CÔNG NGH 4GỆ
Ti p theo m ng thông tin di đ ng (TTDĐ) th h th 3 (3G - 3ế ạ ộ ế ệ ứ rd Generation),
Liên minh Vi n thông qu c t (ITU) đang h ng t i m t chu n cho m ng diễ ố ế ướ ớ ộ ẩ ạ
đ ng t bào m i th h th 4 (4G - 4ộ ế ớ ế ệ ứ th Generation). 4G có nh ng tính năngữ
v t tr i nh : Cho phép tho i d a trên n n IP, truy n s li u và đa ph ngượ ộ ư ạ ự ề ề ố ệ ươ
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… Theoệ ớ ố ộ ơ ấ ề ớ ạ ộ ệ
tính toán, t c đ truy n d li u có th lên t i 100 Mbố ộ ề ữ ệ ể ớ
/s
, th m chí lên t i 1 Gbậ ớ
/s
trong các đi u ki n tĩnh.ề ệ
Các công ngh ti n 4Gệ ề
3 công ngh d i đây đ c xem là các công ngh ti n 4G, đó là các công ngh làm s c đ xây d ngệ ướ ượ ệ ề ệ ở ứ ể ự
nên chu n 4G trong t ng lai.ẩ ươ
LTE (Long-Term Evolution)
T ch c chu n hóa công ngh m ng TTDĐ t bào th h th ba 3G UMTS 3GPP (3ổ ứ ẩ ệ ạ ế ế ệ ứ
rd
Generation
Partnership Project) bao g m các t ch c chu n hóa c a các n c châu á, châu âu và B c M đã b tồ ổ ứ ẩ ủ ướ ắ ỹ ắ
đ u chu n hóa th h ti p theo c a m ng di đ ng 3G là LTE. ầ ẩ ế ệ ế ủ ạ ộ
LTE đ c xây d ng trên n n công ngh GSM (Global System for Mobile Communications), vì th nóượ ự ề ệ ế
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 ngễ ế ể ề ấ ị ụ ư ớ ử ụ
ph 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 cáchươ ứ ầ ố ự ề ữ ệ ố ộ ằ
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, nóự ử ụ ổ ầ ộ ợ ề ẻ
có th ho t đ ng băng t n có đ r ng t 1,25 MHz cho t i 20 MHz. T c đ truy n d li u l n nh tể ạ ộ ở ầ ộ ộ ừ ớ ố ộ ề ữ ệ ớ ấ
(v lý thuy t) c a LTE có th đ t t i 250 Mb/s khi đ r ng băng t n là 20 MHz. LTE khác v i các côngề ế ủ ể ạ ớ ộ ộ ầ ớ
ngh ti n 4G khác nh WiMAX II ch , nó ch s d ng OFDM h ng lên, còn h ng xu ng nóệ ề ư ở ỗ ỉ ử ụ ở ướ ở ướ ố
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 nử ụ ậ ầ ố ơ ể ệ ả ệ ề ể
công su t và nâng cao th i gian s d ng pin cho thi t b đ u cu i c a khách hàng. ấ ờ ử ụ ế ị ầ ố ủ
UMB (Ultra Mobile Broadband)
T ch c chu n hóa công ngh m ng TTDĐ th h th ba CDMA2000 3GPP2 (3ổ ứ ẩ ệ ạ ế ệ ứ
rd
Generation
Partnership Project 2) đ c thành l p và phát tri n b i các t ch c vi n thông c a Nh t B n, Trungượ ậ ể ở ổ ứ ễ ủ ậ ả
Qu c, B c M và Hàn Qu c cùng v i các hãng nh Alcatel-Lucent, Apple, Motorola, NEC và Verizonố ắ ỹ ố ớ ư
Wireless. Thành viên c a 3GPP2, Qualcomm là hãng đi đ u trong n l c phát tri n UMB, m c dù hãngủ ầ ỗ ự ể ặ
này cũng chú tâm c vào vi c phát tri n LTE.ả ệ ể
UMB d a trên CDMA (Code Division Multiple Access) có th ho t đ ng băng t n có đ r ng t 1,25ự ể ạ ộ ở ầ ộ ộ ừ
MHz đ n 20 MHz và làm vi c nhi u d i t n s . UMB đ c đ xu t v i t c đ truy n d li u lênế ệ ở ề ả ầ ố ượ ề ấ ớ ố ộ ề ữ ệ
t 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. Côngớ ồ ố ồ ớ ộ ộ ầ ử ụ
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.ệ ẽ ấ ế ố ự ậ
IEEE 802.16m (WiMAX II)
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) vàộ ỗ ẩ ể ỗ ợ ả ố ị
di đ ng (IEEE 802.16e-2005). IEEE 802.16m (hay còn g i là WiMAX II) đ c phát tri n t chu n IEEEộ ọ ượ ể ừ 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 côngệ ấ ệ ề ượ ự ự
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 nệ ậ ầ ố ự ỹ ậ ậ ề
OFDM).
Công ngh WiMAX II s h tr t c đ truy n d li u lên t i 100 Mb/s cho các ng d ng di đ ng và cóệ ẽ ỗ ợ ố ộ ề ữ ệ ớ ứ ụ ộ
th lên t i 1Gb/s cho các ng i dùng tĩnh. Kho ng cách truy n c a WiMAX II là kho ng 2 km môiể ớ ườ ả ề ủ ả ở
tr ng thành th và kho ng 10 km cho các khu v c nông thôn.ườ ị ả ự
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 cẫ ầ ề ề ấ ử ụ ể ệ ố ộ ế ượ
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 CDMAự ể ủ ệ
Hi n t i, các m ng di đ ng t bào trên th gi i đang ch y u s d ng hai công ngh GSM và CDMA.ệ ạ ạ ộ ế ế ớ ủ ế ử ụ ệ
GSM d a trên công ngh đa truy nh p phân chia theo th i gian TDMA (Time Division Mutiple Access).ự ệ ậ ờ
V i công ngh này, băng t n đ c chia thành các băng t n con và t i các băng t n con chúng đ c th cớ ệ ầ ượ ầ ạ ầ ượ ự
hi n phân chia theo th i gian đ có th th c hi n đ c đa truy nh p cho nhi u ng i dùng. CDMA làệ ờ ể ể ự ệ ượ ậ ề ườ
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 tệ ậ ủ ạ ộ ẽ ẻ ộ
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 c phát đi trên cùng m t d iả ầ ề ể ế ố ồ ờ ệ ượ ộ ả
t n. Các kênh thuê bao đ c tách bi t b ng cách s d ng mã ng u nhiên. Các tín hi u c a nhi u thuêầ ượ ệ ằ ử ụ ẫ ệ ủ ề
bao khác nhau s đ c mã hoá b ng các mã ng u nhiên khác nhau, sau đó đ c tr n l n và phát đi trênẽ ượ ằ ẫ ượ ộ ẫ
cùng m t d i t n chung và ch đ c ph c h i duy nh t thi t b đ u cu i thuê bao v i mã ng u nhiênộ ả ầ ỉ ượ ụ ồ ấ ở ế ị ầ ố ớ ẫ
t ng ng.ươ ứ
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 màể ữ ả ầ ố ạ ộ ư ươ ứ ạ ữ ệ
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 uử ụ ờ ả ệ ề ể ớ ệ ợ ề
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 tệ ể ệ ạ ệ ấ ị ụ ớ ố ộ ơ ấ
l ng t t h n. H GSM bao g m c công ngh 2,5G v i d ch v vô tuy n gói chung GPRS (Generalượ ố ơ ọ ồ ả ệ ớ ị ụ ế
Packet Radio Service) và công ngh 2,75G EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) v i vi cệ ớ ệ
nâng cao t c đ truy n d li u cho GSM đã gi i quy t đ c ph n nào nh c đi m trong vi c truy nố ộ ề ữ ệ ả ế ượ ầ ượ ể ệ ề
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 3Gữ ệ ố ộ ấ ủ ầ ớ ự ờ ủ ệ ộ
(WCDMA) và truy nh p gói t c đ cao HSPA (High Speed Packet Access) là các gi i pháp cho vi c nângậ ố ộ ả ệ
cao hi u năng c a m ng, hay v i CDMA2000 là s phát tri n lên EV-DO (Evolution Data Only). ệ ủ ạ ớ ự ể
Nhu c u ng i dùng là đ ng l c phát tri n 4Gầ ườ ộ ự ể
Nhu c u c a khách hàng luôn tác đ ng l n đ n s ra đ i, t n t i và phát tri n c a m t công ngh m i.ầ ủ ộ ớ ế ự ờ ồ ạ ể ủ ộ ệ ớ
Có th nói, hi n nay có hai y u t t nhu c u c a ng i dùng tác đ ng đ n s phát tri n c a côngể ệ ế ố ừ ầ ủ ườ ộ ế ự ể ủ
ngh 4G. ệTh nh tứ ấ , đó là s gia tăng v nhu c u các ng d ng c a m ng không dây và nhu c u băngự ề ầ ứ ụ ủ ạ ầ
thông cao khi truy nh p Internet. ậTh haiứ, ng i dùng luôn mu n công ngh không dây m i ra đ i v nườ ố ệ ớ ờ ẫ
s cung c p các d ch v và các ti n ích theo cách t ng t nh m ng h u tuy n, m ng không dây hi nẽ ấ ị ụ ệ ươ ự ư ạ ữ ế ạ ệ
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 ng các d ch v cungọ ớ ữ ủ ọ ể ầ ề ấ ượ ị ụ
c p đ c t t h n, t c đ cao h n; t c đ truy nh p Web, t i xu ng các tài nguyên m ng nhanh h n;ấ ượ ố ơ ố ộ ơ ố ộ ậ ả ố ạ ơ
các ch ng trình truy n hình tr c tuy n có ch t l ng t t h n… là đích h ng t i c a công ngh diươ ề ự ế ấ ượ ố ơ ướ ớ ủ ệ
đ ng 4G trong t ng lai.ộ ươ
Tính đ n h t tháng 12.2007, t ng s ng i dùng c a các m ng s d ng công ngh GSM là kho ngế ế ổ ố ườ ủ ạ ử ụ ệ ả
2.844 tri u ng i (86,6%), trong khi con s này c a các m ng CDMA là 381 tri u ng i (11,6%) và sệ ườ ố ủ ạ ệ ườ ố
l 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, sượ ủ ạ ử ụ ệ ệ ườ ố
l 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 đóượ ủ ạ ệ ủ ạ ệ ề
cho th y, s l ng thuê bao m ng GSM và các công ngh phát tri n t GSM đang chi m ph n l n thấ ố ượ ạ ệ ể ừ ế ầ ớ ị
ph n hi n nay trên th gi i. Đi u này nh h ng không nh đ n s l a ch n công ngh cho phát tri nầ ệ ế ớ ề ả ưở ỏ ế ự ự ọ ệ ể
m ng c a các nhà đ u t trong t ng lai.ạ ủ ầ ư ươ
Hình 2 cho th y s phát tri n c a các công ngh cho m ng di đ ng t bào cũng nh t c đ truy n dấ ự ể ủ ệ ạ ộ ế ư ố ộ ề ữ
li u t ng ng c a chúng. 4G là m t công ngh di đ ng c a t ng lai, nó k th a và phát tri n tệ ươ ứ ủ ộ ệ ộ ủ ươ ế ừ ể ừ
nh ng công ngh c a m ng t bào tr c đó - các công ngh ti n 4G hay các công ngh siêu 3G (Superữ ệ ủ ạ ế ướ ệ ề ệ
3G). Các công ngh 4G đ c xây d ng s có t c đ truy n d li u cao trên 100 Mb/s, th m chí lên t iệ ượ ự ẽ ố ộ ề ữ ệ ậ ớ
1Gb/s cho các đi u ki n tĩnh.ề ệ
Các nhà s n xu t, đ u t có th b t đ u th c hi n các s n ph m c a h vào kho ng năm 2010 đ nả ấ ầ ư ể ắ ầ ự ệ ả ẩ ủ ọ ả ế
2012, và m ng 4G có th đ c xây d ng và phát tri n m nh đ khai thác kho ng tr c năm 2015. Côngạ ể ượ ự ể ạ ể ả 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 nệ ẽ ấ ộ ạ ị ụ ớ ố ộ ề ữ ệ ề ẫ
băng r ng. Nó cho phép g i và nh n l ng thông tin nhi u h n và các k thu t thu phát MIMO (Multi-ộ ử ậ ượ ề ơ ỹ ậ
Input Multi-Output) s giúp h th ng làm vi c v i hi u năng cao, ch t l ng d ch v t t h n.ẽ ệ ố ệ ớ ệ ấ ượ ị ụ ố ơ
Đ nh h ng và t ng lai c a công ngh 4Gị ướ ươ ủ ệ
Cho đ n nay, ch a có m t chu n nào rõ ràng cho 4G đ c thông qua. Tuy nhiên, nh ng công ngh phátế ư ộ ẩ ượ ữ ệ
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 quanể ệ ẽ ề ề ể ể ẩ ở ứ
tr ng đ ITU thông qua cho chu n 4G chính là t h tr c a các hãng di đ ng toàn c u; các t ch cọ ể ẩ ừ ỗ ợ ủ ộ ầ ổ ứ
chu n hóa và đ c bi t là s xu t hi n c a 3 công ngh m ng di đ ng t bào ti n 4G (LTE, UMB vàẩ ặ ệ ự ấ ệ ủ ệ ạ ộ ế ề
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 i.ẽ ệ ọ ự ẩ ờ ớ
M c dù ch a có chu n nào cho 4G đ c thông qua, nh ng m t s hãng đã s n sàng đ làm vi c v iặ ư ẩ ượ ư ộ ố ẵ ể ệ ớ
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 tệ ế ẫ ư ị ụ ể ề ệ ư ầ ư
nh NTT DoCoMo và Sprint Nextel đang đ u t vào các th nghi m cho công ngh này nh m m c đíchư ầ ư ử ệ ệ ằ ụ
thu đ c nh ng kinh nghi m làm vi c v i 4G cũng nh nâng cao hi u năng cho 4G tr c khi chínhượ ữ ệ ệ ớ ư ệ ướ
th c đ c đ a vào khai thác.ứ ượ ư
Theo d đoán c a các nhà phân tích, các công ngh nh EV-DO và HSPA s không còn đ m nh vàoự ủ ệ ư ẽ ủ ạ
nh ng năm 2011-2012. Theo h , r t nhi u thi t b đ u cu i s d ng các công ngh 3G hay 3,5G đ u cóữ ọ ấ ề ế ị ầ ố ử ụ ệ ề
b vi x lý không th c s phù h p cho các ng d ng đa ph ng ti n, m c dù tính năng này m ng đã hộ ử ự ự ợ ứ ụ ươ ệ ặ ạ ỗ
tr . Vì th mà các thi t b đ u cu i s ph i c i ti n tr c khi ng i dùng nghĩ đ n chi phí mà h ph iợ ế ế ị ầ ố ẽ ả ả ế ướ ườ ế ọ ả
tr cho các thi t b đ u cu i đ s d ng các d ch v t c đ cao đã t ng x ng hay ch a. Hi n t i, cácả ế ị ầ ố ể ử ụ ị ụ ố ộ ươ ứ ư ệ ạ
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 nghĩaầ ư ể ở ộ ả ạ ằ ấ ề ồ
v i vi c ng d ng 4G s b ch m l i.ớ ệ ứ ụ ẽ ị ậ ạ
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 iệ ầ ớ ễ ề ế ạ ự ệ ị ơ
mà có nhi u các t ch c, công ty cũng nh s l ng khách hàng l n - các đ i t ng mà luôn mongề ổ ứ ư ố ượ ớ ố ượ
mu n các d ch v ch t l ng t t và t c đ truy n d li u cao. Tuy nhiên, tr c m t các nhà đ u t số ị ụ ấ ượ ố ố ộ ề ữ ệ ướ ắ ầ ư ẽ
ti p t c cung c p các d ch v 3G cũng nh 3,5G và nó đ c xem nh là quá trình th c hi n t ng b cế ụ ấ ị ụ ư ượ ư ự ệ ừ ướ
cho 4G. Đi u này không ch giúp h ti p t c m r ng vùng ph sóng, gia tăng s l ng khách hàng màề ỉ ọ ế ụ ở ộ ủ ố ượ
còn giúp thu h i v n đã đ u t cho 3G. V i ng i dùng, có th chuy n d dàng sang công ngh 4G, b iồ ố ầ ư ớ ườ ể ể ễ ệ ở
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. ớ ọ ơ ả ỉ ự ở ộ ứ ụ ủ ạ ọ
T i các n 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 nhàạ ướ ự ỹ ố ỹ ử ụ ổ ế ậ
khai thác đang h ng m ng c a h phát tri n lên theo UMB. V i các qu c gia châu âu, ph n l n sướ ạ ủ ọ ể ớ ố ầ ớ ử
d ng GSM, vì th h đang h ng phát tri n m ng theo LTE mà không v i vàng chuy n theo h ngụ ế ọ ướ ể ạ ộ ể ướ
WiMAX II t n kém h n. Các nhà cung c p d ch v vi n thông còn l i c a th gi i nhi u kh năng số ơ ấ ị ụ ễ ạ ủ ế ớ ề ả ẽ
phát tri n m ng theo WiMAX II. ể ạ
Tuy nhiên, th tr ng cho m ng không dây không ph i ch dành riêng cho 4G và v i riêng 4G cũng khóị ườ ạ ả ỉ ớ
có th đáp ng đ nhu c u c a ng i dùng ngày càng cao. Và vi c thông qua chu n cho 4G s khôngể ứ ủ ầ ủ ườ ệ ẩ ẽ
x y ra cho t i khi các ti n trình chu n hóa đ c th c hi n và các nhà đ u t b t đ u thu h i đ c v nả ớ ế ẩ ượ ự ệ ầ ư ắ ầ ồ ượ ố
mà h đã đ u t cho 3G và 3,5G.ọ ầ ư
_______________
Tài li u tham kh oệ ả
- 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