Công bố tiêu chuẩn mạng 5G: download 20 Gbps, độ trễ 1ms, kết nối 1 triệu thiết bị trong 1 km2, tiết kiệm điện hơn

Cuối cùng, Liên minh Viễn thông Quốc tế ITU đã quyết định các thông số của mạng 5G. Theo đó, tổng công suất download cho một cell 5G đơn phải đạt được ít nhất 20 Gbps. Để so sánh, tốc độ dữ liệu đỉnh cho các cell LTE hiện tại chỉ khoảng 1 Gbps.

Chuẩn 5G sắp tới cũng sẽ phải hỗ trợ được cho 1 triệu thiết bị kết nối trên mỗi kilomet vuông, và tiêu chuẩn này sẽ đòi hỏi các nhà mạng phải có băng tần trống ít nhất 100 MHz, và có thể mở rộng tới 1 GHz khi cần.

Các yêu cầu này đến từ dự thảo thông báo về về tiêu chuẩn kỹ thuật cho giao diện vô tuyến IMT-2020 (hay là 5G), được công bố vào thứ Năm vừa qua. Tài liệu kỹ thuật này chỉ là dự thảo ở thời điểm hiện tại, nhưng nó cho thấy một ý nghĩa quan trọng: dường như nó sẽ được chấp nhận và hoàn thiện vào tháng Mười Một năm nay, để bắt đầu công việc xây dựng hạ tầng 5G.

Dưới đây là một số tiêu chuẩn kỹ thuật nổi bật của hệ thống mạng mới này:

Tốc độ dữ liệu đỉnh 5G

Các trạm phát sóng phải đáp ứng tốc độ tối thiểu cho tải xuống là 20 Gbps và tải lên là 10 Gbps. Đây là tổng lượng băng thông có thể được xử lý bởi một cell đơn.

Về lý thuyết, người dùng băng thông rộng không dây cố định có thể đạt đến gần mức tốc độ này với 5G, nếu họ có một kết nối point-to-point dành riêng. Trên thực tế, dung lượng 20 Gbps này sẽ được phân chia cho các người dùng trong phạm vi phủ sóng của cell đó.

Mật độ kết nối 5G

Các trạm phát sóng 5G phải hỗ trợ cho ít nhất một triệu thiết bị kết nối trong mỗi kilomet vuông. Con số này nghe có vẻ lớn, nhưng phần lớn trong số này là các thiết bị Internet of Things (IoT) chứ không chỉ thiết bị của cá nhân người dùng. Khi mọi đèn giao thông, bãi đậu xe, và phương tiện đều có kết nối mạng, bạn sẽ thấy mật độ kết nối này cần thiết như thế nào.

Tốc độ di chuyển trong 5G

Tương tự như LTE và LTE-Advanced, các trạm phát sóng 5G có thể hỗ trợ truy cập mạng cho mọi thứ di chuyển trên đường, với tốc độ từ 0 km/h cho đến “phương tiện tốc độ cao tới 500 km/h”.

Trong khi, với những khu vực mật độ dân cư dày đặc như đô thị hay trong nhà sẽ không phải lo lắng gì về vấn đề tốc độ, nhưng với các khu vực ngoại ô, việc hỗ trợ cho người dùng di chuyển với tốc độ cao là rất cần thiết.

Hiệu quả năng lượng của 5G

Theo bản mô tả thông số kỹ thuật, giao diện vô tuyến 5G có mức tiêu thụ năng lượng hiệu quả khi đang tải, nhưng khi không sử dụng, mức năng lượng tiêu thụ cũng tụt về chế độ năng lượng thấp một cách nhanh chóng.

Để làm được việc này, bộ kiểm soát độ trễ sẽ được thiết lập ở mức độ lý tưởng chỉ 10ms – nghĩa là một thiết bị 5G sẽ chuyển từ trạng thái tốc độ cao sang trạng thái tiết kiệm năng lượng chỉ trong 10ms.

Độ trễ của 5G

Trong những trường hợp lý tưởng, mạng lưới 5G sẽ mang đến cho người dùng độ trễ tối đa chỉ 4ms, thấp hơn hẳn so với mức 20ms trong các cell LTE. Thông số 5G cũng cho phép độ trễ thấp hơn nữa, chỉ 1ms cho việc truyền tin độ trễ thấp siêu ổn định.

Hiệu suất băng tần 5G

Thông số này cho biết, có bao nhiêu bit được truyền qua không khí trên mỗi hertz băng tần. Tiêu chuẩn của 5G rất gần LTE-Advanced, với 30 bit/Hz cho đường tải xuống và 15 bit/Hz cho đường tải lên. Các con số này đang giả định trong cấu hình MIMO 8x4 (8 ăng tên phát tín hiệu và 4 ăng ten nhận tín hiệu).

Tốc độ dữ liệu 5G trong thế giới thực

Cuối cùng, cho dù công suất đỉnh của mỗi cell 5G đến 20 Gbps, bản đặc điểm kỹ thuật chỉ thiết lập tốc độ download của mỗi người dùng là 100 Mbps và tốc độ upload 50 Mbps. Con số này gần tương tự với tốc độ bạn có thể đạt được với mạng LTE-Advanced, tuy nhiên với mạng 5G, có vẻ bạn sẽ luôn đạt được tốc độ này, thay vì chỉ vào một ngày đẹp trời như trước.

Dự thảo thông số kỹ thuật 5G cũng thiết lập việc tăng tính ổn định (ví dụ các gói tin hầu như luôn tới được trạm phát sóng trong 1ms) và thời gian bị gián đoạn khi di chuyển giữa các cell 5G sẽ chỉ là 0ms – tức là kết nối luôn là tức thời, không bị ngắt quãng.

Lộ trình phát triển 5G

Bước tiếp theo của dự thảo này, đó là làm thế nào để biến các thông số kỹ thuật trên thành công nghệ thực. Làm thế nào đạt được tốc độ dữ liệu đỉnh 20 Gbps? Những block băng tần nào sẽ thực sự sử dụng 5G? Rất khó đạt được 100 MHz băng tần trống ở mức dưới 2,5 GHz, nhưng điều này lại dễ dàng đạt được ở trên 6 GHz? Liệu mật độ kết nối có ảnh hưởng đến các thông số khác hay không?

Chúng ta sẽ chỉ có câu trả lời cho những điều trên trong vài năm tới, khi các nhà viễn thông và các nhà sản xuất chip bắt đầu phát triển công nghệ 5G.

Theo Arstechnica