4G thách thức tốc độ truyền dẫn

Nguyễn Huy Cương

Hội đồng thông tin vô tuyến thế giới (Radiocommunication Assembly) họp từ ngày 16/01 - 20/01/2012 tại thành phố Geneva, Thụy Sỹ đã phê chuẩn khuyến nghị ITU-R M.2012. Khuyến nghị ITU-R M.2012 quy định chi tiết các thông số kỹ thuật giao diện vô tuyến mặt đất của IMT-Advanced (chuẩn 4G). Tất cả các bước trong tiến trình nghiên cứu, phát triển để cho ra phiên bản đầu tiên của IMT-Advanced đã được thông qua.

Nghị quyết ITU-R 57 “nguyên tắc cho quá trình phát triển IMT Advanced” của ITU nêu rõ quá trình chuẩn hóa IMT-Advanced cần được sắp xếp hợp lý kết hợp chặt chẽ với công nghệ mới nhất để giải quyết nhu cầu của người sử dụng và phát triển các giao diện vô tuyến mới cho IMT-Advanced một cách kịp thời. Để đáp ứng các yêu cầu của khuyến nghị ITU-R 57, ITU-R đã đề xuất một tiến trình và cách thức tổ chức để cho ra đời các phiên bản trong tương lai của Khuyến nghị ITU-R M.2012.

ITU-R dự kiến phiên bản đầu tiên của khuyến nghị ITU-R M.2012 ​​sẽ bắt đầu được nghiên cứu, bàn thảo tại cuộc họp lần thứ 13 của Nhóm nghiên cứu 5D trong năm 2012 và sẽ được hoàn thành tại cuộc họp lần thứ 17 của Nhóm nghiên cứu này (theo kế hoạch sẽ họp từ ngày 16/10 - 23/10/2013).

Cơ quan quản lý các nước, các thành viên lĩnh vực thông tin vô tuyến, hội viên ITU-R tham gia nhóm nghiên cứu 5D và các nhóm nghiên cứu thuộc các trường đại học, học viện liên kết với ITU-R được mời tham gia phát triển phiên bản này.

Website về IMT-Advanced (http://www.itu.int/ITU-R/go/rsg5-imt-advanced/) sẽ được cập nhật liên tục khi có bất kỳ thông tin mới nào. Các thành viên tham gia phát triển IMT-Advanced có thể truy cập website này để nắm bắt được thông tin một cách kịp thời.

Trong 25 năm qua, ITU đã phát triển các tiêu chuẩn cho IMT và sẽ tiếp tục dẫn đầu các nỗ lực quốc tế (liên quan đến các chính phủ và các ngành công nghiệp) để tạo ra các tiêu chuẩn thế hệ kế tiếp cho thông tin di động toàn cầu.

Từ năm 2000, IMT-2000 đã được triển khai rộng rãi và được xem là thế hệ 3G. Giờ đây, ITU đã công bố các tiêu chuẩn cho thế hệ tiếp theo cho thông tin băng rộng không dây toàn cầu còn được gọi là IMT-Advanced. Đánh giá chi tiết dựa trên các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về kỹ thuật và khả năng hoạt động, ITU đã xác định "LTE-Advanced” và “WirelessMAN-Advanced" được chấp thuận chính thức cho IMT-Advanced (4G). Các thông số kỹ thuật chi tiết của các công nghệ IMT-Advanced (4G) được cung cấp trong Khuyến nghị ITU-R M.2012  được Hội đồng thông tin vô tuyến thông qua như đã nêu ở phần đầu.

Các hệ thống IMT-Advanced có các khả năng mới vượt trội so với IMT-2000, cho phép cung cấp một loạt các dịch vụ viễn thông được hỗ trợ bởi các mạng điện thoại di động và cố định mà ngày càng dựa trên gói dữ liệu.

Nguồn: DOCOMO (http://lazure2.wordpress.com)

Các hệ thống IMT-Advanced hỗ trợ các ứng dụng di động từ thấp tới cao với một loạt tốc độ dữ liệu phù hợp với nhu cầu người dùng và dịch vụ trong môi trường nhiều người sử dụng (multiple users). IMT-Advanced cũng có khả năng cung cấp các ứng dụng đa phương tiện chất lượng cao trong một phạm vi rộng các dịch vụ và thiết bị, với sự cải tiến đáng kể về hiệu suất và chất lượng dịch vụ.

Trong nghiên cứu, tốc độ truyền dẫn mục tiêu cho IMT-Advanced được thiết lập ở tốc độ 100 Mbit/s khi đang di động với tốc độ cao (ví dụ như khi đang di chuyển bằng xe hơi) và 1 Gbit/s khi không di động. Các công nghệ IMT-Advanced hoạt động dựa trên mạng chuyển mạch gói kỹ thuật số tương thích IPv6. Các mạng này sẽ tổ chức lại nguồn tài nguyên tự động theo yêu cầu, cho phép chúng tự điều chỉnh để đáp ứng các điều kiện thay đổi, và sẽ có khả năng mở rộng băng thông ít nhất lên tới 40 MHz. Đặc điểm kỹ thuật của mạng IMT-Advanced cũng cho phép các cuộc gọi “liền mạch, êm ái” khi chuyển giao giữa các cell và các mạng lưới, đặc biệt là đối với  chuyển vùng toàn cầu, và hỗ các dịch vụ đa phương tiện độ phân dải cao, chất lượng tốt.

Ông François Rancy, Giám đốc Cục Thông tin vô tuyến - ITU, cho biết, "IMT-Advanced sẽ giống thiết lập kết nối băng thông rộng qua cáp quang trên điện thoại di động, làm cho điện thoại di động có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn ít nhất 500 lần so với điện thoại thông minh 3G hiện nay. Nhưng không chỉ về tốc độ, hiệu quả IMT-Advanced còn ở việc sử dụng phổ tần số vô tuyến hiệu quả hơn rất nhiều, cho phép tốc độ dữ liệu cao hơn với băng thông thấp hơn. Điều này cho phép các mạng di động đối mặt được với thách thức yêu cầu gia tăng đáng kể lưu lượng dữ liệu ​​trong những năm tới".

Trong số các tính năng kỹ thuật quan trọng của công nghệ IMT-Advanced, các yêu cầu để làm việc trong băng tần IMT (Bảng 1) là đặc biệt quan trọng, như là khả năng tương tác với IMT-2000 tạo điều kiện thuận lợi cho chuyển vùng toàn cầu (global roaming). Trong phạm vi có thể, ITU đã tìm cách hài hòa việc sử dụng các băng tần IMT trên cơ sở toàn cầu, mặc dù trong một số các băng tần này và trong một bộ phận của thế giới đã không thể đạt được sự hài hòa về băng tần bởi vì các yêu cầu cấp thiết phân bổ băng tần của các nghiệp vụ khác.

Bảng 1. Các băng tần được xác định cho IMT (Nguồn: ITU-R Working Party 5D (IMT Systems))

Ngay cả với những bước nhảy vọt đáng kể trong hiệu quả sử dụng phổ tần của IMT-Advanced thì rõ ràng phân bổ băng tần cho IMT hiện tại có thể không đủ cho tương lai. Một số nước thành viên ITU đã đề nghị hội nghị WRC-12 thêm chương trình nghị sự của WRC-15 (2015) để giải quyết các yêu cầu phổ tần trong tương lai cho IMT.

Việc phê chuẩn chuẩn 4G của ITU giúp giải quyết tình trạng rối loạn xuất phát chủ yếu từ sự thiếu thống nhất trong định nghĩa về chuẩn 4G. Các nhà mạng và hầu hết khách hàng chấp nhận dùng khái niệm "4G" để chỉ những hệ thống có tốc độ nhanh hơn các hệ thống 3G. Trước đây, WiMAX và LTE vẫn thường được gọi là 4G, nhưng thực tế hai phiên bản này chưa đạt tiêu chuẩn. LTE chỉ có thể được coi là 3,9G. Quyết định của ITU phê chuẩn IMT-Advanced cho phép các tổ chức như 3rd Generation Partnership Project (3GPP) hoàn tất các chi tiết kỹ thuật cho việc chuyển đổi từ 3G lên 4G. Nó cho phép các nhà sản xuất thiết bị có định hướng rõ ràng để tiến lên phía trước với sự phát triển của công nghệ với các chức năng cần thiết đồng thời tạo điều kiện cho các nhà cung cấp dịch vụ không dây lên kế hoạch triển khai các dịch vụ mới.

Tổng thư ký ITU TS. Hamadoun Touré đã kêu gọi các nhà khai thác di động trên toàn thế giới dịch chuyển nhanh chóng công nghệ để triển khai mạng di động theo chuẩn IMT-Advanced, đồng thời kêu gọi các chính phủ cắt giảm hoặc thậm chí xóa bỏ thuế đối với các thiết bị công nghệ và dịch vụ ICT để không kiềm chế tăng trưởng của lĩnh vực di động trong tương lai. Ông cũng cho biết: một số nước có thể triển khai mạng di động theo chuẩn IMT-Advanced vào năm 2013, nhưng thị trường sẽ thực sự sôi động vào năm 2015.

Điều này cho thấy việc phê chuẩn IMT-Advanced của ITU sẽ là một mốc quan trọng để thúc đẩy việc thương mại hóa các công nghệ theo chuẩn 4G và thị trường viễn thông thế giới trong một vài năm tới sẽ có nhiều đột phá. Tương lai cho di động thực sự rộng mở hơn bao giờ hết./.