Cuộc đua 5G: Mạng thế hệ tiếp theo nào nhanh nhất?

Thế hệ thứ 5 của mạng thiết bị di động đang phát triển nhanh hơn bao giờ hết, hứa hẹn tốc độ tải xuống, tải lên và độ trễ nhanh hơn từ 10 đến 100 lần so với mạng 4G hiện tại. Đại dịch Coronavirus không ảnh hưởng đến việc triển khai nhanh chóng của mạng 5G trên khắp Hoa Kỳ và một số quốc gia ở châu Âu. Cùng lúc đó, nhiều quốc gia ở các khu vực khác đang công bố triển khai "thử nghiệm" hoặc có kế hoạch đầu tư 5G.

Tốc độ của mạng 5G là trải nghiệm hấp dẫn người dùng - đặc biệt là các game thủ, những người cần tốc độ nhanh hơn nhiều để dùng thiết bị di động trong các trò chơi và cuộc thi một cách hiệu quả.

Tuy nhiên, 5G cũng có các ứng dụng thương mại, công nghiệp và lĩnh vực mang lại nhiều lợi ích cho xã hội hơn. Sản xuất, chăm sóc sức khỏe, dịch vụ và Internet of Things (IoT) - tất cả các lĩnh vực này sẽ được hưởng lợi từ công nghệ 5G.

Đặc biệt, ngành y tế sẽ chứng kiến những tiến bộ trong y học từ xa, phục hồi và chăm sóc bệnh nhân từ xa, và thậm chí cả phẫu thuật chính xác từ xa trong tương lai gần, tất cả đều nhờ công nghệ 5G siêu nhanh.

vpnMentor đã thu thập tất cả thông tin có sẵn về việc triển khai 5G trên khắp thế giới, gồm cả những mạng đã có và những dự án mới sắp được triển khai.

Tốc độ thực và Tốc độ tối đa

Các mạng 5G hiện tại hứa hẹn có tốc độ lên đến 1GB trên giây (1Gbps) và các thử nghiệm cho thấy tốc độ như vậy gần như có thể đạt được trên thực địa. Nhưng hầu hết người dùng 5G sẽ không đạt được 1Gbps. Điều này là do sự khác biệt giữa Tốc độ tối đa và Tốc độ thực.

Tốc độ tối đa là tốc độ tốt nhất có thể mà người dùng có thể đạt được trong mạng, với kết nối tối ưu, không có vấn đề về cự ly hoặc tải lưu lượng.

Tốc độ thực là những gì người dùng thực sự nhận được. Tốc độ này tốt hơn nhiều so với tốc độ trung bình của mạng 4G, nhưng không nhanh hơn gấp 10 lần như đã hứa. Tốc độ 5G thực tế bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, bao gồm:

Số lượng người dùng chia sẻ kết nối 5G. Càng nhiều người dùng, tốc độ thực tế càng chậm.

Loại thiết bị di động bạn sử dụng. Điện thoại 5G cao cấp có công suất tín hiệu lớn hơn hoặc cung cấp các ứng dụng cụ thể có thiết kế sẽ ảnh hưởng đến tốc độ tín hiệu.

Loại phổ tần số vô tuyến mà nhà khai thác cung cấp. Một số công nghệ tần số vô tuyến cho phép các nhà mạng có thể đưa 5G đến nhiều địa điểm hơn, trong khi những công nghệ khác cho phép cung cấp tốc độ tải xuống cao hơn cho ít địa điểm hơn.

Công nghệ 5G. Trong nhiều trường hợp, thiết bị đầu cuối nhận tín hiệu (tức là các trạm gốc và điểm phát sóng) gặp phải các vấn đề kỹ thuật khi mạng đang phát triển thêm.

Mặc dù các nhà mạng có thể dễ dàng mô phỏng các hạn chế nói trên trong thực tế, nhưng tất cả đều cố gắng thể hiện hiệu suất tốt nhất để thu hút người dùng. Kết quả là, không thể tin tốc độ được công bố là hoàn toàn không thiên vị.

Các nền tảng thử nghiệm độc lập có cơ hội tốt hơn để phản ánh Tốc độ thực, những kết quả dựa trên các cuộc khảo sát và ý kiến từ những người đã cài đặt ứng dụng. Hầu hết các nền tảng này sẽ không hiển thị chi tiết thử nghiệm đầy đủ, nhưng với SpeedTest thì khác: hãng đã tiến hành 4,3 triệu thử nghiệm vào quý 3 năm 2020.

Các bài kiểm tra này tập trung vào Tốc độ tải xuống. Tốc độ tải lên cũng rất quan trọng - chủ yếu là đối với các ứng dụng hỗn hợp, trò chơi và các tác động trong tương lai như AI, các ngành công nghiệp ô tô, v.v.. Tuy nhiên, tốc độ tải lên không được kiểm tra thường xuyên.

Bắc Mỹ

Tốc độ trung bình nhanh nhất: Canada (183Mbps)

Gói rẻ nhất: Hoa Kỳ ($ 50)

Phạm vi phủ sóng tốt nhất: Hoa Kỳ (8.050 khu vực)

Châu Âu

Tốc độ trung bình nhanh nhất: Tây Ban Nha (201Mbps)

Gói rẻ nhất: Hungary ($ 13,40)

Phạm vi bảo hiểm tốt nhất: Đức (2,720+ Khu vực)

Châu Á

Tốc độ trung bình nhanh nhất: Hàn Quốc (680,58Mbps)

Gói rẻ nhất: Philipines ($ 26,92)

Phạm vi phủ sóng tốt nhất: Thái Lan (433 khu vực)

Nam Mỹ

Tốc độ trung bình nhanh nhất: Brazil (84,60Mbps)

Gói rẻ nhất: Brazil ($ 65)

Phạm vi phủ sóng tốt nhất: Brazil (2 khu vực)

Trung Đông

Tốc độ trung bình nhanh nhất: Saudi Arabia (959,39Mbps)

Gói rẻ nhất: Ả Rập Xê Út ($ 15,3)

Vùng phủ sóng tốt nhất: Kuwait (154 vùng)

Châu Phi

Tốc độ trung bình nhanh nhất: Nam Phi (50Mbps)

Gói rẻ nhất: Seychelles ($ 24)

Phạm vi phủ sóng tốt nhất: Nam Phi (16 khu vực)

Châu Đại dương

Tốc độ trung bình nhanh nhất: Úc (220Mbps)

Gói rẻ nhất: New Zealand ($ 27,89)

Phạm vi phủ sóng tốt nhất: Úc (74 khu vực)

Bài báo này tập trung vào tốc độ tải xuống, vì đây là điểm dữ liệu chính có sẵn để thử nghiệm.

Theo nghiên cứu hiện trường của SpeedTest, người giành Huy chương Vàng về tốc độ hiện tại trên thế giới là Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, với tốc độ mạng là 959,39Mbps. Bạc thuộc về Ả Rập Xê Út (921,11 Mbps) và Đồng là Na Uy (865,57 Mbps). Mặc dù nó có ít dữ liệu phương pháp luận hơn, nhưng nghiên cứu thực địa của OpenSignal cũng được đưa vào đây để bạn xem xét.

Mặc dù quan trọng, nhưng tốc độ sẽ không đến được với hầu hết người sử dụng nếu không có vùng phủ sóng. Ví dụ, Ả Rập Saudi chỉ có 69 trạm khu vực, trong đó 18 trạm nằm trong Mecca và thủ đô Riyadh. Hầu hết đất nước không được phủ sóng và phải sử dụng mạng 4G. Hoa Kỳ có vùng phủ sóng tốt nhất, với hơn 8.050 khu vực.

Chỉ tiêu tiếp theo là số trạm và số dân được phủ sóng trên mỗi km vuông. Trong khi hầu hết dân số của các quốc gia tập trung trong một vài đô thị lớn, vùng phủ sóng đầy đủ ngoài các khu vực này sẽ cho phép người dùng tận hưởng tốc độ nhanh nhất ở mọi nơi. Ở tiêu chí này, nước đi đầu là Áo; Mạng 5G ở đây có ít người dùng hơn trên mỗi khu vực, cho phép tiềm năng phát triển và độ tin cậy tốt hơn.

Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét sự phổ biến của mạng 5G theo các khu vực trên thế giới.

Yếu tố này có tầm quan trọng về địa chính trị, khi các siêu cường đối thủ đang cạnh tranh công nghệ 5G của họ. Công nghệ tiên tiến này sẽ thúc đẩy các nền kinh tế và cho phép tăng trưởng chưa từng có. Tốc độ triển khai mạnh mẽ của các nhà mạng ở Mỹ giúp Bắc Mỹ chiếm vị trí đầu tiên, xếp sau là châu Âu. Trong khi Trung Quốc đã tuyên bố các kế hoạch tăng trưởng 5G ấn tượng trong tương lai gần, phần còn lại của châu Á không được như vậy, khiến khu vực này ở vị trí thứ ba.

Dữ liệu được trình bày ở đây dựa trên các thử nghiệm hiện trường, thông tin có sẵn của nhà cung cấp dịch vụ và các công cụ của Ookla, Speedtest, nPerf, Opensignal và những hãng khác. Một con số ở một số quốc gia không đủ nhất quán, do sự biến động về hiệu suất mạng do triển khai thử nghiệm và các vấn đề về phát triển thêm trạm phát sóng.

Việc triển khai có các trạng thái khác nhau:

Thương mại (CA) - Mạng 5G có sẵn và người dùng có thể đăng ký một gói cước và tận hưởng tốc độ nhanh nhất của mạng trong các khu vực được phủ sóng.

Hạn chế (LA) - Mạng 5G có sẵn, nhưng các gói/thiết bị chỉ khả dụng cho một nhóm khách hàng hạn chế (ví dụ: đối với bác sĩ hoặc quan chức chính phủ).

Thử nghiệm (PR) - Phần cứng mạng 5G đã có, nhưng việc triển khai đang chờ các thử nghiệm, bản dùng thử hoặc các gói/thiết bị của người tiêu dùng.

Hoa Kỳ là nước nổi trội nhất trong việc triển khai 5G, bao gồm cả các mạng từ bốn nhà mạng lớn: T-Mobile, AT&T, Verizon và US Cellular. Tuy nhiên, Mexico đã có kế hoạch đầu tư vào 5G vào năm 2020 bởi America Movil. Trong khi Canada đang tụt hậu về quy mô, dù các nhà mạng của họ cung cấp một số tốc độ tải xuống di động nhanh nhất thế giới. Canada đang lên kế hoạch triển khai thêm 5G, nhưng với tốc độ vừa phải.

Châu Âu có nhiều quốc gia triển khai 5G nhất trên thế giới và một số quốc gia có tỷ lệ số trạm trên dân số và km vuông cao nhất.

Đức, Áo và Hà Lan đứng đầu bảng, nhưng một số quốc gia khác cũng có vùng phủ sóng 5G ấn tượng. Ba quốc gia cần để mắt đến là Pháp, Tây Ban Nha và Ý, với nhiều địa điểm thử nghiệm.

Hàn Quốc, Trung Quốc, Hồng Kông và Đài Loan đứng đầu số địa điểm triển khai 5G và tốc độ tải xuống trên thiết bị di động. Tuy nhiên, Thái Lan lại cung cấp vùng phủ sóng 5G rộng khắp. Ở Đông Nam Á, Việt Nam, có một số địa điểm triển khai thử nghiệm 5G. Philippines phủ sóng 5G nhiều địa điểm. Nhưng một quốc gia cần chú ý là Singapore, với 25 địa điểm thử nghiệm, mang lại mức độ phủ sóng tập trung với quy mô đại lý nhỏ của nước này.

Khu vực này là nơi khởi đầu chậm chạp trong việc triển khai 5G. Tuy nhiên, tình hình đang thay đổi, với Brazil và Colombia là một phần của gói đầu tư của America Movil (cùng với Mexico) trị giá 8,5 tỷ đô la bắt đầu từ năm 2020. Nam Mỹ có thể là nơi tốt để đầu tư, vì hầu hết các quốc gia trong khu vực đều có một số loại Triển khai 5G, với một số nhà mạng quan tâm đến sự hiện diện nhiều hơn.

Việc triển khai 5G đã được thống trị bởi các quốc gia vùng Vịnh, trong đó Kuwait dẫn đầu, nhưng các quốc gia khác, chẳng hạn như Oman, theo sát phía sau. Với 5 mạng thương mai hiện có, Israel có một số kế hoạch tiếp tục mở rộng vùng phủ sóng 5G trong tương lai.

Châu Phi còn một chặng đường dài để tới đích 5G, với số thống kê tệ nhất về việc triển khai công nghệ này so với thế giới, cũng như bảng xếp hạng tốc độ tải xuống kém nhất. Ở Bắc Phi, kế hoạch về cơ bản là "tập trung vào việc củng cố các dịch vụ 4G LTE trong nửa đầu thập kỷ này… thay vì đầu tư mạnh vào 5G". Ở châu Phi cận Sahara, các nước như Nigeria, Kenya, Gabon và Uganda đang có dấu hiệu triển khai 5G. Nhưng chỉ Nam Phi có hoạt động 5G đáng kể. Hầu hết các quốc gia khác ở Nam Phi thậm chí không có tên trong danh sách tốc độ tải xuống trên thiết bị di động.

Úc và New Zealand là hai quốc gia duy nhất ở Châu Đại Dương đã triển khai 5G cho đến nay. Tuy nhiên, đã có những khoản đầu tư tích cực vào mạng 5G ở Papua New Guinea để triển khai trong tương lai gần.

Mặc dù dữ liệu nói trên cho thấy bức tranh về việc triển khai 5G hiện tại, các nước luôn mong muốn và có kế hoạch phát triển cơ sở hạ tầng. Hình vẽ dưới đây cho thấy tình trạng triển khai và phát triển hiện tại theo các khu vực. Nhiều chính phủ đã đưa ra một số cam kết mạnh mẽ trong việc phát triển 5G. Nhiều mục tiêu được tuyên bố khá tham vọng mà không có tiến triển thực tế. Lý do có thể khác nhau, từ các vấn đề chính trị đến kinh tế và hạn chế công nghệ, nhưng nghiên cứu đã chỉ ra các quốc gia có các khoản đầu tư và dự án 5G tích cực nhất. Đây là những quốc gia cần để mắt tới , vì mỗi quốc gia sẽ tiến nhanh hơn trong việc triển khai mạng của họ trong tương lai gần.

Công nghệ 5G được xây dựng dựa trên công nghệ sóng vô tuyến và dựa trên hai loại phổ tần sóng vô tuyến là Sub- 6 và sóng mm (mmWave).

Sub-6 hoạt động ở tần số dưới 6Ghz cho phép sóng vô tuyến truyền đi xa và xuyên qua các bức tường tòa nhà và các chướng ngại vật. Sóng mm bao gồm các tần số vô tuyến UHF từ 30Ghz đến 300Ghz. Nó không di chuyển xa và ít thâm nhập hơn, nhưng siêu nhanh và chỉ cần nhiều trạm gốc hoặc vị trí triển khai hơn.

Sóng mm có thể xử lý đồng thời một lượng lớn dữ liệu với rất nhiều người dùng - lý tưởng cho các thành phố đông dân cư, cũng như các địa điểm như sân vận động và đấu trường. Sub 6 cũng có thể đạt tốc độ như mmWave khi công nghệ của nó phát triển, vì vậy hai công nghệ này cạnh tranh với nhau.

Hoa Kỳ triển khai 5G nhiều hơn tất cả các quốc gia khác trên hành tinh cộng lại. Ba nhà mạng lớn - AT&T, Verizon và T-Mobile - đã áp dụng kết hợp hai công nghệ nói trên để cung cấp vùng phủ sóng 5G.

Tuy nhiên, T-Mobile đã có một khởi đầu nhanh chóng bằng cách trang bị thêm cho các cột phát sóng hiện có của mình công nghệ Sub-6. Nhờ đó, hiện tại hãng cung cấp một mạng lưới rộng khắp các điểm 5G ở nông thôn, ngoại ô và thành thị ở Hoa Kỳ, vượt xa AT&T và Verizon. Tuy vậy, AT&T và Verizon đã triển khai hàng trăm trạm sóng mm ở các thành phố lớn của Hoa Kỳ, vì vậy họ có thể tuyên bố rằng có tốc độ 5G cao nhất nước.

 Kết luận Việc triển khai 5G đang tăng trưởng rất mạnh và không có dấu hiệu chững lại. Những mạng dẫn đầu trong các chỉ tiêu như tốc độ tải xuống, giá cả, phạm vi phủ sóng chắc chắn sẽ thay đổi và sự cạnh tranh chắc chắn sẽ mang lại lợi ích cho người tiêu dùng và doanh nghiệp. Một vấn đề đang ảnh hưởng tới lên tương lai của mạng 5G là tác động kinh tế của đại dịch COVID-19 năm 2020. Mặc dù cuối năm nay chưa thấy có tác động nào đến việc triển khai 5G trên toàn thế giới, nhưng các chuyên gia vẫn không thể dự đoán được đầy đủ ảnh hưởng của năm 2020

(Bài đăng  ấn phẩm in Tạp chí TT&TT Số 3 tháng 3/2021)