Chương 1 của luận văn đã trình bày vai trò của kiến trúc mạng trong mạng thông tin di động. Cụ thể, chương này đã trình bày được kiến trúc mạng của một số mạng thông tin di động điển hình trong các thế hệ 2G, 3G và 4G. Bên cạnh việc nêu ra được chức năng của các nút thành phần trong mạng truy nhập vô tuyến và mạng lõi, chương này còn đưa ra được một số nhận xét về xu hướng phát triển kiến trúc mạng từ mạng 2G lên mạng 4G. CÁC LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC MẠNG 5G NR 2.
Giới thiệu chung về mạng 5G Từ 2015, Liên minh viễn thông quốc tế (ITU: Internationla Telecommunications Union) đã nghiên cứu và xác định bộ các tiêu chí kỹ thuật tối thiểu cần đạt được đối với các mạng thông tin di động thế hệ 5 (5G), gọi là bộ tiêu chuẩn IMT-2020. Một số yêu cầu chính của ITU đối với mạng 5G có thể được tóm tắt như sau: Linh hoạt, tin cậy và bảo mật hơn các IMT trước và có khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng. Hình 2 -7 trình bày ba nhóm dịch vụ 5G chính bao gồm: i) các dịch vụ dữ liệu băng rộng tăng cường, ii) các dịch vụ thông tin giữa các thiết bị (M2M: Machine-to-Machine) và iii) các dịch vụ thông tin có độ tin cậy rất cao và độ trễ nhỏ (URLLC: Ultra-Reliable Low-Latency Communications). Có thể xem xét từ nhiều góc độ: thuê bao, nhà sản xuất, nhà phát triển ứng dụng, nhà khai thác mạng và nhà cung cấp dịch vụ và nội dung.
Có thể được áp dụng cho nhiều kịch bản triển khai khác nhau và có thể hỗ trợ phạm vi rộng các môi trường hoạt động, khả năng dịch vụ và lựa chọn công nghệ Các công nghệ IMT-2020 phải đáp ứng được một bộ các yêu cầu kỹ thuật tối thiểu. Hình 2 -8 so sánh các yêu cầu tối thiểu phải đạt được của mạng 5G so với mạng 4G (theo bộ tiêu chuẩn IMT-Advanced). Có thể thấy rằng, các yêu cầu kỹ thuật đối với mạng 5G thường cao hơn một bậc so với các yêu cầu kỹ thuật tương ứng cho mạng 4G. o Ví dụ, tốc độ dữ liệu đỉnh của mạng 5G cần đạt được tối thiểu 20Gbps, bằng 20 lần so với yêu cầu tương đương đối với mạng 4G.
o Yêu cầu về độ trễ đối với mạng 5G tối đa chỉ là 1ms đối với dịch vụ URLLC, chỉ bằng 1/10 so với yêu cầu về độ trễ đối với mạng 4G. o Tốc độ dữ liệu thực của thuê bao ở mạng 5G là 100Mbps, gấp 10 lần so với mạng 4G. 13 o Hiệu quả sử dụng phổ tần số vô tuyến điện của mạng 5G tối thiểu phải gấp 3 lần so với mạng 4G. Một số dịch vụ đã, đang và sẽ được cung cấp bởi mạng 5G.
So sánh các yêu cầu kỹ thuật tối thiểu của mạng 5G so với mạng 4G. Nhu cầu ứng dụng tại Việt Nam Từ xu hướng phát triển chung và tình hình hiện trạng mạng thông tin di động trên thế giới và Việt Nam, nhu cầu ứng dụng 5G tại Việt Nam hiện đang rất cao khi mà người dân luôn muốn tiếp cận các công nghệ dịch vụ tốt nhất và các nhà quản lý, các doanh nghiệp, trường đại học, các nhà khoa học nghiên cứu luôn định hướng nắm bắt, đón đầu công nghệ mới trong tương lai. Thực tế tại Việt Nam năm 2008 và 2009, các nhà mạng đã tiến hành chạy đua triển khai cung cấp dịch vụ 3G. Năm 2016, Bộ TT&TT đã chính thức cấp giấy phép triển khai dịch vụ 4G cho các nhà mạng, đánh dấu bước phát triển mới trong lĩnh vực viễn thông của Việt Nam.
Tuy nhiên do cơ sở hạ tầng ở Việt Nam hiện đang ở mức độ đang phát triển, chưa được quy hoạch và đồng bộ tốt, còn nhiều tuyến mạng chưa triển khai, hệ thống dây cáp từ nhiều đơn vị cồng kềnh bị ảnh hưởng xấu bởi môi trường. dẫn đến việc cung cấp các dịch vụ dữ liệu 3G/4G chưa phát triển được như thế giới. Tốc độ kết nối trải nghiệm người dung thực tế của 3G/4G chưa được tốt đồng thời cũng chưa có nhiều ứng dụng được cung cấp rộng rãi dựa trên nền tảng 3G/4G. Vào đầu tháng 07/2017, tại cuộc hội thảo “Xu hướng công nghệ 5G và IoT – hướng tới cách mạng công nghiệp 4.0”, Bộ TT&TT đã nhấn mạnh: khi triển khai 2G, Việt Nam là một trong những nước nằm trong tốp đi đầu, triển khai 3G Việt Nam ở vào tốp giữa, đến 4G chúng ta đã đi sau.
Do đó các nhà mạng Việt Nam phải kịp thời nắm bắt 5G để Việt Nam có thể trở thành quốc gia thuộc về tốp đi đầu triển khai 5G trong thời gian tới. Tính tới thời điểm này, đây là cuộc hội thảo và trình diễn công nghệ 5G đầu tiên tại Việt Nam do Cục Tần số Vô tuyến điện phối hợp với công ty Ericsson đồng tổ chức. Trong hoàn cảnh thế giới vẫn đang tiến hành các cuộc chạy thử nghiệm hệ thống 5G và hiện vẫn đang thực hiện chuẩn hóa 5G theo tiêu chuẩn IMT-2020 của ITU thì việc Việt Nam sớm tiếp cận công nghệ 5G sẽ là điều kiện tốt (hơn so với 4G) để sớm có kế hoạch và xây dựng chính sách thúc đẩy 5G trong thời gian tới. Tuy vậy các nhà mạng Việt Nam cần tập trung hơn nữa trong việc phát triển 4G LTE, cung cấp nhiều ứng dụng dịch vụ đa dạng cho người dân và doanh nghiệp, tạo dựng cơ sở hạ tầng truyền dẫn vững chắc làm tiền đề chắc chắn nhất để Việt Nam tiến lên mạng 5G, bắt kịp xu thế hội tụ mạng của thế giới.
15 Về tính ưu việt của công nghệ 5G như đã đề cập ở các phần trước, so với 4G thì 5G sẽ cung cấp tốc độ dữ liệu nhanh hơn tới 100 lần, độ trễ mạng được hạ thấp tới 5 lần, lượng dữ liệu di động tăng lên tới hàng nghìn lần, tuổi thọ pin tốt hơn hàng chục lần. Ericsson dự đoán đến năm 2022, công nghệ 5G sẽ phát triển nhanh chóng và có khoảng 500 triệu thuê bao. 5G cũng cho phép triển khai nhanh chóng và có khoảng 500 triệu thuê bao, các dịch vụ tiên tiến cho người dân: khả năng truy cập với chất lượng tốt hơn tới dịch vụ y tế trên cả nước, hệ thống giao thông thông minh (xe ô tô tự lái), những sáng tạo mới trong nhiều lĩnh vực như dịch vụ tài chính, năng lượng, an toàn xã hội. 5G cho phép theo dõi và tự động hóa trên quy mô lớn.
Ở góc độ người dung, 5G cho phép băng thông rộng và đa phương tiện ở mọi nơi. Khánh hàng có thể sử dụng 5G để tải về các bộ phim 4K trong vài giây. Các ứng dụng và dịch vụ này có thể được sử dụng trong nhiều công việc bao gồm: phẫu thuật từ xa, quản lý tai nạn đường bộ, các tình huống mà sự có mặt của con người có thể không an toàn, phát triển truyền hình chất lượng hình ảnh video 4K, các ứng dụng trợ lý ảo sử dụng các công nghệ trí tuệ nhân tạo, AR/VR, ảnh ba chiều. và các ứng dụng IoT với mật độ kết nối lớn, độ trễ thấp, độ tin cậy cao.
Nhờ ứng dụng của công nghệ 5G cách thức sử dụng internet sẽ thay đổi và 5G nhất định sẽ hỗ trợ một số công nghệ trong tương lai. Khi duyệt web, cần tải về cả một bộ phim HD với mạng 3G/4G hiện tại phải mất 2 tiếng đồng hồ nhưng khi ứng dụng công nghệ 5G thì sẽ chỉ mất có 15 giây. Một số ứng dụng có thể nắm bắt của mạng di động 5G trong tương lai: Game và thực tế ảo: Game trên di động đã phát triển vượt bậc, thậm chí là gần đuổi kịp được các nền tảng chơi game chuyên nghiệp như PS 4 hay Xbox One. Tuy nhiên có một hạn chế khiến những người chơi game di động chưa thể có được trải nghiệm như các hệ máy chơi game khác, đó là tốc độ đường truyền.
Tuy nhiên sự khác biệt đó sẽ không còn nữa, khi mà tốc độ internet không dây trên di động có thể sánh ngang, thậm chí là nhanh hơn đường truyền cáp quang. Đây sẽ là bước tiến vượt bậc của các tựa game di động. Nhưng cuộc cách mạng không phải là game, mà đó là công nghệ thực tế ảo. Mark Zuckerberg đã từng phát biểu tại MWC 2016: “VR sẽ là 16 một trong những ứng dụng sát thủ của mạng 5G”.
Truyền dữ liệu không dây với tốc độ cao, đồng nghĩa với việc bạn sẽ không phải chờ đợi để dữ liệu được truyền đến thiết bị thực tế ảo sử dụng smartphone, giống như Samsung VR. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc bạn có thể trải nghiệm các nội dung thực tế ảo trực tuyến, có thể là những đoạn video, những bộ phim hay những tựa game thực tế ảo online. Một cánh cửa mới sẽ được mở ra với 5G và thực tế ảo. Xe tự lái: Xe tự lái là một công nghệ mới, không chỉ dựa vào các camera và cảm biến, mà những chiếc xe này cần phải có khả năng giao tiếp với nhau và giao tiếp với hệ thống cơ sở hạ tầng để đưa ra cách xử lý tình huống.
Chính vì vậy mà mạng internet di động tốc độ cao là một yếu tố vô cùng cần thiết. Không có độ trễ đồng nghĩa với việc những chiếc xe sẽ xử lý tình huống nhanh hơn và giảm thiểu tai nạn xảy ra. Trong những tình huống nguy hiểm, 1 giây cũng có thể quyết định giữa sống chết. Chăm sóc y tế từ xa: Các bác sĩ đã có thể phẫu thuật bằng những cánh tay robot, tuy nhiên mạng 5G có thể cách mạng hóa phương pháp đó lên một tầm cao mới.
Không còn độ trễ sẽ giúp các bác sĩ thực hiện các thao tác phẫu thuật một cách chuẩn xác hơn hay cả khi cách đó hàng nghìn cây số. Trong khi hầu hết các thiết bị di động cao cấp hiện nay đều có tính năng theo dõi sức khỏe, nhưng nó vẫn chưa thực sự tỏ ra hiệu quả trong việc chẩn đoán bệnh. Nhưng với mạng 5G, các bác sĩ có thể chẩn đoán bệnh từ xa và theo dõi tình hình sức khỏe người bệnh theo thời gian thực. Hội nghị trực tuyến: Đây không phải là một công nghệ mới, nhưng với tốc độ đường truyền internet như trước đây thì việc họp hội nghị trực tuyến vẫn còn rất bị hạn chế.
Bởi độ trễ hoặc độ phân giải quá thấp. Nhưng với 5G, mọi thứ sẽ được giải quyết khi bạn có thể tham gia vào một cuộc họp mà giống như mình đang có mặt trực tiếp tại đó.