CÔNG NGH 4GỆ
ế ế ệ ứ ng t ướ ớ ộ ạ bào m i th h th 4 (4G - 4 ớ ề ạ ự ề ộ ạ ệ /s, th m chí lên t i 100 Mb /s ơ ấ ề ữ ệ ớ ớ ậ
rd Generation), Ti p theo m ng thông tin di đ ng (TTDĐ) th h th 3 (3G - 3 ộ ạ Liên minh Vi n thông qu c t i m t chu n cho m ng di (ITU) đang h ẩ ố ế ễ th Generation). 4G có nh ng tính năng đ ng t ữ ế ệ ứ ế ộ ng v ươ t tr i nh : Cho phép tho i d a trên n n IP, truy n s li u và đa ph ượ ộ ề ố ệ ư ti n v i t c đ cao h n r t nhi u so v i các m ng di đ ng hi n nay… Theo ớ ệ ớ ố ộ tính toán, t c đ truy n d li u có th lên t i 1 Gb ể trong các đi u ki n tĩnh. ề
ố ộ ệ
Các công ngh ti n 4G ệ ề
ệ ướ ự c xem là các công ngh ti n 4G, đó là các công ngh làm s c đ xây d ng ở ứ ể ệ ề ệ ượ ng lai. 3 công ngh d nên chu n 4G trong t ẩ i đây đ ươ
LTE (Long-Term Evolution)
ẩ ứ ệ ạ ồ bào th h th ba 3G UMTS 3GPP (3 ắ
rd Generation ắ c châu á, châu âu và B c M đã b t
ế ệ ứ ướ ủ ỹ T ch c chu n hóa công ngh m ng TTDĐ t ế ổ Partnership Project) bao g m các t ch c chu n hóa c a các n ẩ ổ ứ đ u chu n hóa th h ti p theo c a m ng di đ ng 3G là LTE. ộ ạ ủ ầ ế ệ ế ẩ
ề ượ ị ể ự ế ụ ớ ứ ệ ề ầ ố ự ằ ư ề ữ ệ ố ộ ộ ề ẻ băng t n có đ r ng t ợ ề ữ ệ ớ ố ộ ừ ể ầ ạ ộ ế ề ệ ề ư ng lên, còn ệ ể ề ậ ả t b đ u cu i c a khách hàng. c xây d ng trên n n công ngh GSM (Global System for Mobile Communications), vì th nó LTE đ ế ử ụ d dàng thay th và tri n khai cho nhi u nhà cung c p d ch v . Nh ng khác v i GSM, LTE s d ng ễ ấ ng th c ghép kênh phân chia theo t n s tr c giao (OFDM) - truy n d li u t c đ cao b ng cách ph ươ phân chia thành các sóng mang con tr c giao. LTE s d ng ph t n m t cách thích h p và m m d o, nó ự ổ ầ ử ụ ấ có th ho t đ ng i 20 MHz. T c đ truy n d li u l n nh t 1,25 MHz cho t ộ ộ ớ ở i 250 Mb/s khi đ r ng băng t n là 20 MHz. LTE khác v i các công (v lý thuy t) c a LTE có th đ t t ớ ầ ể ạ ớ ủ ộ ộ ng xu ng nó h ch , nó ch s d ng OFDM h ngh ti n 4G khác nh WiMAX II ố ở ướ ở ướ ỉ ử ụ ở ỗ s d ng đa truy nh p phân chia theo t n s đ n sóng mang đ nâng cao hi u qu trong vi c đi u khi n ể ệ ầ ố ơ ử ụ công su t và nâng cao th i gian s d ng pin cho thi ờ ế ị ầ ố ủ ử ụ ấ
UMB (Ultra Mobile Broadband)
ạ ẩ ệ ứ ế ệ ở ượ ứ ể ễ ậ ả ắ ớ ố ỹ ỗ ự ể ầ ặ
rd Generation T ch c chu n hóa công ngh m ng TTDĐ th h th ba CDMA2000 3GPP2 (3 ứ ổ c thành l p và phát tri n b i các t Partnership Project 2) đ ch c vi n thông c a Nh t B n, Trung ậ ủ ổ Qu c, B c M và Hàn Qu c cùng v i các hãng nh Alcatel-Lucent, Apple, Motorola, NEC và Verizon ư ố Wireless. Thành viên c a 3GPP2, Qualcomm là hãng đi đ u trong n l c phát tri n UMB, m c dù hãng ủ này cũng chú tâm c vào vi c phát tri n LTE.
ệ ể ả
ự ế băng t n có đ r ng t ở ấ ớ ố nhi u d i t n s . UMB đ ả ầ ố ạ ộ ề ừ ữ ệ ộ ộ ề ệ ở ồ 1,25 UMB d a trên CDMA (Code Division Multiple Access) có th ho t đ ng ầ MHz đ n 20 MHz và làm vi c c đ xu t v i t c đ truy n d li u lên ộ ề i 288 Mb/s cho lu ng xu ng và 75 Mb/s cho lu ng lên v i đ r ng băng t n s d ng là 20 MHz. Công t ầ ử ụ ớ ngh này s cung c p k t n i thông qua các sóng mang d a trên đa truy nh p phân chia theo mã CDMA. ậ ệ ể ượ ớ ộ ộ ự ố ế ố ồ ấ ẽ
IEEE 802.16m (WiMAX II)
ộ ể ẩ ỗ c phát tri n t ể ừ ộ IEEE 802.16 là m t chu i các chu n do IEEE phát tri n, chúng h tr c c đ nh (IEEE 802.16-2004) và chu n IEEE di đ ng (IEEE 802.16e-2005). IEEE 802.16m (hay còn g i là WiMAX II) đ ẩ 802.16e, là công ngh duy nh t trong các công ngh ti n 4G đ c xây d ng hoàn toàn d a trên công ự ấ ỗ ợ ả ố ị ượ ự ọ ệ ề ượ ệ
ố ự ậ ầ ậ ậ ỹ ề ngh đa truy nh p phân chia theo t n s tr c giao OFDMA (k thu t đa truy c p vào kênh truy n ệ OFDM).
ứ ộ ụ ả ng thành th và kho ng 10 km cho các khu v c nông thôn. i 100 Mb/s cho các ng d ng di đ ng và có Công ngh WiMAX II s h tr t c đ truy n d li u lên t ệ ớ ẽ ỗ ợ ố ộ môi i dùng tĩnh. Kho ng cách truy n c a WiMAX II là kho ng 2 km i 1Gb/s cho các ng th lên t ở ề ủ ườ ớ ể tr ườ ề ữ ệ ả ự ả ị
ẫ ầ ề ề ấ ử ụ ệ ố ể ộ
Hãng Intel đang d n đ u v đ xu t s d ng và phát tri n WiMAX II cho h th ng 4G, m t chi n l ế ượ c mà các Hãng Alcatel-Lucent, AT&T, Motorola, Nokia, Samsung, Sprint Nextel và các thành viên khác c aủ WiMAX Forum cũng h tr tích c c. ỗ ợ ự
S phát tri n c a hai công ngh GSM và CDMA ể ủ ự ệ
ạ ế ệ ế ớ ộ ệ bào trên th gi ậ
ủ ế ử ụ ờ ầ c đa truy nh p cho nhi u ng ớ ệ ầ ượ ể i các băng t n con chúng đ c chia thành các băng t n con và t ầ ạ ậ ể ự ượ ề ệ ệ ườ ẽ ờ ậ ẻ ạ ể ế ố ồ ủ ờ ệ ủ ử ụ ẫ ẽ ượ ượ c ph c h i duy nh t thi c mã hoá b ng các mã ng u nhiên khác nhau, sau đó đ ẫ ố c tách bi ằ ỉ ượ ộ ẫ ớ ộ ả ầ ụ ồ ấ ở ẫ ng ng. i, các m ng di đ ng t Hi n t i đang ch y u s d ng hai công ngh GSM và CDMA. ệ ạ GSM d a trên công ngh đa truy nh p phân chia theo th i gian TDMA (Time Division Mutiple Access). ự ự V i công ngh này, băng t n đ c th c ượ ệ i dùng. CDMA là hi n phân chia theo th i gian đ có th th c hi n đ công ngh đa truy nh p phân chia theo mã. Các thuê bao c a m ng di đ ng CDMA s chia s cùng m t ộ ộ ộ ả c phát đi trên cùng m t d i d i t n dùng chung. Nhi u thuê bao có th k t n i đ ng th i và tín hi u đ ệ ượ ề ả ầ t b ng cách s d ng mã ng u nhiên. Các tín hi u c a nhi u thuê t n. Các kênh thuê bao đ ề ệ ằ ượ ầ bao khác nhau s đ c tr n l n và phát đi trên t b đ u cu i thuê bao v i mã ng u nhiên cùng m t d i t n chung và ch đ ế ị ầ t ươ ứ
ể ứ ữ ệ ạ ữ ờ ử ụ ạ ộ ệ ể ệ ợ ạ ệ ộ ơ ị ng t ọ ư ươ ề ấ ớ ị ớ ụ ớ ố ế ụ ệ ồ ả ệ ớ c ph n nào nh ữ ệ ượ ể ệ ề i quy t đ ế ượ ả ự ộ ộ ấ ầ ờ ủ ầ ớ
Đi m khác nhau gi a chúng là d i t n s ho t đ ng cũng nh ph ng th c mã hóa tho i và d li u mà ả ầ ố ề chúng s d ng. Th i gian qua, c hai công ngh này đã có nhi u phát tri n v i vi c tích h p thêm nhi u ả ấ công ngh đ nâng cao hi u năng m ng trong vi c cung c p các d ch v v i t c đ cao h n, ch t ệ ể ệ t h n. H GSM bao g m c công ngh 2,5G v i d ch v vô tuy n gói chung GPRS (General l ố ơ ượ ệ Packet Radio Service) và công ngh 2,75G EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) v i vi c ề c đi m trong vi c truy n nâng cao t c đ truy n d li u cho GSM đã gi ố d li u t c đ th p c a GSM ban đ u. V i CDMA, s ra đ i c a công ngh CDMA băng r ng 3G ộ ủ ệ ữ ệ ố (WCDMA) và truy nh p gói t c đ cao HSPA (High Speed Packet Access) là các gi i pháp cho vi c nâng ậ ệ ả cao hi u năng c a m ng, hay v i CDMA2000 là s phát tri n lên EV-DO (Evolution Data Only). ạ ố ộ ớ ự ủ ể ệ
Nhu c u ng ầ ườ i dùng là đ ng l c phát tri n 4G ự ộ ể
ộ ộ t ế ố ừ ể ự ệ Th nh t ứ ộ ạ ủ , ng ậ ớ ố ự ư ạ ươ ữ ấ ị ng t ể ụ ữ ầ ủ ọ ộ ộ ng t ng t t h n, t c đ cao h n; t c đ truy nh p Web, t ố ế ậ ấ ượ ơ ự ướ ụ ớ ố ề ng lai. ệ ớ i và phát tri n c a m t công ngh m i. Nhu c u c a khách hàng luôn tác đ ng l n đ n s ra đ i, t n t ờ ồ ạ ế ự ớ ể ủ ầ ủ nhu c u c a ng i dùng tác đ ng đ n s phát tri n c a công Có th nói, hi n nay có hai y u t ủ ườ ủ ầ ế ự ể ấ , đó là s gia tăng v nhu c u các ng d ng c a m ng không dây và nhu c u băng ngh 4G. ầ ề ầ ụ ứ ệ ờ ẫ i dùng luôn mu n công ngh không dây m i ra đ i v n Th hai thông cao khi truy nh p Internet. ệ ườ ứ ệ nh m ng h u tuy n, m ng không dây hi n s cung c p các d ch v và các ti n ích theo cách t ạ ẽ ệ ế ng các d ch v cung có mà h đang dùng v i nh ng thói quen c a h . Và hi n nhiên nhu c u v ch t l ị ề ấ ượ ọ i xu ng các tài nguyên m ng nhanh h n; c p đ ơ c t ả ố ấ ạ ượ ố ơ ệ i c a công ngh di t h n… là đích h các ch ng trình truy n hình tr c tuy n có ch t l ớ ủ ố ơ ươ đ ng 4G trong t ộ ươ
ổ ử ụ ủ ạ ố ệ ườ ố ệ ạ ử ụ ệ Tính đ n h t tháng 12.2007, t ng s ng ế ế 2.844 tri u ng l ượ l ượ i dùng c a các m ng s d ng công ngh GSM là kho ng ả ệ ố i (86,6%), trong khi con s này c a các m ng CDMA là 381 tri u ng i (11,6%) và s ườ ủ ườ ố ng thuê bao c a các m ng s d ng các công ngh khác là 69 tri u ng i (1,8%). Trong năm 2007, s ườ ệ ủ ng thuê bao tăng thêm c a các m ng GSM là 586 tri u và c a các m ng CDMA là 41 tri u. Đi u đó ạ ạ ạ ủ ủ ệ ệ ề
ầ ớ ệ i. Đi u này nh h ng thuê bao m ng GSM và các công ngh phát tri n t ể ừ ỏ ế ự ự ị GSM đang chi m ph n l n th ế ể ng không nh đ n s l a ch n công ngh cho phát tri n ệ ọ ưở ả ng lai. cho th y, s l ố ượ ấ ph n hi n nay trên th gi ệ ế ớ m ng c a các nhà đ u t ầ ư ủ ạ ề trong t ươ ầ ạ
ể ủ ộ bào cũng nh t c đ truy n d ư ố ế ng lai, nó k th a và phát tri n t ứ ệ ệ ế ừ ạ ộ ệ ế c xây d ng s có t c đ truy n d li u cao trên 100 Mb/s, th m chí lên t ữ ề ể ừ c đó - các công ngh ti n 4G hay các công ngh siêu 3G (Super ớ i ẽ ấ ự ủ ệ ủ ệ ố ộ ậ Hình 2 cho th y s phát tri n c a các công ngh cho m ng di đ ng t ộ ng ng c a chúng. 4G là m t công ngh di đ ng c a t li u t ộ ủ ươ ệ ươ bào tr nh ng công ngh c a m ng t ệ ề ướ ạ ữ 3G). Các công ngh 4G đ ề ữ ệ ự ượ 1Gb/s cho các đi u ki n tĩnh. ề ệ
ấ ủ ọ ự ả ể ắ ầ ự ả ề ệ ể ữ ệ ơ ị ậ ượ ộ t h n. ế có th b t đ u th c hi n các s n ph m c a h vào kho ng năm 2010 đ n Các nhà s n xu t, đ u t ệ ả ẩ ầ ư ả c năm 2015. Công 2012, và m ng 4G có th đ c xây d ng và phát tri n m nh đ khai thác kho ng tr ạ ể ể ượ ạ ướ ngh 4G s cung c p m t m ng d ch v v i t c đ truy n d li u cao thông qua các kênh truy n d n ẫ ề ộ ộ ụ ớ ố ạ ấ ẽ ng thông tin nhi u h n và các k thu t thu phát MIMO (Multi- băng r ng. Nó cho phép g i và nh n l ỹ ề ử Input Multi-Output) s giúp h th ng làm vi c v i hi u năng cao, ch t l ấ ượ ậ ng d ch v t ị ụ ố ơ ệ ớ ệ ố ệ ẽ
Đ nh h ng và t ng lai c a công ngh 4G ị ướ ươ ủ ệ
ẩ ế ượ ữ ư ệ ệ ở ứ ể ề ể ộ h tr c a các hãng di đ ng toàn c u; các t ế ề ẩ ấ ự ề ẩ ặ ộ c thông qua. Tuy nhiên, nh ng công ngh phát Cho đ n nay, ch a có m t chu n nào rõ ràng cho 4G đ ộ tri n cho 3G hi n nay s làm ti n đ cho ITU xem xét đ phát tri n cho chu n 4G. Các s c quan ẩ ể ẽ ể ổ ứ tr ng đ ITU thông qua cho chu n 4G chính là t ch c ừ ỗ ợ ủ ầ ọ bào ti n 4G (LTE, UMB và chu n hóa và đ c bi ệ ạ ệ i. WiMAX II). Chúng s là các công ngh quan tr ng giúp ITU xây d ng các chu n 4G trong th i gian t ớ ẽ t là s xu t hi n c a 3 công ngh m ng di đ ng t ọ ệ ủ ệ ự ẩ ờ
ặ ư ượ ộ ố ể ẵ ệ ư ư ụ ể ề ệ ử ệ ằ ướ ư ệ ệ c thông qua, nh ng m t s hãng đã s n sàng đ làm vi c v i M c dù ch a có chu n nào cho 4G đ ớ ệ ẩ ầ ư công ngh 4G. Cho đ n nay, ITU v n ch a đ nh nghĩa c th v công ngh 4G, nh ng các nhà đ u t ệ ư ị ẫ ế vào các th nghi m cho công ngh này nh m m c đích nh NTT DoCoMo và Sprint Nextel đang đ u t ầ ư ụ ư thu đ c khi chính ớ th c đ c nh ng kinh nghi m làm vi c v i 4G cũng nh nâng cao hi u năng cho 4G tr ệ c đ a vào khai thác. ượ ữ ứ ượ ư
ủ ự ư ủ ạ ẽ ề ề ử ọ ấ ợ ặ ạ t b đ u cu i s ph i c i ti n tr ố ử ụ ươ c khi ng
ứ ạ i. Theo d đoán c a các nhà phân tích, các công ngh nh EV-DO và HSPA s không còn đ m nh vào ệ t b đ u cu i s d ng các công ngh 3G hay 3,5G đ u có nh ng năm 2011-2012. Theo h , r t nhi u thi ế ị ầ ệ ữ ỗ ng ti n, m c dù tính năng này m ng đã h b vi x lý không th c s phù h p cho các ng d ng đa ph ệ ụ ứ ự ự ộ ả i dùng nghĩ đ n chi phí mà h ph i tr . Vì th mà các thi ọ ả ả ế ườ ế ướ ế ị ầ ế ợ ng x ng hay ch a. Hi n t t b đ u cu i đ s d ng các d ch v t c đ cao đã t tr cho các thi i, các ệ ạ ư ụ ố ộ ươ ị ế ị ầ ả nhà đ u t có th m r ng kh năng cho m ng 3G b ng cách nâng c p lên 3,5G, đi u đó đ ng nghĩa ồ ề ấ ằ ể ở ộ ầ ư v i vi c ng d ng 4G s b ch m l ạ ệ ứ ớ ố ẽ ố ể ử ụ ả ẽ ị ậ ụ
ệ ễ ế ạ ệ ề ch c, công ty cũng nh s l ổ ự ng khách hàng l n - các đ i t ớ ư ố ượ t và t c đ truy n d li u cao. Tuy nhiên, tr ố ướ ố ượ c m t các nhà đ u t ắ c xem nh là quá trình th c hi n t ng b ụ ấ ượ ấ ệ ừ ượ ư ề ủ ể ể ễ ị ơ Hi n nay, ph n l n các nhà khai thác vi n thông đ u lên k ho ch th c hi n 4G cho các vùng đô th , n i ầ ớ ng mà luôn mong mà có nhi u các t ứ ề ầ ư ẽ s ng t mu n các d ch v ch t l ố ộ ố ề ữ ệ ị ướ ti p t c cung c p các d ch v 3G cũng nh 3,5G và nó đ c ự ư ụ ị ế ụ ng khách hàng mà cho 4G. Đi u này không ch giúp h ti p t c m r ng vùng ph sóng, gia tăng s l ỉ ọ ế ụ ố ượ ở ộ ở i dùng, có th chuy n d dàng sang công ngh 4G, b i cho 3G. V i ng còn giúp thu h i v n đã đ u t ệ ườ ớ ầ ư ồ ố v i h đ n gi n đó ch là s m r ng các ng d ng c a m ng 3G hay 3,5G mà h đang dùng. ụ ứ ả ớ ọ ơ ự ở ộ ủ ạ ọ ỉ
ướ ố ng m ng c a h phát tri n lên theo UMB. V i các qu c gia châu âu, ph n l n s ỹ ọ ạ ỹ ử ụ ớ ng phát tri n m ng theo LTE mà không v i vàng chuy n theo h T i các n ạ khai thác đang h d ng GSM, vì th h đang h ụ c châu Phi, khu v c M La tinh, Hàn Qu c và M s d ng ph bi n CDMA, vì v y các nhà ậ ầ ớ ử ướ ng ổ ế ố ộ ự ủ ướ ướ ế ọ ể ể ể ạ
i nhi u kh năng s ụ ễ ấ ơ ị i c a th gi ạ ủ ế ớ ề ả ẽ WiMAX II t n kém h n. Các nhà cung c p d ch v vi n thông còn l phát tri n m ng theo WiMAX II. ố ạ ể
ả ỉ ệ ẽ c th c hi n và các nhà đ u t b t đ u thu h i đ ng cho m ng không dây không ph i ch dành riêng cho 4G và v i riêng 4G cũng khó i dùng ngày càng cao. Và vi c thông qua chu n cho 4G s không ồ ượ ố c v n ớ ẩ ầ ư ắ ầ ườ ẩ ượ ự ệ Tuy nhiên, th tr ạ ị ườ có th đáp ng đ nhu c u c a ng ầ ủ ủ ứ ể x y ra cho t i khi các ti n trình chu n hóa đ ớ ế ả cho 3G và 3,5G. mà h đã đ u t ầ ư ọ
_______________
Tài li u tham kh o ả ệ
- Jr. Sixto Ortiz, 4G Wireless Begins to Take a Shape, IEEE Communications Society.
- ITU: www.itu.int.
- GSA - The Global Mobile Suppliers Association: http://www.gsacom.com.
- NTT DoCoMo, Nh t B n: http://www.nttdocomo.com/technologies/future/index.html. ậ ả
