Ngược dòng thời gian: Kỷ nguyên 5G đã sắp đến, nhưng bạn có biết gì về các thế hệ "G" trước đó không?

Thời đại 5G đang đến gần khi các nhà mạng và nhà sản xuất smartphone đã bắt đầu hỗ trợ thế hệ mạng mới. Có lẽ đây cũng là lúc thích hợp để chúng ta quay ngược thời gian để xem các thế hệ “G" trước đó đã mang lại những gì.

2G: Circuit Switched Data (Mạch chuyển dữ liệu)

CSD là phương pháp kỹ thuật số đầu tiên để mang đến kết nối Internet trên điện thoại (1G hay AMPS - Advanced Mobile Phone System, sử dụng hệ thống analog). Tốc độ truyền dữ liệu trên mạng 2G còn khá chậm, thường là 9,6Kbps trên mạng GSM và 14,4Kbps trên mạng CDMA.

Dù vậy, tốc độ này vẫn đủ cho các trang web dạng WAP dung lượng thấp, cũng như gửi và nhận mail, tin nhắn fax. Chiếc Nokia 9110 Communicator còn được cài sẵn ứng dụng dành riêng cho fax và đây là một thành tựu khá lớn lúc bấy giờ.

Sau này, chúng ta có thêm High-Speed CSD (Dữ liệu chuyển mạch tốc độ cao), HSCSD có thể  dùng nhiều kênh cùng lúc để có tốc độ nhanh hơn, như gộp 4 kênh để có tốc độ 115Kbps.

2.5G: General Packet Radio Service (Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp)

Trong khi dùng mạng CSD sẽ tính tiền theo thời gian sử dụng, thường là theo số phút, GPRS sẽ tính theo dung lượng megabyte. Tốc độ của GPRS cũng không cao hơn so với HS-SCD, vào khoảng 56-114Kbps.

Nhưng tốc độc không phải là điều làm cho GPRS trở nên quan trọng, mà chính là công nghệ chuyển mạch dạng gói so với chuyển mạch kênh như CSD. Với công nghệ chuyển mạch kênh, khi có thiết bị cần trao đổi thông tin thì giữa chúng sẽ thiết lập một “kênh” (circuit) cố định và duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định đó. Hiệu suất sử dụng đường truyền của kết nối này không cao vì khi hai bên hết thông tin cần truyền, kênh sẽ bị bỏ không.

Chuyển mạch gói chia nhỏ dữ liệu thành các gói (packets) và có thể chuyển tiếp các gói từ bất cứ người dùng nào trên cùng kết nối. Điều này cho phép dễ dàng phân chia gói dữ liệu tuỳ theo nhu cầu của người dùng, chất lượng dịch vụ được bảo đảm trong suốt quá trình kết nối đối với người dùng cố định.

Ưu điểm lớn nhất của GPRS chính là cho phép điện thoại luôn trong trạng thái online, mở đường cho các dịch vụ tin nhắn, push email,...

2.75G: Enhanced Data Rates for GSM Evolution (Tốc độ dữ liệu nâng cao cho bước tiến của GSM)

EDGE, hay đôi khi còn gọi là Enhanced GPRS (EGPRS), bắt đầu xuất hiện từ năm 2003 và đúng như cái tên, chính là một công nghệ di động được nâng cấp từ GPRS, trên đường tiến đến 3G, EDGE được biết đến như một công nghệ 2.75G. EDGE sử dụng phương thức điều chế tiên tiến hơn để nâng gấp 3 lần tốc độ dữ liệu trên cùng băng thông so với chuẩn 2.5G cũ. Kết nối EDGE có thể lên đến 236Kbps khi dùng 4 khe thời gian. Tuy nhiên độ trễ có thể lên đến 150ms khi tải mạng, nhưng vẫn tốt hơn rất nhiều so với 600-700ms của GPRS.

3G: Universal Mobile Telecommunications System (Hệ thống viễn thông di động toàn cầu)

UMTS hay còn được biết đến nhiều hơn dưới cái tên 3G - là mạng di động rất phổ biến từ trên thế giới 2004-2005. Lúc đầu tốc độ mạng cao nhất đạt được là 384Kbps, nhưng sau này các add-on được thêm vào và nâng tốc độ lên đến hàng megabit.

3.5G: High Speed Downlink Packet Access ( truy nhập gói đường xuống tốc độ cao)

Chuẩn HSPDA đầu tiên giúp nâng tốc độ lên đến 3.6Mbps và giảm độ trễ rất nhiều và sau này được nâng cấp mức tải về lý thuyết lên đến 337.5Mbps. Trong khi HSDPA chỉ cải thiện chút ít tốc độ tải lên thì chuẩn HSUPA (U là viết tắt của Upload) được phát triển riêng cho tác vụ này. Thế hệ HSUPA đầu tiên cho tốc độ tải lên đến 5.76Mbps. HSPA là tên gọi khi kết hợp cả hai công nghệ này.

HSPA được phát triển như là bước đệm giữa 3G và 4G, tăng tốc độ lên rất nhiều nhờ sử dụng cùng lúc nhiều kênh.

4G: Long-Term Evolution (Tiến hóa dài hạn)

Đầu tiên, LTE được xem là công nghệ 3.95G và LTE Advanced mới là công nghệ 4G. Tuy nhiên, khi các cơ quan quản lý nhận ra rằng tốc độ tối thiểu cho mạng 4G là xa tầm với, họ cho phép các mạng truyền thông có tốc độ cao hơn 3G được quảng cáo như là mạng 4G, các đối tác của nhà mạng quyết định 3.95G không phù hợp cho việc quảng cáo và gọi luôn LTE là “4G". Một số nhà mạng thậm chí còn gắn nhãn 4G cho chuẩn HSPA , khiến cho việc xếp loại các chuẩn “G" trở nên rất lộn xộn.

LTE cho phép thiết bị đạt tốc độ tải xuống lên đến 300Mbps và tải lên 75Mbps, dù vậy các mẫu điện thoại đầu tiên hỗ trợ LTE lại có tốc độ thấp hơn, chỉ khoảng 100Mbps tải xuống. Dù vậy, độ trễ đã đạt mức rất thấp, chỉ 5ms, tuy nhiên đó chỉ là mặt lý thuyết.

Theo thống kê của nhà mạng AT&T, độ trễ thật tế của mạng LTE vào năm 2016 là khoảng 30-40ms, HSPA là 50-60ms.

Các mạng 4G thường hỗ trợ VoLTE (Voice over LTE) – đây là một kỹ thuật giúp thực hiện cuộc gọi thông qua mạng LTE (thay vì sử dụng mạng 2G hay 3G).

Hầu hết các nhà mạng vẫn còn hỗ trợ cuộc gọi chuyển mạch, nhưng một số đã không dùng nữa mà chuyển hẳn sang VoLTE, ví dụ như nhà mạng Jio ở Ấn Độ. Cứ đà này, có lẽ những mạng 2G cuối cùng còn lại cũng sẽ biến mất trong thập kỷ đến.

5G: Thế hệ mạng di động thứ 5

Trong khi các smartphone hỗ trợ mạng 4G đang thống trị thị trường thì các nhà sản xuất bắt đầu chuẩn bị cho cuộc đua 5G – thế hệ mạng không dây đánh bại wifi trong tương lai.

Năm 2017, Liên minh Viễn Thông Quốc Tế (ITU - International Telecommunications Union) đã đưa ra những thông tin về bản dự thảo về công nghệ vô tuyến IMT-2020, được biết là mạng 5G mới nhất khẳng định tốc độ vượt trội của thế hệ mạng không dây của tương lai.

Về mặt lý thuyết, 5G cho thấy tốc độ dữ liệu đỉnh tải xuống trên mỗi cell đơn đến 20 Gbps, gấp 20 lần so với tốc độ dữ liệu đỉnh trên 4G-LTE, nghĩa là bạn có thể tải cả bộ phim Lord of the Rings chỉ trong vài giây và tận hưởng thế giới VR qua thiết bị đeo mà gần như không có độ trễ.

Hiện tại, các nhà sản xuất như Samsung, Xiaomi,... đều đã có các smartphone thử nghiệm 5G và sẵn sàng ra mắt trong năm nay. Hãy cùng chờ đợi xem mạng 5G sẽ thay đổi cuộc sống của chúng ta như thế nào.

Tham khảo: GSMArena