước. Hãy thử tưởng tượng một cách đơn giản: Thay vì cài đặt một hộp chuyên dụng cho mọi phần tử của mạng thì tất cả những phần tử này sẽ được ảo hóa trong phần mềm trên cùng một nền tảng điện toán.

"Bàn tròn" ảo hóa mạng di động

Ảo hóa không chỉ được Alcatel hay Intel khởi động. Tất cả các nhà cung cấp thiết bị hạ tầng lớn như Cisco Systems và Juniper Networks, cho đến Ericsson và Nokia, cùng với các nhà sản xuất chip baseband như Freescale và Texas Instruments, đều đang theo đuổi mạng phần mềm (software-defined network) theo nhiều cách khác nhau. Tất cả những tên tuổi được kể ra ở trên đều sẽ trình diễn công trình của mình tại Mobile World Congress 2014, hầu hết tập trung vào ảo hóa mạng lõi và cơ sở hạ tầng chuyển mạch thoại/tin nhắn SMS - những thứ đã được tập trung tại các trung tâm dữ liệu mạng của họ.

Alcatel-Lucent, Nokia và Intel đã có những công bố đặc biệt trong việc theo đuổi ý tưởng ảo hóa mạng vô tuyến này, tuy nhiên vẫn có rất nhiều nghi ngờ về quá trình phát triển. Một số nhà cung cấp dịch CTO đã nói rằng họ chỉ thấy những khái niệm xa vời và không thể thực hiện được. Những nghi ngờ này xuất phát từ trở ngại rằng mạng truy cập vô tuyến đám mây Cloud-RAN sẽ ngốn một lượng lớn dung lượng truyền dẫn có độ trễ thấp để di chuyển thông tin tần số vô tuyến từ các cellsite đến với trung tâm dữ liệu.

Cấu trúc Alcatel-Lucent Cube dành cho nền tảng mạng di động đám mây

Manish Gulyani , Phó chủ tịch Alcatel-Lucent về thị trường sản phẩm thừa nhận rằng sẽ mất vài năm trước khi các nhà mạng di động sẵn sàng để đóng cửa các trạm cơ sở của họ. Tuy nhiên, ông cũng nói rằng quá trình ảo hóa mạng di động đã bắt đầu diễn ra, bắt đầu từ trong lõi và di chuyển ra phía ngoài.

Hiện tại, nhiều nhà cung cấp thiết bị của Pháp và Mỹ đã tiến hành thử nghiệm với 20 nhà khai thác dịch vụ di động trên toàn thế giới, và tập trung ban đầu là trên các ứng dụng. Vào năm tới, chúng ta sẽ được thấy vụ ra mắt thương mại đầu tiên của dịch vụ thoại qua LTE dựa trên nền tảng đám mây, Gulyani nói. "Trong năm 2016, các nhà mạng sẽ sẵn sàng để di chuyển các cổng tín hiệu của họ vào phần mềm. Và sau đó chúng tôi sẽ bắt đầu thực hiện những bước đầu tiên của một mạng vô tuyến ảo".

Ở thời gian sau đó, quá trình đưa các trạm cơ sở vào đám mây sẽ được thực hiện dần dần. Các nhà mạng sẽ bắt đầu với một cấu trúc "xử lý chia nhỏ", nơi mà các trạm cơ sở sẽ đảm nhiệm việc xử lý tất cả các tín hiệu, trong khi trung tâm dữ liệu thực hiện các chức năng baseband cao hơn.

Trong vài năm nữa sau thời kỳ "quá độ" này, khi các nhà mạng đã sẵn sàng để xây dựng thế hệ mạng di động tiếp theo - công nghệ 5G mà chúng ta vẫn thường nghe nói - mạng lưới của họ đã trải qua xong quá trình chuyển đổi. Khi đó, việc xây dựng mạng 5G cực mạnh sẽ không yêu cầu cần cẩu, xe tải hay hàng ngàn kỹ sư nữa, thay vào đó chỉ là việc xây dựng thêm một loạt các trung tâm dữ liệu khổng lồ.