SpStinet - vwpChiTiet

 

Tổng quan về các G

01/12/2009

Việt Nam đang trong giai đoạn đầu quá trình tiến lên 3G. Thế nhưng, 3G và các G tiền nhiệm cũng như G tương lai là gì thì không phải ai cũng nắm rõ.

Sơ lược con đường phát triển của các công nghệ mạng di động

G: là chữ viết tắt của Gerneration wireless telephone technology: Công nghệ điện thoại di động (không dây).

Thế hệ thứ  nhất (1G): là hệ thống truyền tín hiệu tương tự (analog), là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi mào ở Nhật vào năm 1979. Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là AMPS (Advanced Mobile Phone System), TACS (Total Access Communication System), JTACS (Japan TACS), NMT (Nordic Mobile Telephone). Những điểm yếu của thế hệ 1G là dung lượng thấp, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng chuyển cuộc gọi không tin cậy, chất lượng âm thanh kém, không có chế độ bảo mật…

Thế hệ thứ hai (2G): điểm khác biệt nổi bật giữa 1G và 2G là sự chuyển đổi từ điện thoại dùng tín hiệu tương tự (analog) sang tín hiệu số (digital). 2G có thể phân ra 2 loại: 2G dựa trên nền TDMA (Time – Divison Mutiple Access: đa truy nhập phân chia theo thời gian) và 2G dựa trên nền CDMA (Code Divison Multple Access: đa truy nhập phân chia theo mã). Các chuẩn công nghệ chủ yếu của 2G bao gồm:

 IS-136 được biết đến với tên D-AMPS (Digital-AMPS), thuộc TDMA.
 IS-95 còn được gọi là cdmaOne thuộc CDMA, thường được gọi ngắn gọn là CDMA.
 GSM (Global System for Mobile Communication) thuộc TDMA được sử dụng trên tất cả các quốc gia ở 6 lục địa. Ngày nay, công nghệ GSM được sử dụng với 80% điện thoại di động trên thế giới.

Ưu điểm của 2G là chất lượng thoại và mức độ bảo mật cá nhân cao, được triển khai một số dịch vụ dữ liệu như Email và SMS. Hệ thống kỹ thuật số được thiết kế giảm bớt năng lượng sóng radio phát từ điện thoại. Nhờ vậy, có thể thiết kế điện thoại 2G nhỏ gọn hơn, đồng thời giảm chi phí đầu tư những tháp phát sóng. Tuy nhiên, 2G cũng có nhược điểm: ở những nơi dân cư thưa thớt, sóng kỹ thuật số yếu có thể không tới được các tháp phát sóng nên chất lượng truyền sóng cũng như chất lượng cuộc gọi sẽ bị giảm đáng kể.

Thế hệ 2,5G: được dùng để miêu tả hệ thống di động 2G được trang bị hệ thống chuyển mạch gói bên cạnh hệ thống chuyển mạch kênh truyền thống. (Chuyển mạch kênh là thiết lập một kênh vật lý từ đầu đến cuối, chẳng hạn như mạng điện thoại cố định. Chuyển mạch gói là các dữ liệu cần chuyển được chia nhỏ ra thành các gói (hay khung) có kích thước và định dạng xác định. Mỗi gói như vậy sẽ được chuyển riêng rẽ và có thể đến nơi nhận bằng các đường truyền khác nhau. Như vậy, chúng có thể dịch chuyển trong cùng thời điểm. Khi toàn bộ các gói dữ liệu đã đến nơi nhận thì chúng sẽ được hợp lại thành dữ liệu ban đầu). Chuẩn chính của 2,5G là GPRS (General Packet Radio Service) và EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) và IS-95B. GPRS là một bước phát triển tiếp theo để cung cấp dịch vụ dữ liệu tốc độ cao cho người dùng GSM và IS-136.

Thế hệ thứ ba (3G): cải tiến nổi bật nhất của mạng 3G so với mạng 2G là khả năng cung ứng truyền thông gói tốc độ cao. Với công nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện như: âm thanh hình ảnh video chất lượng cao và truyền hình số, email; các dịch vụ định vị toàn cầu (GPS)...Trong các dịch vụ của 3G, cuộc gọi video thường được mô tả như một dịch vụ trọng tâm của sự phát triển. Công nghệ 3G cho phép truy cập Internet không dây và các cuộc gọi có hình ảnh. Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G hiện nay. Do nguyên nhân về giá thành và độ phức tạp, việc triển khai 3G hiện nay chậm hơn so với dự kiến.

Công nghệ của 3G là UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) sử dụng kỹ thuật băng rộng W(wideband)-CDMA, gồm có UMTS- CDMA2000 và TD-SCDMA.
 
Khi có 3G, người sử dụng sẽ thực hiện được các cuộc gọi điện video như thế này

Thế hệ 3,5G: 3,5G là những ứng dụng được nâng cấp dựa trên công nghệ hiện có của 3G. Công nghệ của 3,5G chính là HSDPA (High Speed Downlink Package Access). Đây là giải pháp mang tính đột phá về mặt công nghệ, được phát triển trên cơ sở của hệ thống 3G W-CDMA.
 

 
4G - thế hệ và công nghệ di động tương lai

2G tuy đã được tối ưu hoá cho các dịch vụ thoại thời gian thực nhưng chúng có khả năng rất hạn chế trong việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện băng rộng bởi vì tốc độ truyền dữ liệu chậm và màn hiển thị nhỏ. 3G - đang trong quá trình phát triển với tốc độ dữ liệu nhanh hơn  và có màn hiển thị tốt hơn các hệ thống 2G. Tuy nhiên, khả năng của các hệ thống 3G không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ truyền thông đa phương tiện dựa trên Internet. Điều này đặt ra là phải có một thế hệ tiếp theo của mạng thông tin di động. 4G là một giải pháp để vượt lên những giới hạn và những điểm yếu của mạng 3G.

Mặc dù thuật ngữ 4G vẫn chưa được bất kỳ một tổ chức chuẩn hóa nào định nghĩa một cách rõ ràng, tuy nhiên mạng 4G được kỳ vọng với đặc điểm nổi bật nhất là cung cấp khả năng kết nối ABC (Always Best Connected - luôn được kết nối tốt nhất). Một kết nối vô tuyến đúng nghĩa: rộng khắp, mọi lúc, mọi nơi, không kể mạng thuộc nhà cung cấp nào, không kể người dùng đang sử dụng thiết bị di động gì. Với 4G, tốc độ của Internet không dây sẽ “ngang ngửa” với băng thông rộng DSL và modem cáp, tức là nhanh hơn 4 lần so với các mạng không dây hiện nay.

Lựa chọn công nghệ cho 4G

Cho đến nay, chưa có một chuẩn nào rõ ràng cho 4G được thông qua. Tuy nhiên, những công nghệ phát triển cho 3G hiện nay sẽ làm tiền đề cho ITU (Liên minh Viễn thông Quốc tế) xem xét để phát triển cho chuẩn 4G. Sự xuất hiện của 3 công nghệ cho việc phát triển mạng di động tế bào LTE (Long-Term Evolution), UMB (Ultramobile Broadband) và WiMAX II (IEEE 802.16m), hiện là các ứng cử viên cạnh tranh cho đến khi 4G phát triển thành chuẩn chính thức. Chúng sẽ là các công nghệ quan trọng giúp ITU xây dựng các phát hành cho chuẩn 4G trong thời gian tới. Điểm chung cho cả 3 công nghệ này là đều sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Access).

Cấu hình hệ thống 4G

Hệ thống 4G phải được cấu hình để kết nối với mạng IP (IP là Internet Protocol, một dạng giao thức dùng gói tin để gởi dữ liệu xuyên qua mạng), truyền dẫn hiệu quả các gói IP, cùng tồn tại với các hệ thống truy nhập khác, linh hoạt khi đưa vào khai thác, có khả năng mở rộng khi cần,… Điểm truy cập vô tuyến 4G (4G-AP-4G Access Point) sẽ được kết nối với một bộ định tuyến truy cập AR (Access Router). 4G-AP có các chức năng điều khiển truyền dẫn vô tuyến, chuyển giao,… cho phép các thiết bị di động liên lạc với nhau dựa trên IP.
 
Hình : Cấu hình hệ thống 4G

Quan tâm của thế giới về 4G

Mạng NTT DoCoMo (Nhật Bản) đã thử nghiệm 4G và đạt được tốc độ truyền dữ liệu là 100 Mb/s khi di chuyển và tới 1 Gb/s khi đứng yên. Hãng sẽ tiếp tục tiến hành thử nghiệm thực tế nhằm mục đích phát triển chuẩn toàn cầu 4G. Công ty Sprint Nextel (Mỹ), năm 2006 đã công bố kế hoạch phát triển và triển khai mạng 4G đầu tiên, sử dụng tiêu chuẩn công nghệ WiMAX. Sprint Nextel sẽ hợp tác với Intel, Motorola và Samsung phát triển một cơ sở hạ tầng mạng 4G trên toàn nước Mỹ. Trung Quốc triển khai dự án thí điểm 4G tại Thượng Hải tốn kém khoảng 150 triệu NDT (khoảng 19 triệu USD) và được chính phủ Trung Quốc tuyên bố là “thành phố 4G đầu tiên trên thế giới”. Viện Nghiên cứu điện tử và viễn thông Hàn Quốc (ETRI) đã thử nghiệm 4G cho phép truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 100 Mb/s đối với các thiết bị đang đứng yên và nếu đang di chuyển với vận tốc lên tới 120 km/h, hệ thống vẫn cho phép truyền và nhận dữ liệu một cách liền mạch, không hề bị đứt đoạn. Và Việt Nam, ngành công nghiệp viễn thông đang có nhiều tiềm năng và cơ hội để tiến tới mạng 4G, song các thách thức cũng đang ở phía trước. Đó là các khó khăn về trạm di động, hệ thống mạng cung cấp và dịch vụ.
HỒNG NHUNG

Từ khóa