Xây dựng hạ tầng cho mạng 5G tương lai của Việt Nam

Tuy nhiên, tương lai này có khả thi hay không còn phải xem liệu từng quốc gia trong khu vực có thiết lập được hạ tầng mạng 5G và các ứng dụng của nó không.

Tại Việt Nam, quá trình triển khai mạng 5G mới ở bước thí điểm. Vào giữa năm nay, Bộ Thông tin và Truyền thông (TT&TT) Việt Nam đã thực hiện đấu giá quyền sử dụng tần số vô tuyến điện đối với hai khối băng tần 2.5 – 2.6 GHz và 3.7-3.9 GHz. Bất chấp khởi đầu có phần chậm trễ, Bộ TT&TT và các nhà mạng Việt Nam cam kết cung cấp dịch vụ 5G thương mại ra thị trường vào cuối năm 2024. Việt Nam đặt mục tiêu vào năm 2025, mạng 5G sẽ có tốc độ tối thiểu 100 Mbps, sóng 5G sẽ phủ đến 99% dân số. Để làm được điều đó, các nhà mạng trong nước phải vượt qua được những khó khăn về chi phí và hạ tầng phức tạp cần đáp ứng cho việc triển khai mạng 5G.

Chi phí và sự phức tạp của hạ tầng mạng 5G

Như hầu hết các hệ thống mạng 5G trên thế giới, hệ thống đang được triển khai tại Việt Nam chạy trên hạ tầng 5G phi độc lập (NSA). 5G NSA bổ sung thêm mạng truy cập vô tuyến 5G RAN trên cơ sở phụ thuộc vào mạng lõi 4G. Nền tảng kiến trúc này tuy cho phép mạng 5G được phát triển từ hạ tầng mạng 4G LTE có sẵn và tương thích với nhiều thiết bị 5G trên thị trường hiện nay hơn, nó vẫn mang đến một vài bất lợi cho các nhà mạng và thuê bao đăng ký.

5G NSA là kiến trúc dạng "chắp ghép", nên nó không cho hiệu suất "thực sự" như kỳ vọng ở một mạng 5G. Với các thuê bao, họ phải chịu độ trễ cao hơn so với kiến trúc mạng 5G độc lập. Với các nhà mạng, mô hình NSA đòi hỏi trạm phát sóng 4G và 5G phải có chung một nhà cung cấp, ngoài ra chạy mạng 5G trên cơ sở hạ tầng mạng 4G cũng tốn nhiều năng lượng hơn. Bài toán về chi phí và môi trường này có thể nói là tương đối nan giải.

Vai trò của ăng-ten và kiến trúc FTTA

Mục tiêu cuối cùng đương nhiên là chuyển đổi toàn bộ sang kiến trúc mạng 5G độc lập (SA), nhưng việc này sẽ mất nhiều năm. Cho tới khi đó, các nhà mạng phải tìm cách cắt giảm chi phí và phần nào đơn giản hóa hạ tầng 5G vốn đã phức tạp. Đây chính là lúc họ cần đến các nhà cung cấp giải pháp, nhất là các nhà cung cấp ăng-ten, và các giải pháp tiên tiến, vượt trội trong lĩnh vực này.

Kết hợp RF thụ động và chủ động

Các loại ăng-ten mới, chẳng hạn như Mosaic Platform của CommScope, cho phép các nhà mạng kết hợp ăng-ten LTE thụ động và ăng-ten 5G chủ động trên cùng một khung với kích thước không lớn hơn ăng-ten 4G có sẵn. Khi kết hợp như vậy, các nhà mạng sẽ có nhiều lựa chọn trong thiết kế hơn, với điều kiện tiên quyết là không ảnh hưởng đến cường độ tín hiệu hoặc công suất phát sóng. Ngoài ra, việc này cũng giảm bớt chi phí và những rắc rối về mặt hạ tầng cho kiến trúc 5G NSA khi giảm được số lượng và trọng lượng các khối ăng-ten trên tháp, và thậm chí không cần nâng cấp bệ cấu trúc. Trên hết, Mosaic Platform cho phép nhà mạng tiếp tục khai thác kinh doanh từ hạ tầng 4G và tích hợp thêm 5G bất cứ khi nào họ sẵn sàng.

Thực hiện right-sizing 5G RAN với ăng-ten/bộ thu phát 8T8R

Nhiều trạm 5G mới sử dụng cấu hình 32T32R hoặc 64T64R tích hợp ăng-ten chủ động mMIMO. Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ ra rằng sự kết hợp này chỉ cần thiết đối với các trạm thu phát đạt công suất cao nhất, tương đương khoảng 20% mạng lưới các trạm mới. Tại Việt Nam, gần 60% dân số sinh sống ở các khu vực ngoài đô thị thưa thớt hơn. Ở những nơi này, nhà mạng chỉ cần các bộ thu phát 8T8R và ăng ten thụ động 8T8R để đáp ứng yêu cầu về công suất và mức độ phủ sóng.

Các thử nghiệm lặp lại cho thấy việc sử dụng bộ thu phát 160W 8T8R và ăng-ten thụ động CommScope 8T8R có hiệu quả phủ sóng downlink tương đương sử dụng ăng-ten/bộ thu phát 32T32R 100W—nhưng lại tiết kiệm được tới 30% điện năng và giảm 30% khối lượng phát thải CO2. Những con số này tăng lên tới 50% nếu so với một hệ thống 64T64R. Hệ thống 8T8R đạt hiệu quả năng lượng cao hơn khi chỉ tiêu thụ năng lượng cho băng tần cơ sở tối thiểu và Digital Front End, so với các hệ thống MIMO khổng lồ. Việc chuyển sang sử dụng hệ thống Radio 8T8R tiết kiệm năng lượng hơn cho phép các nhà mạng Việt Nam giảm thiểu đáng kể chi phí năng lượng, giảm được tổng chi phí sở hữu mạng lưới và tác động đến môi trường.

Giảm chi phí kết nối

Một thử thách lớn khác mà các nhà mạng Việt Nam phải đối diện khi thương mại hóa mạng 5G là làm sao để giảm được chi phí và đơn giản hóa kiến trúc FTTA (fiber to the antennas) vốn đã phức tạp. Càng nhiều dải tần và thiết bị mMIMO được thêm vào thì số cổng và tình trạng nghẽn tháp càng tăng lên. Việc chạy cáp quang trên toàn tháp và cáp jumper đồng trục giữa các thiết bị RRU và ăng-ten trở thành một bài toán ngày càng nan giải.

Những bước tiến mới nhất, cụ thể là trong cấu hình của kiến trúc FTTA và công nghệ kết nối cluster, cũng giúp giảm bớt tính phức tạp của hạ tầng và chi phí kết nối 5G. Với việc sử dụng các thiết kế FTTA dạng mô-đun để tùy chỉnh theo ý muốn, đơn vị lắp đặt có thể tăng được số lần triển khai và giảm tải cho tháp. Song song với đó, việc sử dụng các đầu connector cluster tiên tiến sẽ đơn giản hóa kết nối ăng-ten và bộ thu phát 5G, đồng thời hạn chế lỗi kết nối, mà điều này lại đặc biệt thiết yếu trong các set-up cho MIMO 4T4R và 8T8R.

Nâng cao tính bền vững của mạng 5G

Quá trình triển khai mạng 5G của Việt Nam nhận được sự quan tâm trên toàn thế giới về những ảnh hưởng của nó đến biến đổi khí hậu và các vấn đề môi trường khác. Quá trình này nên hạn chế ảnh hưởng lên môi trường ở mức tối đa, và may mắn thay, rất nhiều nếu không nói là hầu hết, các giải pháp ăng-ten 5G và công nghệ FTTA tiên tiến hiện nay đều có những đặc điểm có thể đáp ứng các mục tiêu về môi trường của nhà mạng.

Ví dụ, CommScope đã tiên phong trong công nghệ Sustainable Energy-Efficient Design (SEED®) để tích hợp vào các ăng-ten CommScope. SEED sẽ thay thế cáp RF nội bộ và các bộ dịch pha truyền thống bằng một mạng tiếp nhận dạng hốc vi cầu. Công nghệ này được chứng minh là cải thiện được hiệu quả bức xạ. Đây là đặc tính có lợi cho môi trường và hoạt động vận hành.

Những bước tiến này đạt được là nhờ CommScope triển khai Kế hoạch xanh về mạng không dây ngoài trời từ năm 2023. Kế hoạch này tập trung vào 4 trụ cột chính: Thiết kế thân thiện với môi trường, sản xuất theo quy trình bền vững, kéo dài vòng đời sản phẩm, nâng cấp hệ thống đóng gói và logistics—với mục tiêu giảm thiểu tác động môi trường của mọi giải pháp xuất hiện trong vòng đời sản phẩm.

Khi công nghệ 5G hoàn thiện hơn, Việt Nam cũng sẽ đạt được mục tiêu phủ sóng 5G cho nhiều thiết bị hơn. Tính ứng dụng và giá trị của hạ tầng 5G cũng sẽ ngày một gia tăng. Khi đà tăng trưởng đã tích đủ lực, chúng ta kỳ vọng rằng mô hình 5G NSA sẽ sớm nhường chỗ cho kiến trúc SA ít phức tạp hơn, hiệu suất cao hơn. Nhưng có lẽ sẽ mất nhiều năm trời trước khi các thiết bị hỗ trợ mạng này trở nên phổ biến và quá trình chuyển đổi sang 5G SA thực sự bắt đầu.

Trong lúc đó, Bộ TT&TT cùng các nhà mạng Việt Nam sẽ tiếp tục đẩy mạnh tốc độ triển khai hạ tầng 5G quốc gia, làm nền tảng vững chắc cho một tương lai số thịnh vượng. Ngay cả sau khi quá trình chuyển đổi sang kiến trúc 5G SA hoàn tất, khoản đầu tư vào công nghệ ăng-ten tiên tiến của các nhà mạng sẽ tiếp tục sinh lời thông qua việc cắt giảm được chi phí, tính phức tạp của hạ tầng mạng và tác động đến môi trường. Đây hứa hẹn sẽ là bước đột phá về giá trị; không chỉ đối với các nhà mạng và thuê bao tại Việt Nam mà còn lan ra toàn khu vực ASEAN.

Để tìm hiểu thêm về các giải pháp 5G của CommScope, vui lòng truy cập trang chủ CommScope 5G.