Thế giới đã bước qua cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 dưới nền tảng phát triển công nghệ mạng di động thế hệ thứ 5, hay còn gọi là 5G, vậy có khi nào bạn thắc mắc quá trình hình thành và phát triển của các thế hệ mạng 1G, 2G, 3G, 4G không? hãy cùng Biết Tuốt tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!
Mục Lục
Mạng di động thế hệ đầu tiên – 1G
1G Là mạng thông tin di động không dây sơ khai đầu tiên trên thế giới. Nó là hệ thống giao tiếp thông tin qua kết nối tín hiệu analog được giới thiệu lần đầu tiên vào những năm đầu thập niên 80s. Nó sử dụng các ăng-ten thu phát sóng gắn ngoài, kết nối theo tín hiệu analog tới các trạm thu phát sóng và nhận tín hiệu xử lý thoại thông qua các module gắn trong máy di động. Chính vì thế mà các thế hệ máy di động đầu tiên trên thế giới có kích thước khá to và cồng kềnh do tích hợp cùng lúc 2 module thu tín hiện và phát tín hiệu như trên.
Mặc dù là thế hệ mạng di động đầu tiên với tần số chỉ từ 150MHz nhưng mạng 1G cũng phân ra khá nhiều chuẩn kết nối theo từng phân vùng riêng trên thế giới: NMT (Nordic Mobile Telephone) là chuẩn dành cho các nước Bắc Âu và Nga; AMPS (Advanced Mobile Phone System) tại Hoa Kỳ; TACS (Total Access Communications System) tại Anh; JTAGS tại Nhật; C-Netz tại Tây Đức; Radiocom 2000 tại Pháp; RTMI tại Ý.
Hệ thống mạng di động 1G hoàn thiện đầu tiên là Nordic Mobile Telephone (NMT),[3] được sử dụng ở các nước Bắc Âu, Thụy Sĩ, Hà Lan, Đông Âu và Nga. Những hệ thống mạng 1G khác bao gồm Advanced Mobile Phone System (AMPS) được sử dụng ở Bắc Mỹ và Úc, TACS (otal Access Communications System) tại Vương quốc Anh, C-450 ở Tây Đức, Bồ Đào Nha và Nam Phi, Radiocom 2000 ở Pháp, TMA ở Tây Ban Nha và RTMI ở Ý. Ở Nhật Bản có nhiều hệ thống mạng 1G. Ba tiêu chuẩn, TZ-801, TZ-802, và TZ-803 được phát triển bởi NTT (Nippon Telegraph và Telephone Corporation), trong khi một hệ thống cạnh tranh của công ty Daini Denden Planning, Inc. (DDI) sử dụng tiêu chuẩn JTACS (Japan Total Access Communications System). – Theo Wikipedia
Mạng di động thế hệ thứ 2 – 2G
Đây chính là thế hệ mạng di động thứ 2 với tên gọi đầy đủ là: “hệ thống thông tin di động toàn cầu“. Mạng 2G có tên tiếng anh là Global System for Mobile Communications hay còn gọi là GSM. Mạng 2G có khả năng phủ sóng rộng khắp, làm cho những chiếc điện thoại có thể được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới. GSM gồm nhiều các trạm thu phát sóng để những điện thoại di động có thể kết nối mạng qua việc tìm kiếm các trạm thu phát gần nhất.
Ba tính năng vượt trội của mạng 2G so với 2 công nghệ tiền nhiệm là 0G và 1G là:
- Gọi thoại với tín hiệu được mã hóa dưới dạng tín hiệu kĩ thuật số (digital encrypted).
- Sử dụng hiệu quả hơn phổ tần số vô tuyến cho phép nhiều người dùng hơn trên mỗi dải tần.
- Cung cấp dịch vụ dữ liệu cho di động, bắt đầu với tin nhắn văn bản SMS.
Khi mạng 2G xuất hiện, chất lượng cuốc gọi được cải thiện đáng kể, tín hiệu và tốc độ cũng tốt hơn rất nhiều so với thế hệ trước đó. Thời gian và chi phí được tiết kiệm khi mã hóa dữ liệu theo dạng kĩ thuật số. Những thiết bị được thiết kế nhỏ gọn và nhẹ hơn, ngoài ra chúng còn có thể thực hiện tin nhắn dạng SMS.
Những modem truyền thông trong công nghiệp như F2103 cũng sử dụng công nghệ mạng 2G này để thực hiện truyền tải dữ liệu. Nói chung mạng 2G có những tác động khá lớn tới ngành thông tin liên lạc và truyền tải dữ liệu.
Mạng 2G chia làm 2 nhánh chính: nền TDMA (Time Division Multiple Access) và nền CDMA cùng nhiều dạng kết nối mạng tuỳ theo yêu cầu sử dụng từ thiết bị cũng như hạ tầng từng phân vùng quốc gia:
- GSM (TDMA-based), khởi nguồn áp dụng tại Phần Lan và sau đó trở thành chuẩn phổ biến trên toàn 6 Châu lục. Và hiện nay vẫn đang được sử dụng bởi hơn 80% nhà cung cấp mạng di động toàn cầu.
- CDMA2000 – tần số 450 MHZ cũng là nền tảng di động tương tự GSM nói trên nhưng nó lại dựa trên nền CDMA và hiện cũng đang được cung cấp bởi 60 nhà mạng GSM trên toàn thế giới.
- IS-95 hay còn gọi là cdmaOne, (nền tảng CDMA) được sử dụng rộng rãi tại Hoa Kỳ và một số nước Châu Á và chiếm gần 17% các mạng toàn cầu. Tuy nhiên, tính đến thời điểm này thì có khoảng 12 nhà mạng đang chuyển dịch dần từ chuẩn mạng này sang GSM (tương tự như HT Mobile tại Việt Nam vừa qua) tại: Mexico, Ấn Độ, Úc và Hàn Quốc.
- PDC (nền tảng TDMA) tại Japan
- iDEN (nền tảng TDMA) sử dụng bởi Nextel tại Hoa Kỳ và Telus Mobility tại Canada.
- IS-136 hay còn gọi là D-AMPS, (nền tảng TDMA) là chuẩn kết nối phổ biến nhất tính đến thời điểm này và đưọ7c cung cấp hầu hết tại các nước trên thế giới cũng như Hoa Kỳ.
Mạng di động thế hệ thứ 3 – 3G
Mạng di động Thế hệ thứ 3 của chuẩn công nghệ điện thoại di động chính là mạng 3G Third-generation technology, cho phép truyền cả dữ liệu thoại như nghe gọi, nhắn tin và dữ liệu ngoài thoại như gửi mail, tải dữ liệu, hình ảnh. Nhờ có mạng 3G ta có thể truy cập Internet cho cả thuê bao cố định hay di chuyển ở các tốc độ khác nhau. hầu hết các smartphone hiện nay đều hỗ trợ công nghệ 3G. Hiện nay công nghệ 3G được xây dựng với 4 chuẩn chính: W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA, TD-SCDMA.
Mạng 3G cải thiện chất lượng cuộc gọi, tín hiệu, tốc độ cao hơn hẳn so với mạng 2G. Ta có thể truy cập Internet tốc độ cao ngay khi đang di chuyển, truy cập thế giới nội dung đa phương tiện: nhạc, phim, hình ảnh chất lượng cao. Người dùng có thể trò chuyện mọi nơi với chi phí rẻ hơn rất nhiều qua các ứng dụng hỗ trợ như: zalo, Viber, Line,…
Trong số các dịch vụ của 3G, Cuộc gọi video được phát triển mạnh nhất. Giá dịch vụ cho công nghệ 3G rất đắt tại nhiều quốc gia, nơi mà các cuộc bán đầu giá tần số mang lại hàng tỷ Euro cho các chính phủ. Bởi vì chi phí cho bản quyền về các tần số phải trang trải trong nhiều năm trước khi các thu nhập từ mạng 3G đem lại, nên một khối lượng vốn đầu tư khổng lồ là cần thiết để xây dựng mạng 3G. Nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đã rơi vào khó khăn về tài chính và điều này đã làm chậm trễ việc triển khai mạng 3G tại nhiều nước ngoại trừ Nhật Bản và Hàn Quốc, nơi yêu cầu về bản quyền tần số được bỏ qua do phát triển hạ tâng cơ sở IT quốc gia được đặt lên làm vấn đề ưu tiên nhất. Và cũng chính Nhật Bản là nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách rộng rãi, tiên phong bởi nhà mạng NTT DoCoMo. Tính đến năm 2005, khoảng 40% các thuê bao tại Nhật Bản là thuê bao 3G, và mạng 2G đang dần dần đi vào lãng quên trong tiềm thức công nghệ tại Nhật Bản.
Công nghệ 3G cũng được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn thông Thế giới (ITU). Ban đầu 3G được dự kiến là một chuẩn thống nhất trên thế giới, nhưng trên thực tế, thế giới 3G đã bị chia thành 4 phần riêng biệt:
- W-CDMA: Tiêu chuẩn W-CDMA là nền tảng của chuẩn UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), dựa trên kỹ thuật CDMA trải phổ dãy trực tiếp, trước đây gọi là UTRA FDD, được xem như là giải pháp thích hợp với các nhà khai thác dịch vụ di động (Mobile network operator) sử dụng GSM, tập trung chủ yếu ở châu Âu và một phần châu Á (trong đó có Việt Nam). UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE.
- CDMA: Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95. Các đề xuất của CDMA2000 nằm bên ngoài khuôn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc. CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, là tổ chức độc lập với 3GPP. Có nhiều công nghệ truyền thông khác nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV. CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s. Chuẩn này đã được chấp nhận bởi ITU.
- TD-CDMA: Chuẩn TD-CDMA, viết tắt từ Time-division-CDMA, trước đây gọi là UTRA TDD, là một chuẩn dựa trên kỹ thuật song công phân chia theo thời gian (Time-division duplex). Đây là một chuẩn thương mại áp dụng hỗn hợp của TDMA và CDMA nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn cho truyền thông đa phương tiện trong cả truyền dữ liệu lẫn âm thanh, hình ảnh.Chuẩn TD-CDMA và W-CMDA đều là những nền tảng của UMTS, tiêu chuẩn hóa bởi 3GPP, vì vậy chúng có thể cung cấp cùng loại của các kênh khi có thể. Các giao thức của UMTS là HSDPA/HSUPA cải tiến cũng được thực hiện theo chuẩn TD-CDMA.
- TD-SCDMA: Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) đang được phát triển tại Trung Quốc bởi các công ty Datang và Siemens, nhằm mục đích như là một giải pháp thay thế cho W-CDMA. Nó thường xuyên bị nhầm lẫn với chuẩn TD-CDMA. Cũng giống như TD-CDMA, chuẩn này dựa trên nền tảng UMTS-TDD hoặc IMT 2000 Time-Division (IMT-TD). Tuy nhiên, nếu như TD-CDMA hình thành từ giao thức mang cũng mang tên TD-CDMA, thì TD-SCDMA phát triển dựa trên giao thức của S-CDMA.
Mạng di động 3.5G: là hệ thống mạng di động truyền tải tốc độ cao HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), phát triển từ 3G và hiện đang được 166 nhà mạng tại 75 nước đưa vào cung cấp cho người dùng. Nó đuợc kết hợp từ 2 công nghệ kết nối không dây hiện đại HSPA và HSUPA, cho phép tốc độ truyền dẫn lên đến 7.2Mbp/s.
Mạng di động thế hệ thứ 4 – 4G
Mạng thông tin di động 4G Hay còn có thể viết là 4-G, là công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ tư, cho phép truyền tải dữ liệu với tốc độ tối đa trong điều kiện lý tưởng lên tới 1 – 1,5 Gbit/s. Cách đây không lâu thì một nhóm gồm 26 công ty trong đó có Vodafone (Anh), Siemens (Đức), Alcatel (Pháp), NEC và DoCoMo (Nhật Bản), đã ký thỏa thuận cùng nhau phát triển một tiêu chí cao cấp cho ĐTDĐ, một thế hệ thứ 4 trong kết nối di động – đó chính là nền tảng cho kết nối 4G sắp tới đây.
Mạng 4G hiện đang được sử dụng phổ biến và hội tụ rất nhiều ưu điểm khiến người dùng hài lòng. Dưới đây là những ưu điểm nổi bật nhất của mạng di động 4G.
- Tốc độ mạng 4G đạt mức rất ấn tượng khi trong điều kiện lý tưởng, tốc độ tải của công nghệ mạng này khi di chuyển lên đến 100 Mbps và đạt xấp xỉ 1Gbps nếu đứng yên.
- Công suất và hiệu suất hoạt động của mạng di động 4G cực kỳ cao khi một trạm phát 4G có thể phục vụ cùng lúc khoảng 300-400 người dùng. Mạng 4G hỗ trợ các chương trình mã hóa nhanh hơn, nén được nhiều dữ liệu bit hơn so với mạng 3G.
- Nhờ tốc độ truyền dữ liệu cao nên mạng 4G hỗ trợ các phần mềm chạy mượt mà hơn, người dùng được xem video chất lượng cao Full HD và 4K.
Mạng di động thế hệ thứ 5 – 5G
Giống như những gì chúng ta hình dung, 5G nhanh hơn 4G. Hiện tại, mạng 5G mới được lên kế hoạch hoạt động trong dải tần số cao của băng tần không dây – nó nằm giữa 30 GHz và 300 GHz, hay còn được gọi là băng tần bước sóng milimet. Đối với các thiết bị di động, 5G sẽ giúp sửa chữa rất nhiều vấn đề của 4G và các công nghệ không dây hiện tại. Nó sẽ được thiết kế để hỗ trợ đồng thời nhiều người dùng và thiết bị hơn (theo thông số kỹ thuật ITU mỗi cell 5G sẽ hỗ trợ cho 1 triệu thiết bị trên diện tích 1 km2), với tốc độ cao hơn cả 4G. Việc tốc độ dữ liệu của bạn bị chậm đi khi đang ở một sự kiện đông người sẽ chỉ còn là quá khứ.
Hiện cả ba nhà mạng lớn tại Việt Nam gồm Viettel, VinaPhone, MobiFone đều đã triển khai mạng 5G tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và một số tỉnh, thành phố khác. Với tốc độ cao hơn 10 lần so với 4G hiện tại, 5G được kỳ vọng sẽ giải quyết các bài toán khó hơn về mạng dữ liệu, mang tới những trải nghiệm tốc độ nhanh hơn.
Mạng 5G sẽ có mặt chính thức tại Việt Nam vào khoảng giữa năm 2021 sau khi cả ba nhà mạng hoàn tất việc thử nghiệm và cấp phép hoạt động của Bộ Thông Tin và Truyền Thông.
Hiện tại, theo thông tin được ghi nhận thì cuộc gọi đầu tiên được thử nghiệm trên đường truyền 5G đã tiến hành từ ngày 10/5/2019. Đến 20/8/2020 thì Bộ Thông Tin và Truyền Thông công bố sẽ quy hoạch băng tần 24.25 – 27.5 để phục vụ cho việc kết nối và sử dụng mạng 5G tại nước ta.
Hơn nữa, Bộ Thông Tin và Truyền Thông đã duyệt qua giấy phép thử nghiệm dịch vụ mạng 5G Việt Nam cho hai nhà mạng là Viettel và MobiFone.
Cụ thể, Viettel có quyền sử dụng các đoạn băng tần từ 2.500MHz đến 2.600MHz, từ 3.700MHz đến 3.800MHz và băng tần từ 27.100MHz đến 27.500MHz. Ngoài ra, quy mô thử nghiệm của nhà mạng này được kéo dài đến 30/6/2021 tại 140 địa điểm ở Hà Nội.
Trong khi đó, MobiFone sẽ bắt đầu thương mại viễn thông mạng 5G tại TP. Hồ Chí Minh với 50 địa điểm đặt trạm BTS và giấy phép thử nghiệm của nhà mạng này cũng kéo dài đến ngày 30/6/2021.
VinaPhone cũng đã sớm thử nghiệm 5G từ tháng 4/2020 và công bố kế hoạch cung cấp thương mại 5G thử nghiệm vào cuối tháng 11. Nhà mạng VinaPhone còn cho hay tốc độ tải xuống dữ liệu bằng mạng 5G do hãng cung cấp sẽ đạt tốc độ tối đa 2.2Gbps và độ trễ xấp xỉ 0%, đây là con số tuyệt vời đáng trông chờ.