CLIX xin trân trọng giới thiệu đến quý độc giả bài viết Công nghệ 5g.
Có thể nói, nhu cầu của người tiêu dùng đang định hình sự phát triển của các dịch vụ dữ liệu di động băng thông rộng hiện nay. Mức gia tăng về lưu lượng truy cập ước tính từ 10 đến 100 lần trong giai đoạn 2020 – 2030. Kéo theo đó là tăng trưởng về số lượng thiết bị, dịch vụ, cũng như khả năng chi trả và trải nghiệm người dùng được nâng cao, từ đó đòi hỏi các giải pháp sáng tạo công nghệ cần nhanh chóng được ra đời.
Theo báo cáo mới nhất năm 2020 được công bố bởi Công ty nghiên cứu thị trường toàn cầu Juniper Research của Mỹ, dự kiến từ năm 2025 sẽ có 50 tỷ thiết bị được kết nối trên Internet theo thời gian thực. Với việc truyền tải lượng dữ liệu lớn với tốc độ cao vượt trội, tính tin cậy trong kết nối, cùng với với độ trễ tín hiệu được duy trì ở mức tối thiểu, thế hệ thứ năm (5G) của công nghệ mạng di động sẽ tăng tốc độ truyền dữ liệu và cải thiện băng thông so với công nghệ 4G hiện có, từ đó phát triển các ứng dụng mới trong quân sự và thương mại. Công nghệ 5G dự kiến sẽ hỗ trợ các thiết bị hoạt động tự động hoặc có thể kết nối với nhau, chẳng hạn như nhà thông minh, phương tiện tự lái, hệ thống nông nghiệp chính xác, máy móc công nghiệp và người máy tiên tiến. Công nghệ 5G cũng được ứng dụng trong quân đội để cải thiện các hệ thống và xử lý thông tin tình báo, giám sát và trinh sát. Khi công nghệ 5G trở nên phổ biến và phát triển hơn, các vấn đề về chính sách quản lý dải tần sóng và an ninh quốc gia, cũng như các tác động đối với an toàn an ninh mạng là một vấn đề cấp thiết mà mỗi quốc gia cần quan tâm. Bài viết này trình bày một số tiềm năng mạng di động 5G sẽ phát triển trong tương lai, mang lại những kết quả tích cực cho sự phát triển của công nghệ, đồng thời cũng là những thách thức khi 5G phổ biến rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới.
Bạn đang xem: Công nghệ 5g
a) Các lĩnh vực ứng dụng mạng di động 5G
Hướng tới những đổi mới cho trải nghiệm của người dùng, doanh nghiệp và các nền công nghiệp, trong tương lai các công ty viễn thông đầu tư vào thế hệ thứ năm của mạng vô tuyến di động 5G, sẽ tạo ra một một cuộc cách mạng về khả năng và ứng dụng của các dịch vụ di động tốc độ cao. Trong đó có một số lĩnh vực ưu tiên ứng dụng 5G, đồng nghĩa sẽ tồn tại cả thách thức và những cơ hội mà 5G sẽ mang lại:
– Chăm sóc sức khỏe: Tham vọng 5G trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe là cho phép các giải pháp chăm sóc từ xa thông qua một kết nối được đảm bảo và an toàn, để giúp giải quyết những thách thức như sự già hóa dân số, sự gia tăng số lượng người mắc bệnh mãn tính và mang tới kỳ vọng lớn hơn về dịch vụ chăm sóc được cá nhân hóa.
– Sản xuất: Mục tiêu sử dụng 5G để cung cấp một nền tảng giao tiếp có độ tương tác cao, an toàn và độ trễ thấp trong nhà máy nhằm giải quyết áp lực về chi phí và chống lại tác động của xu hướng già hóa lực lượng lao động.
– Bảo mật: 5G có thể hỗ trợ các ứng dụng bảo mật không dây để giám sát và phát hiện các mối đe dọa tấn công mạng trong bối cảnh tần suất các nguy cơ xảy ra ngày càng lớn, cũng như các cảnh báo bảo mật khác ngày càng gia tăng trên toàn cầu.
– Nông nghiệp: Tốc độ và dung lượng mạng 5G tăng lên có thể hỗ trợ việc sử dụng máy bay không người lái, cũng như kết nối và điều khiển máy móc nông nghiệp từ xa.
– Giao thông công cộng: Với mong muốn một hệ thống giao thông công cộng hiệu quả hơn và 5G có thể giúp cải thiện hiệu suất hoạt động và bảo trì cơ sở hạ tầng, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ thông tin và giải trí trên hành trình.
– Năng lượng và tiện ích: 5G có khả năng đóng một vai trò to lớn trong việc cải thiện cách chúng ta cung cấp và tiêu thụ năng lượng khi áp lực về mức tiêu thụ ngày càng tăng, cho phép cung cấp mạng lưới thông minh có thể được giám sát và điều khiển từ xa.
– Thành phố và tòa nhà thông minh: Liên quan đến lưới điện thông minh nhưng xa hơn nữa là các dịch vụ thông tin thông minh hơn (thang máy thông minh, hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí vượt trội, định tuyến giao thông thông minh, quản lý chất lượng không khí.v.v.) để sử dụng tốt hơn các nguồn lực và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân.
– Ô tô: Xe tự hành và phương tiện được kết nối đã cung cấp một trong những ví dụ điển hình nhất cho đến nay về sự hợp tác đa ngành trong 5G. Các mạng viễn thông có thể được cấu hình linh hoạt để giải quyết các nhu cầu khác nhau của lĩnh vực đầy hứa hẹn này.
Xem thêm: Thiết Bị Công Nghệ Là Gì ? Vai Trò Của Máy Móc Thiết Bị Vai Trò Của Máy Móc Thiết Bị
– Truyền thông đa phương tiện và giải trí: Trong lĩnh vực này, 5G dự kiến sẽ cho phép các mạng và tài nguyên được cấu hình động để giải quyết các nhu cầu khác nhau. 5G được kỳ vọng sẽ giải quyết nhu cầu về chất lượng dịch vụ tốt hơn và cho phép các nhà cung cấp hỗ trợ các thiết bị và dịch vụ mới, cũng như xử lý sự gia tăng theo cấp số nhân trong việc sử dụng dữ liệu.
Hình 1: Các lĩnh vực đã được áp dụng công nghệ 5G
Trong các lĩnh vực nêu trên, hiện tại một số lĩnh vực như: ô tô, truyền thông và giải trí, nông nghiệp, thành phố thông minh đã và đang được thử nghiệm áp dụng 5G để kiểm chứng những kết quả mà thế hệ mạng di động này mang lại.
Ô tô
Xe ô tô được kết nối và khả năng lái tự động đã thu hút rất nhiều người tiêu dùng, nhu cầu này cũng đã được thúc đẩy do sự phát triển đa ngành trong lĩnh vực này. Đây là một trong những câu chuyện thành công ban đầu của sự hợp tác giữa ngành công nghiệp di động và ngành sản xuất. Hiệp hội ô tô 5G (5G Automotive Association – 5GAA), được thành lập vào năm 2016, là một tổ chức toàn cầu, đa ngành của các công ty từ ngành ô tô, công nghệ và viễn thông, hợp tác cùng nhau để phát triển các giải pháp cho các dịch vụ di chuyển và vận tải trong tương lai. Các hãng xe lớn trên toàn cầu: Audi, BMW và Daimler là một trong những thành viên sáng lập. Kể từ đó, họ đã thuyết phục nhiều công ty khác tham gia. Nhiều cuộc thảo luận và thử nghiệm đã tập trung vào công nghệ “phương tiện đến mọi thứ” (C-V2X) di động bao gồm cả LTE-V2X và 5G-V2X. 5G được coi là yếu tố vô cùng cần thiết để cho phép lái xe được kết nối hoàn toàn và tự động trong tương lai, và việc giảm độ trễ trong truyền tín hiệu là yêu cầu tối quan trọng trong lĩnh vực này. Trong khi đó, hầu hết các nhà khai thác lớn đang tiến hành thử nghiệm ô tô kết nối và lái xe tự động của riêng họ. Ví dụ, Công ty thông tin di động đa quốc gia Anh quốc Vodafone ở Đức đã thành lập Phòng thí nghiệm di động 5G cùng với Trung tâm thử nghiệm Aldenhoven để thử nghiệm tất cả các phương thức giải pháp IoT từ viễn thông đến V2X. Họ cũng đang thử nghiệm các giải pháp liên lạc giữa các phương tiện và nhắn tin địa lý cho ô tô dọc theo đường cao tốc A9 ở Đức, giữa Munich và Ingolstadt. Họ đang sử dụng phiên bản LTE nâng cao như một phần của quá trình thử nghiệm với các đối tác khác cho các dịch vụ 5G trong tương lai.
Truyền thông và giải trí
Vào năm 2017, Công ty Viễn thông đa quốc gia AT&T đã công bố một thử nghiệm với công ty con DIRECTV để kiểm tra việc cung cấp dịch vụ DIRECTV NOW OTT của mình qua tín hiệu 5G không dây cố định ở Austin, Texas (Hoa Kỳ). Vào thời điểm đó, nhà điều hành cho biết đây là bước quan trọng đầu tiên trong hành trình cung cấp tốc độ 5G vào cuối năm 2018. Độ trễ là một thách thức lớn trong lĩnh vực này và có nhiều kỳ vọng rằng điện toán biên đa truy cập (Media – Edge Cloud – MEC) sẽ giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến độ trễ, bộ đệm và độ trễ tổng thể. Ở châu Âu, Deutsche Telekom cũng giới thiệu các trường hợp sử dụng 5G trên mạng 5G tiền thương mại của mình ở Berlin. Nó bao gồm thực tế ảo 5G (VR) và thực tế tăng cường (AR), lưu ý rằng các ứng dụng AR và VR được hưởng lợi từ tốc độ dữ liệu siêu cao và phản hồi thời gian thực của 5G.
Nông nghiệp và trồng trọt
Vodafone cho biết họ đã có thể cung cấp kết nối máy bay không người lái sử dụng khả năng mạng 5G và đang tiếp tục phát triển, sử dụng máy bay không người lái như một dịch vụ cho các ứng dụng trong tương lai. Chúng bao gồm máy bay không người lái tự động để canh tác chính xác hoặc bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng. Nhà điều hành tin rằng việc kiểm soát máy bay không người lái qua mạng 5G sẽ mang lại một số lợi ích quan trọng, góp phần thúc đầy nền kinh tế, sản xuất nông nghiệp đạt được những thành tựu đáng kể trong tương lai.
Thành phố thông minh và tòa nhà thông minh
5G được coi là sự phát triển quan trọng để hỗ trợ các dịch vụ thông minh và thành phố thông minh trong tương lai. Vào tháng 6 năm 2017, Sacramento ở California đã công bố một thỏa thuận dự kiến với Verizon để tạo ra mối quan hệ đối tác công tư, với mục đích cung cấp cơ sở hạ tầng và dịch vụ thành phố thông minh cho những người sống và làm việc trong thành phố. Chương trình được phác thảo vào thời điểm đó bao gồm các nỗ lực thúc đẩy sự đổi mới và kết nối 5G với đầu tư cơ sở hạ tầng nhanh chóng, đảm bảo.
b) Mối quan tâm về bảo mật mạng 5G
Nhiều nhà quan sát lo ngại về các lỗ hổng bảo mật của mạng 5G có thể bị các hoạt động tình báo nước ngoài khai thác. Khả năng một cá nhân sử dụng hệ thống và mạng hỗ trợ 5G cho các mục đích tích cực cũng có thể bị tình báo nước ngoài khai thác để thao túng nhận thức và hành vi. Khi sử dụng công nghệ 5G, lượng thông tin cá nhân được khai thác có thể sẽ mở rộng theo cấp số nhân cùng với những nghi ngờ về tính bảo mật của công nghệ này. Điều này làm dấy lên lo ngại giữa những người ủng hộ quyền riêng tư và các chuyên gia an ninh quốc gia. Các chuyên gia an ninh thấy trước những thách thức đáng kể đối với cộng đồng tình báo, quân đội và ngoại giao khi 5G được triển khai rộng rãi. Để đảm bảo tính bảo mật của mạng di động 5G, các chuyên gia khuyến cáo cần tập trung vào một số nội dung sau:
– Phát hiện những trường hợp bất thường: để xác định các mối nguy hiểm có thể xảy ra, cần tập trung sử dụng các công cụ mới hiện nay như học máy (machine learning), Dữ liệu lớn (Big Data).v.v. những công cụ này hỗ trợ cảm biến bảo mật 5G và xác định các trường hợp bất thường mà công cụ kiểm tra thông thường không làm được.
– Ngăn chặn và chỉnh sửa phần mềm độc hại: Áp dụng sandbox – một dạng ảo hóa phần mềm, cho phép chạy các phần mềm và ứng dụng trong một không gian ảo để cách ly môi trường thực tế. Từ đó phát hiện được các nguy cơ phần mềm độc và tiến hành loại bỏ.
– Sử dụng DNS thông minh: Giám sát hoạt động của DNS và tiến hành ngăn chặn các tác nhân gây hại.
c) Xây dựng mạng 5G cho tương lai
Khi được triển khai, mạng 5G sẽ cung cấp nhiều tốc độ và dung lượng hơn để hỗ trợ giao tiếp giữa thiết bị và máy móc, cung cấp dịch vụ có độ trễ thấp, độ tin cậy cao cho các ứng dụng có yêu cầu quan trọng về tốc độ phản hồi. Dựa trên các thử nghiệm cho đến nay, mạng 5G đang bắt đầu chứng tỏ hiệu suất cao trong các tình huống khác nhau như tại các đô thị đông đúc và các điểm nóng trong các tòa nhà. Với những mục tiêu đầy tham vọng này, mạng 5G phải đối mặt với những thách thức đáng kể. Việc tăng dung lượng và tốc độ dữ liệu được hứa hẹn bởi 5G đòi hỏi nhiều dải tần hơn và các công nghệ hiệu quả hơn ngoài những gì đang được sử dụng trong các hệ thống 3G và 4G. Một số dải tần bổ sung sẽ đến từ các dải tần trên 2.4 GHz, điều này đặt ra những thách thức đáng kể. Thách thức đầu tiên đề cập đến đặc tính truyền dẫn của sóng milimet. Các sóng vô tuyến này lan truyền trong khoảng cách ngắn hơn nhiều so với các dải tần trung bình (từ 1-6 GHz) và thấp (dưới 1 GHz). Do đó, phạm vi phủ sóng của một khu vực nhất định sẽ yêu cầu số lượng trạm tăng lên đáng kể, điều này sẽ làm tăng tính phức tạp của cơ sở hạ tầng, bao gồm nhu cầu triển khai thiết bị vô tuyến trên các phương tiện đường phố, chẳng hạn như đèn giao thông, cột đèn, cột điện và nguồn cung cấp điện.
Xem thêm: Các Tải Nhạc Wav – Download Nhạc Lossless Tuyển Chọn Theo Thể Loại
Hình 2: Thiết bị vô tuyết lắp đặt trên các phương tiện đường phố
Một thách thức khác liên quan đến kết nối 5G giữa các trạm gốc và mạng lõi, vốn dựa vào cả công nghệ cáp quang và không dây. Cần có những kế hoạch cụ thể để triển khai các dịch vụ cáp quang và đảm bảo các giải pháp mạng không dây có đủ dung lượng, chẳng hạn như các liên kết viba và vệ tinh. Hơn nữa, dải tần là một nguồn tài nguyên khan hiếm và rất có giá trị, đồng thời có sự cạnh tranh gay gắt – và ngày càng nghiêm trọng về dải tần ở cấp quốc gia, khu vực và quốc tế. Do phổ vô tuyến được chia thành các dải tần được phân bổ cho các dịch vụ thông tin vô tuyến khác nhau, mỗi băng tần chỉ có thể được sử dụng bởi các dịch vụ có thể cùng tồn tại với nhau mà không tạo ra nhiễu động có hại cho các dịch vụ lân cận. Các nghiên cứu của Liên minh Viễn thông Quốc tế (International Telecommunication Union – ITU) kiểm tra tính chia sẻ và khả năng tương thích của các dịch vụ di động với một số dịch vụ thông tin vô tuyến hiện có khác, đặc biệt là đối với liên lạc vệ tinh, dự báo thời tiết, giám sát tài nguyên Trái đất và biến đổi khí hậu, thiên văn học vô tuyến. Các quy định quốc gia và quốc tế cần được thông qua và áp dụng trên toàn cầu để tránh can thiệp giữa 5G và các dịch vụ này, tạo ra một hệ sinh thái di động khả thi cho tương lai – đồng thời giảm giá thành thông qua quy mô kinh tế của thị trường toàn cầu, cho phép nâng cao khả năng tương tác và chuyển vùng.
Hình 3: Dải băng tần công nghệ 5G
Kết luận
Việc triển khai công nghệ 5G chỉ mới bắt đầu và dự kiến sẽ kéo dài đến năm 2035. Các nhà cung cấp viễn thông và các công ty công nghệ trên khắp thế giới đã và đang cùng nhau nghiên cứu, phát triển các giải pháp công nghệ mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về dữ liệu di động. Mạng 5G được kỳ vọng sẽ cung cấp tốc độ nhanh hơn, hỗ trợ mạnh mẽ các tính năng và dịch vụ mới. Công nghệ 5G dự kiến sẽ phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng và các ứng dụng trong tương lai, mang lại những lợi ích đáng kể trong công nghiệp, kinh tế, xã hội của mỗi quốc gia trên thế giới. Vì vậy mỗi quốc gia, chính phủ cần có những chính sách, cơ chế tạo điều kiện thuận lợi để phát triển mạng 5G rộng rãi và phổ biến, đồng thời có những chiến lược để đảm bảo an toàn, an ninh mạng quốc gia khỏi những nguy cơ tiềm ẩn từ mạng 5G gây ra. Tại Việt Nam, nhà mạng không dây hàng đầu Viettel cũng đã tiến hành phát triển các thiết bị 5G của riêng mình và sẽ tiến hành triển khai thương mại cùng với xu hướng của các nước khác trên thế giới. Theo báo cáo “5G tại Đông Nam Á”, Việt Nam và Singapore dự kiến sẽ là 2 nước triển khai 5G đầu tiên trong khu vực, điều đó chứng minh chính phủ Việt Nam đã và đang tạo điều kiện ngày càng nhiều cho lĩnh vực công nghệ số, thúc đẩy quá trình hoàn thành cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và chuyển đổi số quốc gia.
Nguyễn Phương Nhung
Tài liệu tham khảo
Fifth-Generation (5G) Telecommunications – Congressional Research Service
National Security Implications of Fifth Generation (5G) Mobile Technologies
Chuyên mục: công nghệ
