Lịch sử phát triển của mạng di động

Hệ thống mạng không dây nói chung và mạng di động nói riêng có sự phát triển đặc biệt nhanh, mang tính cách mạng trong vài thập kỷ gần đây. Cùng nhìn lại lịch sử phát triển của mạng di động để thấy được sự phát triển nhanh chóng của lĩnh vực này.

Công nghệ mạng 1G: thoại không dây

Mạng di động thế hệ đầu tiên (1G) được bắt đầu vào năm 1980. Công nghệ mạng 1G chỉ hỗ trợ dịch vụ thoại. Thế hệ mạng đầu tiên khi được triển khai vẫn còn rất nhiều khuyết điểm như chất lượng thoại thấp, thường xuyên bị ngắt cuộc gọi, dung lượng pin kém và không hỗ trợ bảo mật. Tốc độ lý thuyết của mạng 1G là 2,4 Kbps.

Công nghệ mạng 2G: nhắn tin đa phương tiện

Mạng 2G được thử nghiệm đầu tiên tại Phần Lan năm 1991, đây là một cải tiến lớn so với thế hệ 1G khi chuyển đổi từ truyền thông tương tự sang truyền thông số. Mạng 2G không chỉ cung cấp dịch vụ thoại mà còn bắt đầu hỗ trợ dịch vụ dữ liệu như nhắn tin SMS, nhắn tin đa phương tiện MMS. Tốc độ mạng 2G ban đầu đạt khoảng 50 Kbps. Sau một vài cải tiến với các công nghệ như GPRS, EDGE tốc độ mạng 2G có thể đạt tới 1,3 Mbps.

Tuy hiện nay mạng 2G đã được thay thế bởi các công nghệ mới, nhưng vẫn được sử dụng như một kênh dự phòng ở khắp nơi trên thế giới.

Công nghệ mạng 3G: thoại truyền hình, internet di động

Mạng 3G được giới thiệu năm 1998, mở đầu cho mạng di động băng thông rộng với tốc độ truyền dữ liệu cao hơn. Nhờ cải tiến về mặt tốc độ, các điện thoại di động có thể sử dụng được các dịch vụ như điện thoại truyền hình, truy cập internet. Tốc độ mạng 3G đạt 2 Mbps khi không di chuyển và 384 Kbps khi di chuyển trên phương tiện. Sau một vài cải tiến với các công nghệ như HSPA, HSPA+, tốc độ mạng 3G có thể đạt tới 7,2 Mbps.

Công nghệ mạng 4G: ứng dụng internet

Mạng 4G được giới thiệu vào năm 2008, không chỉ hỗ trợ kết nối internet như mạng 3G mà còn cung cấp các dịch vụ như game online, truyền hình HD, hội nghị truyền hình và các dịch vụ yêu cầu tốc độ cao khác. Tốc độ lý thuyết của mạng 4G đạt tới 1 Gbps và 100 Mbps khi di động.

Công nghệ mạng 5G: internet vạn vật

Mạng 5G hiện đang được thử nghiệm giới hạn ở một số nơi trên thế giới. Mạng 5G hứa hẹn rất nhiều cải tiến như tốc độ nhanh hơn, mật độ kết nối cao hơn, độ trễ thấp hơn, tiết kiệm năng lượng. Tốc độ lý thuyết của mạng 5G đạt tới 20 Gbps.

Như vậy với chu kỳ 10 năm cho các thế hệ mạng di động, các thế hệ mới ra đời cung cấp nhiều tính năng hơn, với chất lượng tốt hơn. Trong vòng 10 năm trở lại đây, khi mà số lượng các thiết bị di động tăng rất nhanh, đồng thời khối lượng dữ liệu truyền thông trên mạng di động cũng tăng ở mức độ đột biến. Bảng 1 dự đoán việc tăng trưởng theo hàm mũ của truyền thông di động với số lượng thiết bị đạt 17,1 tỷ vào năm 2030; lượng dữ liệu trên các thiết bị di động tăng 670 lần trong năm 2030 so với lượng dữ liệu năm 2010, đạt khoảng 5.016 EB (Exabyte)/tháng (1 EB = 1018 bytes).

Tuy hiện nay phần lớn các thiết bị di động chưa sử dụng hết băng thông của mạng 4G và mạng 5G vẫn sẽ còn nhiều trì hoãn trước khi có thể triển khai trên toàn thế giới. Nhưng với các dự đoán tăng trưởng của truyền thông di động thì cũng không phải quá sớm khi các nước trên thế giới, các tập đoàn đa quốc gia đang chuẩn bị cho cuộc đua 6G.

Hình 1. Lịch sử phát triển của mạng di động

Mạng 6G

Trong khi tốc độ mạng 5G đạt tới 20 Gbps, thì mạng 6G hướng tới tốc độ Tegabit (Tbps) nhanh hơn cỡ vài trăm đến vài nghìn lần mạng 5G. Tuy nhiên, mục tiêu của mạng 6G không phải chỉ ở tốc độ, mà còn nhằm giải quyết các vấn đề còn tồn tại của mạng 5G và hướng tới giải quyết các yêu cầu của tương lai.

Mục tiêu của mạng 5G là gắn kết tất cả các lĩnh vực kinh tế - xã hội, nhằm xây dựng hệ sinh thái thông tin mà trung tâm là người dùng. Nhưng do hạn chế về công nghệ, mạng 5G vẫn còn nhiều giới hạn về truyền thông như độ cao, độ sâu, độ rộng. Mặc dù được coi là mạng của Internet vạn vật (IoT), nhưng mạng 5G vẫn còn khoảng cách khá xa để đạt được tính phổ quát khắp nơi (ubiquitous). Về không gian truyền thông, mạng 5G hạn chế truyền thông trong độ cao cỡ vài nghìn mét so với mặt đất và ở độ sâu dưới mặt đất, mặt biển.

Mục tiêu của mạng 6G là giải quyết các hạn chế của mạng 5G, hướng tới khả năng kết nối không gian - khí quyển - mặt đất - dưới biển. Bốn định hướng chính về kết nối đang được nghiên cứu là: kết nối thông minh (Intelligent Connectivity), kết nối sâu (Deep Connectivity), kết nối không đồng nhất (Holographic Connectivity) và kết nối khắp nơi (Ubiquitous Connectivity). Hiện đang có khá nhiều công nghệ tiềm năng, kể cả các công nghệ của tương lai được xem xét đưa vào mạng 6G như truyền thông không dây quang, truyền thông lượng tử, thiết bị bay không người lái, vệ tinh tầng thấp… các công nghệ như trí tuệ nhân tạo (AI), phân tích dữ liệu lớn cũng được đưa vào hỗ trợ mạng 6G nhằm đảm bảo các mục tiêu về chất lượng mạng (QoS).

Mạng 6G hứa hẹn sẽ số hoá và kết nối toàn thế giới.

Tổng hợp theo khoahoccongnghevietnam.vn