Kể từ khi ra mắt vào năm 2019, Mạng không dây 5G đã tăng lên cả về tính sẵn có và trường hợp sử dụng. Apple là một trong những nhà sản xuất đầu tiên thử thách nhu cầu sử dụng 5G vào năm 2020 bằng cách cung cấp iPhone mới nhất có khả năng tương thích 5G. Từ đó, cửa xả lũ mở ra, và ngày nay càng nhiều 62% điện thoại thông minh được sản xuất có kết nối 5G (liên kết nằm bên ngoài ibm.com.) Số lượng mạng cũng tiếp tục tăng lên, với nhiều Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) phổ biến như Verizon, Google và AT&T, cung cấp kết nối 5G ở cả gia đình và doanh nghiệp. 

Nhưng tương lai đang chờ đợi điều gì? 5G được ca ngợi là một công nghệ đột phá, có thể so sánh với trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (ML) và Internet of Things (IOT) xét về những loại thay đổi mà nó sẽ mang lại. Bao nhiêu trong số đó là sự thật và bao nhiêu chỉ là sự cường điệu? Để trả lời câu hỏi đó, trước tiên chúng ta phải xem 5G hoạt động như thế nào và điều gì khiến nó khác biệt so với các công nghệ khác.

5G là gì?

5G (công nghệ di động thế hệ thứ năm) là tiêu chuẩn mới cho mạng di động được Dự án Đối tác thế hệ thứ 3 (3FPP) phát triển vào năm 2018 nhằm thay thế các tiêu chuẩn trước đây là 3G, 4G và 4G LTE. Mục tiêu của nó là xác định một bộ tiêu chuẩn mới cho các thiết bị và ứng dụng tương thích với mạng 5G. Giống như các thiết bị tiền nhiệm, 5G sử dụng sóng vô tuyến để truyền dữ liệu. Tuy nhiên, do những cải tiến về độ trễ, thông lượng và băng thông, mạng 5G có thể đạt tốc độ tải xuống và tải lên nhanh hơn nhiều, mang lại phạm vi ứng dụng rộng hơn nhiều.  

5G khác với các thế hệ mạng không dây trước đây như thế nào?

Nhờ những cải tiến về công nghệ, 5G đã được ca ngợi vì tiềm năng biến đổi trong một số ngành công nghiệp. Điều này phần lớn là do khả năng di chuyển khối lượng lớn dữ liệu một cách nhanh chóng và an toàn giữa các thiết bị được kết nối với tốc độ chưa từng đạt được trước đây. Kể từ khi phát minh ra băng rộng di động và dần dần mở rộng nó vào mọi ngóc ngách của công việc và cuộc sống gia đình, lượng dữ liệu được tạo ra bởi các mạng và thiết bị di động chạy trên nó đã tăng theo cấp số nhân. Ngày nay, một số công nghệ (ví dụ: AI và ML) yêu cầu quá nhiều dữ liệu để chạy ở tốc độ được cung cấp bởi các thế hệ mạng không dây trước đây. Mặt khác, 5G với tốc độ nhanh như chớp và tần số băng tần cao (24GHz–40GHz), rất phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu truy cập nhanh chóng, an toàn vào lượng dữ liệu lớn.

Dưới đây là một số khác biệt quan trọng nhất giữa 5G và các phiên bản tiền nhiệm của nó:

• Dấu chân vật lý nhỏ hơn: Bộ phát 5G nhỏ hơn so với các bộ phát trên mạng của người tiền nhiệm và các “ô” của nó—công nghệ không dây ở khu vực địa lý phụ thuộc vào khả năng kết nối—nhỏ hơn và yêu cầu ít năng lượng hơn.
• Cải thiện tỷ lệ lỗi: Sơ đồ điều chế và mã hóa thích ứng (MCS) của 5G, sơ đồ truyền dữ liệu, mạnh hơn các sơ đồ được sử dụng trong mạng 3G và 4G. Điều này làm cho Tỷ lệ lỗi chặn (BER)—tần suất lỗi trên mạng của nó—thấp hơn nhiều.
• Băng thông tốt hơn: Bằng cách sử dụng nhiều tần số vô tuyến hơn các mạng truyền thông không dây trước đây, bao gồm băng tần thấp (dưới 1 GHz), băng tần trung bình (1 GHz–6 GHz) và băng tần cao (24 GHz–40 GHz), 5G có thể hỗ trợ nhiều thiết bị hơn ở cùng một tốc độ. cùng lúc.
• Độ trễ thấp hơn: 5G ở mức thấp Độ trễ—việc đo thời gian dữ liệu di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác—tốt hơn so với các mạng trước đây, giúp các hoạt động thường lệ như tải xuống tệp hoặc làm việc trên đám mây nhanh hơn nhiều. 

5G hoạt động như thế nào?

Giống như tất cả các mạng không dây khác, 5G dựa vào các “tế bào” để hoạt động. Trong mỗi ô, một thiết bị không dây, chẳng hạn như điện thoại, máy tính xách tay hoặc máy tính bảng, được kết nối với Internet bằng sóng vô tuyến phát ra giữa ăng-ten 5G và trạm gốc. Công nghệ tương tự đã hỗ trợ mọi thế hệ mạng không dây trước đây cũng hỗ trợ 5G, nhưng có một số cải tiến. Đáng chú ý, mạng 5G truyền dữ liệu nhanh tới 10 hoặc thậm chí 20 gigabit mỗi giây (Gbps) — nhanh hơn 100 lần so với 4G.

Khi số lượng thiết bị được xây dựng cho công nghệ 5G tăng lên thì nhu cầu về mạng cũng tăng theo. Ở Bắc Mỹ, tất cả các công ty viễn thông phổ biến hiện nay đều cung cấp 5G, bao phủ hơn 200 triệu ngôi nhà và doanh nghiệp (liên kết nằm bên ngoài ibm.com), với con số đó dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi trong bốn năm tới.

Dưới đây là ba lĩnh vực quan trọng mà công nghệ 5G vượt trội hơn so với các công nghệ tiền nhiệm.

Tiêu chuẩn RAT mới

Tiêu chuẩn 5G NR (Radio mới) dành cho mạng di động xác định thông số kỹ thuật công nghệ truy cập vô tuyến (RAT) thế hệ tiếp theo cho tất cả các mạng di động 5G. Ngày nay, 45% mạng trên toàn thế giới tương thích với 5G và con số đó được dự báo sẽ tăng lên 85% vào cuối thập kỷ này theo một báo cáo gần đây của Ericsson (liên kết nằm bên ngoài ibm.com).

Khả năng cắt mạng

Trên mạng 5G, các nhà khai thác viễn thông có thể cung cấp nhiều mạng ảo độc lập (ngoài mạng công cộng) trên cùng cơ sở hạ tầng 5G, cho phép người dùng thực hiện nhiều việc từ xa với độ bảo mật cao hơn bao giờ hết.

Mạng riêng

Ngoài việc phân chia mạng, 5G cho phép người dùng tạo các mạng riêng với khả năng cá nhân hóa và bảo mật nâng cao. Các doanh nghiệp đang tìm kiếm nhiều quyền kiểm soát và tính di động hơn cho nhân viên đang ngày càng chuyển sang kiến ​​trúc mạng 5G riêng tư thay vì mạng công cộng.

Tương lai 5G: Những đổi mới trong những năm tới

Sự quan tâm đến mạng 5G cũng như các thiết bị và ứng dụng chạy trên chúng là điều dễ hiểu đối với cả người tiêu dùng và lãnh đạo doanh nghiệp. Dựa theo sách trắng IDC gần đây này (liên kết nằm bên ngoài ibm.com), chỉ riêng ở Mỹ, gần 120 triệu thiết bị 5G dự kiến ​​​​sẽ xuất xưởng vào cuối năm 2023 — tăng 9.3% so với năm trước. Đến năm 2027, năm cuối cùng được đề cập trong báo cáo, dự kiến ​​sẽ có 155 triệu chiếc được xuất xưởng, thể hiện tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 7.4%.

Mặc dù những con số tương tự không có sẵn trên toàn thế giới, báo cáo Statista (liên kết nằm bên ngoài ibm.com) dự đoán mức độ thâm nhập toàn cầu của điện thoại thông minh tương thích 5G là 59% vào năm 2023, với con số đó dự kiến ​​sẽ đạt hơn 82% vào năm 2027.

Nhưng vượt xa những con số, sự quan tâm tăng vọt này thực sự có ý nghĩa gì? Đôi khi, với những công nghệ mới, thật khó để phân biệt đâu là thực và đâu là sự phấn khích. Dưới đây là cái nhìn sâu hơn về một số lĩnh vực mà 5G dự kiến ​​sẽ tác động và những thay đổi có thể xảy ra mà nó sẽ mang lại.

Chăm sóc sức khỏe

Trong ngành chăm sóc sức khỏe, 5G đã mang lại hiệu quả cao hơn, hiểu biết sâu sắc hơn về dữ liệu và cải thiện kết quả của bệnh nhân. Độ trễ thấp, tốc độ cao và băng thông tăng lên sẽ giúp các bác sĩ khám phá các phương pháp điều trị mới, thực hiện các quy trình quan trọng từ xa bằng robot và truy cập thông tin bệnh nhân tại hiện trường bất kể họ ở đâu.

Cụ thể hơn, 5G sẽ tiếp tục thực hiện những việc sau:

• Thêm vào số lượng thiết bị IoT được sử dụng để theo dõi sức khỏe bệnh nhân từ xa.
• Cung cấp khả năng kết nối đáng tin cậy với kết quả theo thời gian thực, cho phép nhân viên đưa ra quyết định nhanh hơn, sáng suốt hơn về việc chăm sóc bệnh nhân.
• Truyền ảnh và video HD—chẳng hạn như tia X và ảnh chụp quang tuyến vú—một cách nhanh chóng và an toàn để có thể đọc kết quả từ xa.

Chuỗi cung ứng

Khi kết nối 5G lan rộng, chuỗi cung ứng ở khắp mọi nơi sẽ được hưởng lợi từ tốc độ nhanh như chớp và độ tin cậy tăng lên. Do các mạng mà thương mại toàn cầu phụ thuộc vào ngày càng được số hóa nên chúng phụ thuộc hơn bao giờ hết vào khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao và tốc độ 5G để hoạt động. Càng số hóa và tự động hóa trong chuỗi cung ứng, 5G càng có thể được tận dụng nhiều hơn để tăng hiệu quả, giảm chi phí và tăng cường bảo mật.  

Ngày nay, dịch vụ 5G đã được sử dụng tại các sân bay, bến cảng, nhà ga và các trung tâm hậu cần quan trọng khác đối với cơ sở hạ tầng chuỗi cung ứng, nhưng tiềm năng của nó hầu như chưa được khai thác. Chẳng bao lâu nữa, kết nối 5G sẽ đóng vai trò lớn hơn trong việc nâng cao trải nghiệm của cả nhân viên và khách hàng. Các chương trình đã được thử nghiệm bao gồm các thiết bị IoT, chẳng hạn như cảm biến kệ giúp biết khi nào một mặt hàng hết hàng và đặt hàng lại ngay lập tức, thanh toán không cần thu ngân, camera HD và máy bay không người lái để thay thế nhân viên bảo vệ.

Mạng không dây cố định

Khái niệm kết nối không dây 'cố định'—kết nối Internet mang lại trải nghiệm không dây liền mạch trong gia đình hoặc doanh nghiệp thông qua sóng vô tuyến thay vì qua cáp hoặc cáp quang—có thể giúp cung cấp Internet với giá rẻ cho nhiều người và nhiều địa điểm hơn. Trong hệ sinh thái 5G cố định, ăng-ten được gắn vào nhà hoặc địa điểm kinh doanh để kết nối với bộ phát 5G gần nhất. Mạng không dây cố định 5G có thể cung cấp tốc độ, khả năng kết nối và độ tin cậy tương tự như kết nối cáp quang hoặc cáp với chi phí thấp hơn.  

Theo một blog gần đây của Ngân hàng Thế giới (liên kết nằm bên ngoài IBM), việc cung cấp kết nối Internet—và cụ thể là truy cập không dây—giúp hàng triệu người thoát khỏi đói nghèo mỗi năm. Công nghệ 5G có thể mang lại những lợi ích tương tự với chi phí thấp hơn nhiều cho hàng triệu người có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi, mang lại lợi ích của kết nối Internet cho những cộng đồng đã sống thiếu nó trong nhiều năm.

Những thành phố thông minh

Có lẽ không có môi trường nào khác sẵn sàng thay đổi nhiều nhờ kết nối 5G như các trung tâm đô thị đông đúc, nơi giao thông đi bộ và ô tô từ lâu đã dẫn đến tắc nghẽn, ô nhiễm không khí và tiếng ồn. 5G hiện đang giúp các thành phố cải thiện lưu lượng giao thông và chất lượng không khí bằng các cảm biến được kết nối qua IoT, nhưng tương lai có thể sẽ mang lại nhiều đổi mới hơn cho không gian này.

Một trong những lĩnh vực lớn nhất mà các thành phố thông minh có thể tận dụng 5G nhiều hơn là khả năng AI của nó. Hiện tại, các chương trình đang được thử nghiệm sẽ hỗ trợ AI hỗ trợ 5G trong mọi việc, từ quản lý năng lượng thông minh hơn đến định tuyến các cuộc gọi 911. Ở Vienna, WienBot, một chatbot AI (liên kết nằm bên ngoài ibm.com), giúp người dùng giải quyết các vấn đề đơn giản như tìm đài phun nước uống gần nhất hoặc địa điểm ăn tối cho đến những công việc phức tạp như gia hạn hộ chiếu và xin thị thực du lịch.

Điện toán biên và AI

Cuối cùng, điện toán biên—một khung điện toán chủ yếu dựa vào 5G để thực hiện các phép tính gần hơn với nguồn dữ liệu—sẵn sàng giúp các doanh nghiệp đạt được quyền kiểm soát chưa từng có đối với dữ liệu của họ và trích xuất thông tin chuyên sâu thậm chí còn nhanh hơn mức hiện tại. Một lĩnh vực mà điện toán biên có vị trí đặc biệt tốt để phát triển là điện toán đám mây, nơi AI yêu cầu lượng điện năng lớn để xử lý dữ liệu mà nó được giao nhiệm vụ phân tích. Ở đây, kết nối và độ tin cậy của 5G là chìa khóa để hiện thực hóa giá trị cho doanh nghiệp. Ví dụ: gửi dữ liệu từ điểm này đến điểm khác trong ứng dụng trò chuyện hoặc tài chính cá nhân yêu cầu thêm sức mạnh và tài nguyên không cần thiết nếu dữ liệu đang được phân tích tại nguồn.

Chẳng bao lâu nữa, điện toán ranh giới có thể sẽ biến việc phân tích AI theo thời gian thực với khối lượng lớn dữ liệu thành hiện thực cho mọi thứ, từ ứng dụng thể dục và sức khỏe cho đến các phương tiện vận hành từ xa như vệ tinh và máy bay không người lái. Với tiềm năng của nó, việc sử dụng điện toán biên hỗ trợ 5G đang nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn để xử lý dữ liệu doanh nghiệp. Dựa theo sách trắng này của Gartner (link nằm ngoài ibm.com), đến năm 2025, 75% dữ liệu doanh nghiệp sẽ được xử lý ở biên (so với chỉ 10% hiện nay).

Giải pháp 5G với Vệ tinh Đám mây của IBM

Trước khi có thể tận dụng tất cả các khả năng tiềm ẩn mà 5G mang lại trong tương lai, bạn cần có một nền tảng được xây dựng cho nó. Vệ tinh Đám mây của IBM cho phép bạn triển khai và chạy các ứng dụng một cách nhất quán trên các môi trường tại chỗ, điện toán biên và đám mây công cộng trên mạng 5G. Và tất cả đều được hỗ trợ bởi các hoạt động liên lạc an toàn và có thể kiểm tra được trong Đám mây IBM.

Khám phá vệ tinh đám mây của IBM