TÀI LIỆU về MẠNG 5g

EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

TÀI LIỆU VỀ MẠNG 5G
I)

SƠ LƯỢC VỀ 5G



5G (Thế hệ mạng di động thứ 5 hoặc hệ thống không dây thứ 5) là thế hệ tiếp theo
của công nghệ truyền thông di động sau thế hệ 4G Theo các nhà phát minh, mạng 5G sẽ
có tốc độ nhanh hơn khoảng 100 lần so với mạng 4G hiện nay, giúp mở ra nhiều khả
năng mới và hấp dẫn. Lúc đó, xe tự lái có thể đưa ra những quyết định quan trọng tùy
theo thời gian và hoàn cảnh. Tính năng chat video sẽ có hình ảnh mượt mà và trôi chảy
hơn, làm cho chúng ta cảm thấy như đang ở trong cùng một mạng nội bộ.Các cơ quan
chức năng trong thành phố có thể theo dõi tình trạng tắc nghẽn giao thông, mức độ ô
nhiễm và nhu cầu tại các bãi đậu xe, do đó có thể gửi những thông tin này đến những
chiếc xe thông minh của mọi người dân theo thời gian thực.



Mạng 5G được xem là chìa khóa để chúng ta đi vào thế giới Mạng lưới vạn vật kết nối
Internet (IoT), trong đó các bộ cảm biến là những yếu tố quan trọng để trích xuất dữ liệu
từ các đối tượng và từ môi trường. Hàng tỷ bộ cảm biến sẽ được tích hợp vào các thiết bị
gia dụng, hệ thống an ninh, thiết bị theo dõi sức khỏe, khóa cửa, xe hơi và thiết bị đeo
Tuy nhiên, để cung cấp 5G, các nhà mạng sẽ cần phải tăng cường hạ tầng cơ sở mạng
lưới (gọi là trạm gốc). Họ có thể bắt đầu bằng cách khai thác dải phổ hiện còn trống.
Sóng tín hiệu với tần số đo MHz sẽ được nâng cao lên thành GHz hay thậm chí nhanh
hơn. Tần số giao tiếp của điện thoại hiện nay ở dưới mức 3 GHz nhưng mạng 5G sẽ yêu
cầu những băng tần cao hơn. Mạng 5G được tung ra vào năm 2020 để đáp ứng nhu cầu
kinh doanh và người tiêu dùng



Bối cảnh của 5G



Kể từ khi hệ thống 1G được Nordic Mobile Telephone giới thiệu lần đầu tiên vào năm
1981, cứ khoảng 10 năm lại xuất hiện một thế hệ điện thoại di động mới. Các hệ thống
2G đầu tiên bắt đầu tung ra vào năm 1991, các hệ thống 3G đầu tiên xuất hiện lần đầu
vào năm 2001 và hệ thống 4G hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn "IMT nâng cao" đã được
chuẩn hóa vào năm 2012. Sự phát triển các hệ thống tiêu chuẩn của các mạng 2G (GSM)
và 3G (IMT-2000 và UMTS) mất khoảng 10 năm kể từ khi các dự án R & D chính thức
bắt đầu, và quá trình phát triển hệ thống 4G đã được bắt đầu từ năm 2001 hoặc 2002. Các
công nghệ làm tiền đề cho một thế hệ mới thường được giới thiệu trên thị trường từ một
vài năm trước đó, ví dụ như hệ thống CdmaOne/IS95 tại Mỹ vào năm 1995 được xem là
tiền đề cho 3G, hệ thống Mobile WiMAX ở Hàn Quốc năm 2006 được xem là tiền đề cho
4G, và hệ thống thử nghiệm đầu tiên cho LTE là ở Scandinavia năm 2009. Từ tháng 4
năm 2008, Machine-to-Machine Intelligence (M2Mi) Corp - một tổ hợp trong NASA
Research Park - dưới sự lãnh đạo của Geoff Brown - bắt đầu phát triển công nghệ thông
tin liên lạc 5G


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM


Các thế hệ điện thoại di động thường dựa trên các yêu cầu đối với các tiêu chuẩn di động
không-tương-thích-ngược dưới đây - theo ITU-R, như IMT-2000 cho 3G và IMTAdvanced cho 4G. Song song với sự phát triển của các thế hệ điện thoại di động của ITUR, IEEE và các cơ quan tiêu chuẩn hóa khác cũng phát triển các công nghệ truyền thông
không dây, thường cho tốc độ dữ liệu cao hơn và tần số cao hơn, nhưng phạm vi truyền
ngắn hơn. Các tiêu chuẩn gigabit IEEE đầu tiên là IEEE 802.11ac, đưa vào thương mại từ

năm 2013, và gần như lập tức được tiếp nối bởi tiêu chuẩn đa gigabit khác là WiGig hay
IEEE 802.11ad.



Trong báo cáo Ericsson Mobility Report được công bố tháng 6/2014, Ericsson dự đoán
tới năm 2019, tỷ lệ thuê bao 4G LTE ở Bắc Mỹ sẽ chiếm tới 85% và đây có thể sẽ là một
trong những khu vực đầu tiên ứng dụng 5G. Nhật Bản và Hàn Quốc dự kiến cũng sẽ là
những quốc gia sớm triển khai 5G vì NTT DOCOMO và SK Telecom cũng đang rất quan
tâm đến công nghệ này.



Seizo Onoe, Phó chủ tịch điều hành kiêm Giám đốc kỹ thuật của NTT DOCOMO tin
rằng: "5G hứa hẹn mang tới những tính năng quan trọng hỗ trợ ứng dụng, mang lại lợi ích
cho người dùng và ngành công nghiệp. Thành công của Ericsson đã chứng tỏ tiềm năng
thực tế của công nghệ truy cập vô tuyến 5G ở ngay giai đoạn đầu tiên".



Theo Sathya Atreyam, chuyên gia của IDC, hiện chưa có chuẩn chính thức cho 5G,
nhưng 5G đã đạt một bước tiến vượt bậc từ tầm nhìn công nghệ trở thành một yếu tố
quan trọng trong chiến lược phát triển mạng lưới và kinh doanh của các nhà khai thác
viễn thông. Với tốc độ nhanh hơn, giảm độ trễ và hiệu suất hoạt động cao hơn ở các khu
vực mật độ cao, 5G mang đến những trải nghiệm tiên tiến hơn cho người dùng, đồng thời
thúc đẩy sự phát triển các ứng dụng M2M phục vụ người tiêu dùng.

1) Mạng di động 5G: những thách thức về an toàn thông tin
 Công nghệ mạng 5G hứa hẹn sẽ mang đến cho người dùng những trải nghiệm chưa từng
có về chất lượng cao và đa dạng các loại hình dịch vụ thông tin di động, một thế giới kết

nối vạn vật (IoT). Để đáp ứng được những yêu cầu trên, thách thức về vấn đề ATTT mà
mạng 5G sẽ phải đối mặt cũng không nhỏ. Bài báo này giới thiệu về kiến trúc được đề
xuất và phân tích những khó khăn bảo mật mà mạng 5G sẽ phải đối mặt.
*) Kiến trúc mạng 5G đề xuất


Công nghệ mạng 4G LTE/LTE-A hiện đã và đang được triển khai rộng khắp trên toàn thế
giới, tuy nhiên vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu thông tin giải trí với chất lượng ngày càng
cao của người dùng. Chất lượng tín hiệu bị suy giảm rõ rệt, thậm chí mất kết nối tại
những khu vực có mật độ cao người sử dụng (sân vận động, lễ hội, bến xe,...) hay di
chuyển trên các phương tiện giao thông tốc độ cao (tàu điện, tàu hỏa). Hơn nữa, mạng 4G
không hỗ trợ các công nghệ truy nhập vô tuyến đa dạng hiện nay, để có thể đáp ứng yêu
cầu IoT. Do đó, Liên minh viễn thông quốc tế ITU đã định nghĩa mạng thông tin di động


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM











thế hệ kế tiếp với tên gọi IMT-2020 (hay ngắn gọn là 5G), dự kiến sẽ được tiêu chuẩn hóa
vào năm 2018 và triển khai dịch vụ từ năm 2020.
Để đạt được những yêu cầu khắt khe đó, mạng 5G cần áp dụng đồng bộ, tổng thể những

công nghệ tiên tiến trên mọi mặt. Kiến trúc mạng 5G được đề xuất trên cơ sở giải pháp
mạng không đồng nhất HetNet (Hình vẽ).
Trong đó, phần mạng lõi được phân chia thành 3 lớp riêng biệt: Lớp truyền tải, lớp điều
khiển và lớp quản lý. Lớp truyền tải ứng dụng công nghệ ảo hóa và định nghĩa bằng phần
mềm SDN/NFV. Lớp điều khiển gồm các chức năng kiểm soát việc cấp phát, chuyển giao
tài nguyên vô tuyến SDRN; Điều khiển, giám sát truy cập dữ liệu trên nền công nghệ
điện toán đám mây; Điều khiển ảo hóa hạ tầng thiết bị mạng. Lớp quản lý đảm nhận các
chức năng logic về quản lý di động, quản lý thuê bao, quản lý chính sách,… tương đương
như các thực thể chức năng trong mạng 4G thế hệ trước, kèm theo quản lý khả năng tự
cấu trúc, tự khắc phục sự cố theo công nghệ mạng SON (Self Organizing Network).
Lớp truy nhập hỗ trợ đa dạng các kiến trúc, bao gồm: C-RAN (mạng truy nhập vô tuyến
hợp tác, tập trung hóa), UDN (mạng mật độ siêu cao), WiFi, WiMAX, PLC (công nghệ
truyền thông trên đường dây tải điện), VLC (công nghệ truyền thông bằng ánh sáng khả
kiến),… cùng với các công nghệ truy nhập vô tuyến di động như: massive MIMO, macro
cell, small cell, truy cập đa công nghệ, sử dụng tần số cao, kỹ thuật chia sẻ phổ tần linh
động....
Lớp đầu cuối không chỉ bao gồm các điện thoại thông minh mà còn gồm các mạng cảm
biến không dây (WSN), truyền thông trực tiếp giữa các thiết bị (D2D), máy móc (M2M)
và xe cộ (V2X),… theo xu hướng IoT.
Kiến trúc mạng 5G đề xuất được phân tách tương đối rõ ràng về lớp chức năng, thể hiện
tính hội tụ và tương hỗ cao với đa dạng các chuẩn công nghệ. Tuy nhiên, điều đó cũng
dẫn đến việc các rủi ro về ATTT mà công nghệ 5G phải đối mặt là rất phức tạp, có tính
tích hợp và tương tác giữa các công nghệ được tích hợp.

*) Thách thức về An toàn thông tin


Mỗi lớp mạng trong kiến trúc mạng 5G phải đối mặt với các nguy cơ về ATTT khác
nhau. Việc phân tích các rủi ro về ATTT của từng lớp mạng sẽ là cơ sở để xây dựng
các giải pháp bảo đảm phù hợp.

*) Lớp quản lý


Các thành phần mạng lớp quản lý chịu trách nhiệm về thông tin cá nhân của thuê bao,
quyết định quá trình thiết lập kết nối và chính sách dịch vụ. Thành phần quản lý SON
chịu trách nhiệm về cấu hình, thiết lập hạ tầng kiến trúc mạng. Mặc dù các thành phần
này rất khó có thể bị tấn công do nằm trong mạng lõi của hệ thống, được bảo vệ chặt chẽ.
Tuy nhiên, do tính chất quan trọng sống còn của hệ thống nên nó vẫn là mục tiêu tấn
công đầu tiên với tin tặc. Mức độ ảnh hưởng của tấn công lớp này đặc biệt nghiêm trọng,
tác động trên toàn bộ mạng.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM
*) Các rủi ro về ATTT bao gồm:






Chiếm quyền điều khiển: Nhằm chiếm dụng toàn bộ hoặc một phần quyền quản lý của
các thiết bị, thay đổi thông tin, sửa đổi chính sách dịch vụ, sửa cấu hình thiết bị mạng với
ý đồ riêng, hoặc tạm dừng hoạt động hệ thống. Loại hình tấn công này có tính chất nguy
hiểm nhất. Một khi đã chiếm được quyền điều khiển thiết bị, kẻ tấn công có thể dễ dàng
thực hiện các cách thức tấn công khác.
Phá vỡ tính sẵn sàng của hệ thống: Nhằm vắt kiệt tài nguyên của các thiết bị và hệ thống,
dẫn đến hệ thống không còn đủ năng lực hoạt động, đình trệ dịch vụ. Các hình thức tấn
công DoS, DdoS,… tấn công vào băng thông, giao thức, sử dụng gói tin bất thường,
thông qua proxy, khai thác lỗ hổng trên hệ điều hành thiết bị mạng,....

Lấy cắp thông tin: Nhằm lấy thông tin riêng tư của người dùng bao gồm thông tin cá
nhân, lịch sử cuộc gọi, tài khoản điện thoại,.... Lấy thông tin về cấu hình, cách thức tổ
chức của các thiết bị trong mạng nhằm phục vụ cho các mục đích tấn công tiếp theo. Các
phương pháp chủ yếu được sử dụng là khai thác lỗ hổng và chiếm quyền kiểm soát hệ
điều hành của thiết bị mạng, sao chép và giải mã bất hợp pháp thông tin trong log file,
bản tin thông báo,....

*) Lớp điều khiển






Thành phần lớp điều khiển quản lý hoạt động của thiết bị hạ tầng và tài nguyên hệ thống,
bao gồm tài nguyên vô tuyến, năng lực chuyển mạch và truy xuất dữ liệu nội dung.
Tương tự lớp quản lý, lớp điều khiển được chú trọng bảo mật nên khó bị tấn công. Tuy
nhiên, khi bị tấn công, mức độ ảnh hưởng của nó cũng tác động trên phạm vi toàn hệ
thống. Các rủi ro bao gồm:
Chiếm quyền điều khiển: Thay đổi thông tin và chính sách cấu hình, phân bổ tài nguyên
mạng hoặc tạm dừng hoạt động các thiết bị. Cho phép các thiết bị bất hợp pháp thiết lập
kết nối vào hạ tầng mạng để mở đường cho các bước tấn công tiếp theo, hủy hoại, sao
chép tài nguyên dữ liệu nội dung của nhà mạng.
Phá vỡ tính sẵn sàng của hệ thống: Mục đích nhằm làm gián đoạn việc điều khiển cấp
phát tài nguyên vô tuyến và chuyển mạch gây ảnh hưởng đến chất lượng và tính ổn định
dịch vụ khách hàng, gây khó khăn trong việc truy xuất.

*) Lớp truyền tải


Các thiết bị trong lớp truyền tải chịu trách nhiệm trực tiếp trong việc chuyển giao và kết
nối thông tin cho thuê bao. Phạm vi chịu ảnh hưởng khi thiết bị lớp này bị tấn công hầu
như chỉ mang tính cục bộ. Các rủi ro về ATTT chính bao gồm tấn công từ chối dịch vụ và
chiếm quyền điều khiển. Mục đích của đối tượng tấn công nhằm gây suy giảm năng lực
thiết bị; Điều khiển chuyển tiếp, sao chép dữ liệu của thuê bao theo hướng khác và đánh
cắp thông tin.

*) Lớp truy nhập


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM







Trong kiến trúc mạng 5G, do tính đa dạng về công nghệ truy nhập được hỗ trợ, nên ngoài
các rủi ro truyền thống trên giao diện vô tuyến thông thường, mạng 5G còn chịu tác động
mang tính “cộng hưởng” của nhiều nguy cơ khác đến từ sự đa dạng của các loại hình
công nghệ kết nối. Phạm vi ảnh hưởng nhỏ, chỉ tác động đến dịch vụ và dữ liệu của một
hoặc một nhóm người ung nhất định. Tuy nhiên, giao diện vô tuyến cũng là ungg tiện
chính thường được kẻ tấn công lợi dụng truy cập hệ thống, tấn công các lớp cao hơn. Một
số nguy cơ mất an toàn như:
Phá ung:
Kẻ tấn công có thể sẽ sử dụng một hoặc nhiều nguồn phát ung bên ngoài làm nhiễu kênh
vô tuyến, cản trở thuê bao không thể kết nối được vào mạng.
Truy nhập bất hợp pháp: Lợi dụng điểm yếu trong các kỹ thuật xác thực, kẻ tấn công có
thể giả mạo danh người ung hợp pháp, chiếm quyền truy nhập hệ thống. Thông thường,

việc truy nhập bất hợp pháp vào mạng di động không dễ dàng. Tuy nhiên, mạng 5G cho
phép thiết bị đầu cuối kết nối thông qua WiFi, WiMAX, VLC,… có khả năng bảo mật
không cao, làm tăng nguy cơ mất an toàn khi truy nhập.
*) Nghe lén thông tin:
Từ các phiên bản nâng cấp của mạng 2G, vấn đề này về cơ bản đã được khắc phục. Tuy
nhiên, khi kết nối qua các công nghệ truy nhập khác, nguy cơ rò rỉ thông tin trở nên cao
hơn. Tin tặc dò tìm các tham số phục vụ cho việc giải mã dữ liệu, theo dõi theo thời gian
thực, lưu trữ lại thông tin.

*) Sao chép dữ liệu:


Tin tặc thực hiện chặn bắt toàn bộ dữ liệu, bao gồm cả dữ liệu mã hóa trong phạm vi dò
tìm. Dữ liệu này được lưu trữ ngoại tuyến để giải mã. Cùng với sự trợ giúp của các siêu
máy tính, quá trình giải mã dữ liệu có thể được rút ngắn đáng kể. Giống như các rủi ro kể
trên, các công nghệ truy cập như WiFi, WiMAX, VLC chưa đủ mạnh để đảm bảo vấn đề
này.

*) Lớp đầu cuối






Lớp đầu cuối được đánh giá là có mức an toàn thấp nhất trong kiến trúc mạng 5G. Khi bị
tấn công, phạm vi ảnh hưởng của lớp này chỉ tác động đến chất lượng dịch vụ, dữ liệu và
thông tin của người sử dụng. Các rủi ro đến từ thiết bị đầu cuối bao gồm:
Không thực hiện đúng quy trình an toàn: Người dùng thông thường bỏ qua việc tuân thủ
một số chính sách an toàn như: thực hiện các thao tác cài đặt, sử dụng giao thức và phần

mềm bảo mật. Các yêu cầu về xác thực 2 chiều, mã hóa dữ liệu truyền tải, sử dụng phần
mềm dành riêng cho các giao dịch điện tử không được coi trọng đúng mức.
Sử dụng Hệ điều hành và phần mềm không đúng nguyên tắc: Hệ điều hành thường bị sửa
đổi (root, jailbreak,…), cài đặt phần mềm không nguồn gốc, không sử dụng phần mềm
bảo mật trên điện thoại, không kích hoạt cập nhật tự động,… là những nguyên nhân chính


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM





có thể dẫn đến thiết bị nhiễm phần mềm độc hại, bị theo dõi, đánh cắp dữ liệu và tài
khoản người dùng.
Sử dụng mô hình kết nối không an toàn: Thường các kết nối ngang hàng không được chú
trọng về tính bảo mật. Mạng 5G cho phép sử dụng các kết nối trực tiếp (D2D, M2M,
V2X) và các kết nối chuyển tiếp (WSN) để chia sẻ thông tin giữa các thiết bị. Cho đến
nay, ATTT vẫn còn là nội dung lớn đang được nghiên cứu trong các mô hình kết nối này.
Năng lực thiết bị hạn chế: Với các thiết bị kết nối mạng theo xu hướng IoT, hầu hết đều
có cấu hình phần cứng và phần mềm khá hạn chế. Các điểm kết nối này phần lớn không
đủ năng lực để áp dụng các kỹ thuật bảo mật tiên tiến nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị.

Kết luận
Loài người đang bước vào kỷ nguyên Internet, công nghệ mạng 5G được kỳ vọng sẽ giúp hiện
thực hóa điều đó một cách nhanh chóng. Người dùng được trải nghiệm các dịch vụ chất lượng
cao, kiểm soát tốt hơn trong cuộc sống. Tuy vậy, những thách thức về ATTT mà mạng di động
5G đang và sẽ phải đối mặt là không nhỏ. Tuy nhiên, cho đến thời điểm công nghệ 5G đạt đến độ
chín muồi, thì thời gian còn khá dài để các nhà khoa học nghiên cứu và đưa ra phương án bảo vệ
ATTT tối ưu nhất cho hệ thống.

II) Nền tảng công nghệ 5G


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM
Mạng Intertnet di động thế hệ thứ năm được mong đợi sẽ là một nền tảng World Wide Wireless
Web (wwww) hoàn hảo để kết nối mọi nơi trên trái đất. Một thế giới kết nối không dây thực sự,
nơi chúng ta có thể truy cập Internet xuyên suốt mà không gặp phải các rào cản, giới hạn nào về
mặt không gian và thời gian. Về bản chất, mạng 5G vẫn phát triển dựa trên nền tảng của 4G
nhưng ở mức độ cao hơn. Mạng 5G sẽ hỗ trợ LAS-CDMA (Large Area Synchronized Code
Division Multiple Access), UWB (Ultra Wideband), Network-LMDS (Local Multipoint
Distribution Service), Ipv6 và BDMA (Beam Division Multiple Access).
Với sự hỗ trợ đa dạng các nền tảng, người dùng có thể kết nối cùng lúc với nhiều thiết bị qua
mạng không dây và dễ dàng chuyển đổi qua lại một cách nhanh chóng mà không gặp phải bất kỳ
trở ngại nào. Các thiết bị này có thể sử dụng các mạng di động khác nhau như 2,5G, 3G,
4G hoặc 5G, Wi-Fi, WPAN hoặc bất kỳ công nghệ truy cập nào khác xuất hiện trong tương lai.
Như đề cập trên, thời đại IoT (Internet of Things) đang dần ảnh hưởng đến cuộc sống của con
người. Các thiết bị như đồng hồ thông minh, vòng đeo tay theo theo dõi sức khỏe, thiết bị cảm
biến trên xe hơi, kính thông minh cho đến các cảm biến giám sát 24/7... là những thiết bị đòi hỏi
tính tương tác cao thông qua Internet để kết nối được duy trì liên tục, liền mạch và truyền tải một
khối lượng lớn dữ liệu.
Lưu ý là mạng 5G vẫn trong giai đoạn phát triển nên có rất nhiều đề xuất và tranh luận về lộ
trình cũng như cách thức hoạt động của nó. Tuy nhiên, chắc chắn một điều là không giống các
tiêu chuẩn truyền thông không dây trước đây, thế hệ mạng mới này buộc phải giải quyết các vấn
đề thách thức liên quan đến công nghệ nhiều hơn. Nếu 4G tập trung vào việc cải thiện khả năng
và tốc độ kết nối thì 5G sẽ bao gồm tất cả các điều đó và bổ sung thêm nhân tố rất quan trọng là
trí thông minh.

Những thách thức 5G gặp phải
Theo dự kiến, công nghệ mạng 5G có thể sẽ ra mắt vào năm 2020, nhưng cho đến nay giới quan

sát vẫn chưa thấy bất kỳ dự án chính thức để phát triển mạng 5G mang tầm vóc quốc tế được
khởi động ngoài một số dự án riêng lẻ do các tập đoàn công nghệ tự nghiên cứu. Điển hình là
Samsung vừa kết hợp với trường đại học New York để tự tìm ra hướng đi riêng của mình.
Huawei cho biết đã đầu tư khoảng 600 triệu USD cho các hoạt động nghiên cứu và phát triển
(R&D) công nghệ 5G đến năm 2018 khi tham gia vào một số dự án nghiên cứu công nghệ 5G
của EU và phối hợp xây dựng Trung tâm Sáng tạo 5G (5G Innovation Center - 5GIC) tại Anh
quốc nhằm xây dựng một hệ thống tiêu chuẩn thống nhất cho mạng 5G trên phạm vi toàn cầu.
Công nghệ 5G vẫn còn trong vòng nghiên cứu và các nhà khoa học vẫn đang tìm kiếm giải pháp
thích hợp nhất. Theo Osseiran, nhà nghiên cứu cao cấp tại Ericsson kiêm điều phối viên dự án
METIS được thành lập bởi các trường đại học phối hợp cùng công ty tài chính châu Âu để tìm ra
các giải pháp tối ưu nhất cho mạng 5G). METIS cho biết vẫn đang xem xét các công nghệ khác
nhau, bao gồm kỹ thuật điều chế và mã hóa dữ liệu mới, quản lý can thiệp tốt hơn, mạng lưới
liên lạc nhiều chặng (multi-hop) và cả những thiết kế thiết bị truyền nhận dữ liệu tiên tiến.
Osseiran còn nhất mạnh rằng đặc thù của mạng 5G là sử dụng kết hợp nhiều hệ thống khác nhau
và công nghệ sóng milimeter của Samsung chỉ là một phần nhỏ trong đó.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

Những lợi ích do mạng 5G mang lại là rất lớn. Mặc dù vậy, vẫn còn một số vấn đề cần phải được
giải quyết trước khi công nghệ 5G có thể trở thành hiện thực. Đó là sự sẵn sàng của băng tần và
các thách thức về mặt công nghệ, chẳng hạn như làm thế nào để tạo ra các kiến trúc mạng có thể
gia tăng được lượng dữ liệu truyền tải cao hơn và các tốc độ truyền tải dữ liệu cần thiết để có thể
chứa được nhiều người dùng hơn trên hệ thống mạng.
Theo thống kê, từ đây đến năm 2020 thì số lượng các thiết bị thông minh sẽ tăng nhanh một cách
chóng mặt, có đến hơn 50 tỷ thiết bị được kết nối với mạng di động. Với sự tăng trưởng nhanh
chóng như vậy, cũng đồng nghĩa với lượng dữ liệu cần chia sẽ cao gấp 1.000 lần và tốc độ
truyền tải nhanh hơn từ 10 đến 100 lần tốc độ mạng hiện nay. Bên cạnh đó, việc hỗ trợ đa dạng
nhiều nền tảng thiết bị, dịch vụ và ứng dụng sử dụng những băng tần khác nhau còn là một thách
thức đang chờ đón 5G.

Mạng di động trong tương lai có thể sẽ trở thành mạng “Internet” chính không chỉ kết nối giữa
người với người mà còn giữa người với máy móc, thiết bị. Vì vậy chúng cần phải đáp ứng được
các yếu tố quan trọng về QoS (Quality of Service), tính bảo mật và độ tin cậy. Để trở thành hiện
thực, công nghệ 5G cần có khả năng đáp ứng tốc độ truyền tải vào khoảng 10 Gb/giây, tương tự
mạng cáp quang mới có thể xử lý được hết nội dung đa phương tiện và truyền thông ảo với độ
phân giải siêu nét.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM
Để hỗ trợ các ứng dụng thực tế ảo và video độ phân giải siêu nét, tốc độ truyền dữ liệu buộc phải
đạt mức tối thiểu là 1 Gb/giây hoặc cao hơn. Bên cạnh đó, dịch vụ đám mây di động lại đòi hỏi
tốc độ truy suất rất cao lên đến 10 Gb/giây. Ngoài băng thông cực lớn, tương tự như mạng cáp
quang hiện nay, thì thời gian đáp ứng và độ trễ của mạng 5G phải luôn ở mức cực kỳ thấp với
đơn vị tính nhỏ hơn hoặc bằng 1 mms (mili giây) mới có thể đạt được yêu cầu hỗ trợ các thiết bị
di động thời gian thực, các ứng dụng và thiết bị liên lạc giữa các phương tiện với nhau.
Mạng 5G còn hỗ trợ các công nghệ truy cập sóng radio khác nhau, vì vậy để đảm bảo dịch vụ
được thông suốt thì thời gian giữa các lần chuyển mạch không được vượt quá 10 mms.
Với hơn 50 tỷ thiết bị IoT sẽ xuất hiện trên thị trường vào năm 2020, tương ứng với số lượng
người dùng sẽ kết nối vào mạng di động và cũng đồng nghĩa với hàng tỷ hay thậm chí hàng trăm
tỷ các ứng dụng được kích hoạt và luôn ở trạng thái hoạt động (always-on) thì rõ ràng với băng
thông hiện nay sẽ không thể đáp ứng nổi.

Tương lai công nghệ 5G
Theo dự kiến, công nghệ mạng 5G có thể sẽ ra mắt vào năm 2020, nhưng cho đến nay giới quan
sát vẫn chưa thấy bất kỳ dự án chính thức để phát triển mạng 5G mang tầm vóc quốc tế được
khởi động ngoài một số dự án riêng lẻ do các tập đoàn công nghệ tự nghiên cứu. Điển hình là
Samsung vừa kết hợp với trường đại học New York để tự tìm ra hướng đi riêng của mình.
Huawei cho biết đã đầu tư khoảng 600 triệu USD cho các hoạt động nghiên cứu và phát triển
(R&D) công nghệ 5G đến năm 2018 khi tham gia vào một số dự án nghiên cứu công nghệ 5G
của EU và phối hợp xây dựng Trung tâm Sáng tạo 5G (5G Innovation Center - 5GIC) tại Anh

quốc nhằm xây dựng một hệ thống tiêu chuẩn thống nhất cho mạng 5G trên phạm vi toàn cầu.
Công nghệ 5G vẫn còn trong vòng nghiên cứu và các nhà khoa học vẫn đang tìm kiếm giải pháp
thích hợp nhất. Theo Osseiran, nhà nghiên cứu cao cấp tại Ericsson kiêm điều phối viên dự án
METIS được thành lập bởi các trường đại học phối hợp cùng công ty tài chính châu Âu để tìm ra
các giải pháp tối ưu nhất cho mạng 5G). METIS cho biết vẫn đang xem xét các công nghệ khác
nhau, bao gồm kỹ thuật điều chế và mã hóa dữ liệu mới, quản lý can thiệp tốt hơn, mạng lưới
liên lạc nhiều chặng (multi-hop) và cả những thiết kế thiết bị truyền nhận dữ liệu tiên tiến.
Osseiran còn nhất mạnh rằng đặc thù của mạng 5G là sử dụng kết hợp nhiều hệ thống khác nhau
và công nghệ sóng milimeter của Samsung chỉ là một phần nhỏ trong đó.

Các đặc tính công nghệ của mạng 5G
Như giới thiệu ở bài trước, mạng 5G ra đời với mục tiêu đáp ứng những yêu cầu vô cùng khắt
khe về kết nối và truyền dẫn với những tham số kỹ thuật vô cùng ấn tượng, bởi vậy mà 5G cũng
được đặc trưng bởi việc sử dụng một loạt các công nghệ hiện đại như: Massive MIMO, trạm gốc
thông minh, truyền tải RAN ở sóng mm, dạng sóng mới, truyền dẫn không trực giao, truy nhập
phổ tần chia sẻ, phối hợp liên node nâng cao, truyền tải đồng thời thu nhận, tích hợp và quản lý
multi-RAT, truyền thông thiêt bị đến thiết bị (D2D), đường trục không dây tích hợp truy cập,
mạng và tính di động linh hoạt, nhận thức bối cảnh mạng, mạng di động nhỏ (SCNs)…Dưới đây
là phần mô tả cụ thể một số đặc tính công nghệ tiềm năng của mạng 5G.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

Massive MIMO và Trạm gốc thông minh
Massive MIMO là công nghệ sử dụng mảng anten rất lớn với số lượng phần tử trên mảng có thể
lên tới hàng trăm phần tử anten với mục tiêu tăng dung lượng truyền dẫn và cải thiện độ tăng ích
của anten lên rất nhiều lần. Massive MIMO mở rộng khái niệm MU-MIMO bằng cách gia tăng
đáng kể số lượng anten được triển khai tại trạm gốc để tăng số lượng người dùng được phục vụ
cùng lúc trong cùng một khối tài nguyên tần số, thời gian, hiệu suất sử dụng phổ có thể tăng từ 5
đến 10 lần, với hàng trăm anten phụ vụ hàng chục người dùng thông lượng cao. Hơn nữa, tiền

mã hóa yêu cầu mỗi tín hiệu người dùng được giảm để đơn giản việc tạo búp kết hợp.
Thách thức chính của việc thu thập thông tin kênh tại máy phát được giải quyết bằng cách triển
khai song công phân chia theo thời gian, khi mà cùng một phổ tần được sử dụng cho cả đường
xuống và đường lên, đảm bảo rằng kênh đường xuống gần như giống với kênh đường lên tương
đương với đường truyền đối xứng trong thông tin quang. Nhiều cấu hình khác nhau cho các
anten MIMO có thể sử dụng được mô tả trong hình dưới đây từ các hệ thống anten phân tán đến
các mảng hình trụ hay mảng phẳng.

Các cấu hình anten mảng cho việc triển khai massive MIMO


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

Trạm gốc thông minh sử dụng massive MIMO

Trên cơ sở công nghệ massive MIMO, với việc điểu chỉnh pha và biên độ tín hiệu trên mỗi phần
tử anten của mảng bằng phần mềm (SDR) trên trạm gốc, kết hợp với đặc tính phổ hẹp của sóng
milimet (mmWave), ta có thể tạo ra các chùm sóng tập trung, tự động hướng chùm sóng tới các
thiết bị đầu cuối khi có kết nối, và thiết lập cường độ tín hiệu dựa trên yêu cầu và hoàn cảnh của
môi trường. Kỹ thuật điều chính chùm sóng như trên được gọi là beamforming. Trạm gốc sử
dụng kỹ thuật beamforming được gọi là trạm gốc thông minh nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần
và cải thiện hiệu suất hệ thống lên nhiều lần. Kiến trúc trạm gốc thông minh được mô tả như
hình dưới
Truyền thông thiết bị đến thiết bị (Devide to Devide – D2D)
Truyền thông thiết bị đến thiết bị (D2D) cho phép giao tiếp trực tiếp giữa các thiết bị gần nhau
bằng cách sử dụng các liên kết tế bào hoặc ad-hoc, qua đó cải thiện việc sử dụng phổ tần, băng
thông hệ thống và năng lượng của mạng.
Trong mạng 5G, số lượng các thiết bị truy cập vào mạng là vô cùng lớn, điều này dẫn đến nguy
cơ thắt cổ chai hệ thống khi trạm gốc không đáp ứng đủ yêu cầu kết nối của khu vực mạng. Với
D2D, các kết nối tới trạm gốc sẽ được giảm thiểu đáng kể, đồng thời cho phép người dùng trải

nghiệm những lợi ích về độ trễ truyền thông nhỏ hơn, tăng tốc độ dữ liệu và giảm tiêu thụ năng
lượng do khoảng cách truyền thông ngắn hơn.
D2D cho phép tạo ra mô hình mạng phân cấp với các đám mây di động một cách tự động nhằm
tối ưu hóa sử dụng năng lượng cũng như phổ tần của hệ thống. Với D2D, mạng di động 5G trở
thành một mạng cảm biến không dây WSN khổng lồ đa năng như trong hình mô tả dưới đây, vừa
cho phép liên lạc trực tuyến thời gian thực, vừa cho phép truyền tải dữ liệu tốc độ cao, lại có khả
năng cảm biến phản hồi hứa hẹn tạo ra một thế giới Internet vạn vật IoT tiện lợi và an toàn.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM
Trong trường hợp này, các thiết bị tham gia vào mạng sẽ đóng vài trò như các nút cảm biến, cùng
nhau chia sẻ kết nối và thông tin. Các nút trong một khu vực sẽ được điều khiển cấu hình thành
một đám mây di động tương đương với một cụm trong WSN, các nút thành viên trong cụm sẽ
chia sẻ với nhau vai trò làm nút chủ (Cloud Head – CH) hay nút chuyển tiếp (Relay Node) nhằm
chuyển tiếp kết nối, lưu lượng đến trạm gốc hoặc các nút khác. Với các thuật toán thông minh
của công nghệ, một thiết bị trong mạng sẽ luôn luôn được sử dụng những kết nối tốt nhất.
Mô hình truyền thông D2D trong mạng 5G

Các kết nối từ một một thiết bị đến các thiết bị khác cũng như đến trạm gốc có thể là kết nối trực 
tiếp, cũng có thể là kết nối chuyển tiếp đa chặng với các điểm chuyển tiếp là các thiết bị khác trong 
mạng. Bằng cách này, D2D mang lại khả năng đảm bảo kết nối thành công với tỷ lệ cao hơn đáng 
kể so với mạng truy nhập thông thường như hình dưới. Trong kịch bản này, khi một trạm gốc của 
mạng bị sự cố và ngừng hoạt động ở mạng truy nhập thông thường không có D2D, các nút nằm 
trong vùng phủ sóng của trạm gốc này sẽ lập tức bị mất kết nối tới mạng và không thể liên lạc ra 
ngoài nếu không có một công nghệ mạng nào khác khả dụng. Với mạng truy nhập sử dụng D2D, 
trong trường hợp này, các đám mây di động đã được hình thành và vẫn tiếp tục hoạt  ộng giao tiếp 
liên đám mây cũng như nội đám mây với nhau, các nút đang giữ vai trò CH sẽ thực hiện nhiệm vụ 
dò tìm kết nối tới các nút nằm trong vùng phủ khả dụng, hoặc các nút có kết nối tới trạm gốc còn 
hoạt động ở gần nó và thiết lập kết nối, khôi phục liên lạc.

EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

Mô hình truyền thông D2D với một trạm gốc bị sự cố

Nhận thức bối cảnh mạng
Các mạng không thể cung cấp tài nguyên để phục vụ cho một loạt các thiết bị và ứng dụng một
cách phù hợp mà không cần thông tin về bối cảnh. Nhận thức về bối cảnh cho phép mạng thích
ứng với nhu cầu của các ứng dụng trong khuôn khổ và chính sách điều hành hạn chế. Thêm vào
đó, khả năng mạng và thiết bị người dùng nhận thức bối cảnh (ví dụ: vị trí, mô hình truyền thống
dựa trên nghiên cứu lịch sử, sở thích của thuê bao) có thể giúp nâng cao hơn nữa kinh nghiệm
người dùng. Khả năng này cũng cho phép các khái niệm của Internet đến với người sử dụng với
các thông tin có liên quan nhất và kịp thời nhất hơn là người dùng phải vào Internet để lấy thông
tin có liên quan nhất và kịp thời nhất hơn là người dùng phải vào Internet để lấy thông tin và sau
đó để lọc ra các phần thông tin không liên quan. Nhận thức về bối cảnh bao gồm những điều sau
đây:
Phân tích mạng: bao gồm các lựa chọn RATs, lớp mạng (macrocell, smallcell, Wi-Fi), mức độ tắc
nghẽn, khả năng và đặc tính hoạt động.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM
Phân tích thuê bao: bao gồm các thuộc tính thuê bao, mức độ hoạt động, trạng thái quản lý, phân
tích kinh nghiệm, hoạt động của thuê bao trong lịch sử, lịch sử vị trí, vị trí hiện tại, địa chỉ liên
lạc thuê bao, vị trí bối cảnh (ví dụ, công việc, gia đình) và ứng dụng sử dụng.
Các thuộc tính thiết bị và khả năng: bao gồm cả thông tin về thiết bị đơn chức năng và thiết bị đa
chức năng, thiết bị hỗ trợ cho các ứng dụng chuyên ngành, MTC, thiết bị thuê bao và khả năng
tối ưu hóa mạng.
Yêu cầu ứng dụng: bao gồm cả các yêu cầu chất lượng dịch vụ QoS (ví dụ, độ trễ, thông lượng,
thời gian chờ), độ tin cậy kết nối, giá truy cập, tiêu thụ năng lượng và mức độ bảo mật.
Các thuê bao ưu tiên: bao gồm tùy chọn truy cập ưu tiên, tiết kiệm điện năng so với hiệu suất và

chi phí truy cập.
Các chính sách điều hành và đăng ký bối cảnh: bao gồm cả dịch vụ cho phép, các thuộc tính dịch
vụ và QoS.
Thông tin bối cảnh có thể được thu thập từ các thiết bị giám sát, các phần tử mạng, cơ sở dữ liệu
và các phân tích nền tảng. Nó được xử lý bởi hệ thống mạng. Thuộc tính dịch vụ truy cập bao
gồm chi phí, độ tin cậy, điện năng tiêu thụ, mức độ bảo mật, QoS và tính di động. Thuộc tính
dịch vụ truy cập có thể được ánh xạ tới các đặc tính cấu hình 5G được gán bởi mạng.

Kiến trúc ô nhỏ (Small cell network – SCN)
Sự xuất hiện của các dịch vụ mới trong 5G dẫn đến các yêu cầu nghiêm ngặt về tốc độ bit trên
mỗi diện tích phủ sóng mà các mạng không dây thế hệ mới này dự kiến sẽ cung cấp. Xu hướng
tăng này đã thúc giục các nhà khai thác mạng di động xem xét cách thức mới để cải thiện vùng
phủ sóng, thúc đẩy năng lực mạng lưới, và làm giảm vốn và kinh phí hoạt động của các mạng di
động. Một cách tiếp cận đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề này là thông qua việc triển khai các
kiến trúc ô nhỏ (SCNs), với các trạm phát sóng phủ sóng quy mô trong nhà hay một khu phố
diện tích vừa phải, công suất thấp. Việc sử dụng các SCNs cho phép các mạng 5G thế hệ tiếp
theo cung cấp tốc độ dữ liệu cao, cho phép giảm tải lưu lượng truy cập từ các ô lớn (macrocell)
và cung cấp dung lượng dành riêng cho gia đình, doanh nghiệp hoặc các điểm nóng đô thị. SCNs
bao gồm một loạt rộng rãi các ô nhỏ, chẳng hạn như microcell, picocell và các tế bào femtocell
cũng như chuyển tiếp không dây tiên tiến và anten phân tán có thể được triển khai trên thực tế
bất cứ nơi nào.
Việc sử dụng kiến trúc ô nhỏ cho phép mạng trở thành mạng mô hình phân cấp với hai hay nhiều
lớp thứ cấp được bao phủ bởi ô lớn. Kiến trúc này giúp mạng sử dụng phổ tần hiệu quả hơn,
giảm đáng kể các kết nối tập trung vào trạm gốc cơ bản. Do khoảng cách từ mỗi người dùng đến
các trạm gốc là nhỏ tương đương nhau nên tốc độ dữ liệu tới người dùng ở mọi ví trí trong ô
được phân bố đều hơn, điều này có thể thấy được trong mô hình phân bố lưu lượng dưới đây.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

Phân bố lưu lượng toàn mạng 5G

Truy nhập phổ tần chia sẻ
Ủy ban truyền thông liên bang (FCC) mới đây đã tích cực trong nỗ lực tạo ra một phổ tần mới
cho truyền thông di động. FCC 2010 National Broadband Plan bao gồm phổ tần mới từ 1.2GHz
đến 1.7 GHz được yêu cầu để đáp ứng sự mở rộng lưu lượng số liệu vô tuyến. FCC đang theo
đuổi truy nhập phổ tần chia sẻ như một cách để giải phóng phổ tần. Người dùng thứ cấp sẽ được
phép sử dụng phổ tần khi mà người dùng chính hoặc khách hàng đặc thù không sử dụng phổ tần
đó trong vị trí địa lý xác định ở thời điểm xác định. FCC công khai một thông báo đề xuất cho
phổ tần ba tầng trong băng tần 3.5GHz: khách hàng đặc thù, được bảo vệ và truy nhập chứng
thực chung. Một máy chủ truy nhập sẽ quản lý phân chia phổ thần giữa các tầng.
Một số yêu cầu cần thiết cho mạng di động để sử dụng phổ tần chia sẻ:
RAN phải có khả năng giao tiếp với SAS để yêu cầu và nhận sự phân chia phổ tần, và để cung
cấp cho SAS thông tin nhận biết phổ tần từ trạm gốc.
Trạm gốc phải có phổ nhanh và khả năng nhận biết phổ tần. Nhận biết phổ tần nghĩa là giám sát
kênh tần số cho việc sử dụng bởi người dùng chính. Với phổ tần nhanh, người dùng được phục
vụ trong một kênh được chuyển sang kênh mới và sau đó, để bảo vệ khách hàng đặc thù, dừng
phát trên kênh đầu tiên khi SAS yêu cầu. Điều này có thể đạt được với vô tuyến thích ứng băng
rộng. Sự chuyển dời có thể được thiết kế theo cách mà người sử dụng không thấy được sự hoàn
thành thông qua các kích bản kết hợp kênh để khi một trong số các kênh bị chặn tạm thời, truyền
thông có thể tiếp tục trên các kênh còn lại.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

Mạng ảo hóa và tập trung
Điện toán đàn hồi và lưu trữ trong trung tâm dữ liệu đã mở ra một nhu cầu mới cho cho phép xác
định mạng bằng phần mềm (Software Defined Networks – SDN). SDN là một cấu trúc mới,
được thiết kế cho phép hệ thống mạng trở nên linh động và có hiệu quả chi phí hơn. SDN là một
khái niệm mang tính lý thuyết, về mặt bản chất, SDN tách riêng các mặt phẳng điều khiển phân

tán từ các mặt phẳng chuyển tiếp và đưa các chức năng của mặt phẳng điều khiển vào trong mặt
phẳng điều khiển tập trung. Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng chuyển tiếp là hai dạng tiến
trình mà các thiết bị mạng đều thực hiện. Ví dụ, tại cấu trúc mạng truyền thống, nếu ta truy cập
vào router, trực hiện các tác vụ như cấu hình các giao thức gateway thì các hoạt động này đều
được thực hiện trên cùng một thiết bị (trên mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng chuyển tiếp của
router), do đó các nút trong network hoạt động một cách độc lập dựa trên các cấu hình nội bộ tại
chính các nút đó. Điều đó có nghĩa, cho dù cấu trúc mạng có linh động, hiệu quả như thế nào thì
kết quả của các tác vụ hoạt động trong mạng phải phụ thuộc vào cấu hình của từng nút. Nếu như
số lượng nút nhiều (1000, 10000 nút) thì đồng nghĩa các nhà vận hành mạng phải quản lý toàn
bộ (1000, 10000) mặt phẳng điều khiển.

Mô hình 3 lớp của SDN

Các ứng dụng của SDN trong 5G có thể mở rộng ra ngoài sự kiểm soát của các nguồn tài nguyên
truyền tải bao gồm khung chính sách của các mạng không dây. Nói rộng hơn, một khung SDN
cũng có thể được áp dụng cho các chức năng điều khiển không dây ví dụ như: quản lý di động,
an ninh, sạc pin và tối ưu hóa các ứng dụng.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

Kiến trúc SDN
Mạng chức năng ảo hóa (Network Function Virtualization – NFV) là sự trừu tượng hóa của nhiều
thiết bị mạng như router và gateway, cho phép di chuyển các chức năng mạng từ các thiết bị
phần cứng chuyên dụng tới các máy chủ chung. Với NFV, phần lớn các thông tin hiện nay sẽ
được đưa lên bộ phận quản lý (hệ thống máy chủ,…), phần cứng chuyên dụng được hoạt động
với phần mềm chạy trên các phần cứng đa năng. Kết quả của giải pháp này là một cơ sở hạ tầng
thông tin ảo hóa hoàn toàn, bao gồm cả máy chủ ảo, hệ thống lưu trữ và mạng, làm đơn giản hoá
việc triển khai và quản lý cho các nhà cung cấp dịch vụ mạng và viễn thông.

Kiến trúc NFV


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM
NFV và SDN sẽ cách mạng hóa thế hệ tiếp theo của các hạ tầng mạng. Cùng với nhau, chúng
tăng thêm tính linh hoạt, khả năng mở rộng, sự thông minh và tái sử dụng cho hầu hết mọi khía
cạnh của hệ thống mạng.

Tính di động linh hoạt
Tính di động linh hoạt cho phép tự động cấu hình tạm thời cho một thiết bị theo ngữ cảnh, hoặc
cấu hình cố định cho các thiết bị chuyên biệt. Tính di động linh hoạt bao gồm hai thành phần:
Quản lý tính di động của thiết bị hoạt động
Theo dõi và đưa ra các thiết bị có hỗ trợ chế độ chờ để tiết kiệm điện.
Chế độ chờ liên quan đến việc theo dõi vị trí khi thiết bị ở “chế độ ngủ”. Hoạt động di động đề
cập đến việc xác lập IP tin cậy, nơi điểm cuối đường hầm được cập nhật khi các UE di chuyển
giữa các trạm gốc để phiên IP được duy trì liên tục.
Cung cấp một loạt các tùy chọn di động không có trong 4G hiện nay, cho phép đáp ứng tốt hơn
giữa nhu cầu của các thiết bị, ứng dụng và tài nguyên mạng. Điều này có lợi cho cả mạng và
người dùng.
Với chế độ “tính di động đang hoạt động”, một mã “anchor” được gán cho một trong số các yếu
tố mạng, chẳng hạn như một router trạm gốc, tập hợp router, router biên , trong trường hợp “tính
di động không hoạt động”, các yếu tố mạng sẽ được gán mã “no anchor”. Một thiết bị như điện
thoại thông minh có thể hoạt động đa chế độ cho các ứng dụng khác nhau.
Tính di động linh hoạt được kích hoạt bởi hai công nghệ quan trọng. Đầu tiên là nhận thức về bối
cảnh. Các mạng cần thuộc tính thông tin về những nhu cầu của ứng dụng và khả năng của thiết bị
để xác định mức độ phù hợp của hoạt động và chế độ nhàn rỗi di động để gán. Công nghệ thứ hai
là kiểm soát SDN của đường dẫn truyền tải. Chế độ “tính di động hoạt động” có thể được gán
“anchor động” tại một điểm trung tâm gần các thiết bị. Điều này đòi hỏi phải có một bộ điều
khiển nhận biết ngữ cảnh có thể lập trình các yếu tố truyền tải để thiết lập đường hầm ở nơi cần
thiết và chuyển tiếp lưu lượng phù hợp.

Đường trục vô tuyến, tích hợp truy cập
Ở nhiều nơi trên thế giới, tuyến đường trục vô tuyến là một phần chính trong tổng danh mục vốn
đầu tư của mạng đường trục, đặc biệt là ở các khu vực ít dân cư, nơi mà các giải pháp đường trục
khác là không kinh tế hoặc không khả thi về mặt kỹ thuật. Đường trục vô tuyến dựa trên một
công nghệ kết nối vô tuyến độc lập, sử dụng phương thức đường truyền tầm nhìn thằng (Line of
Sight). Trong các hệ thống thông tin di động trước đây, mạng đường trục vô tuyến thường sử
dụng phổ tần dưới 6GHz, điển hình công nghệ là WiMax cố định. Hiện nay, xu hướng giải phóng
các phổ tần chật hẹp (dưới 6GHz) và khai thác sử dụng các băng tần milimet (trên 30GHz) với
các ưu điểm về đặc tính phổ hẹp, băng thông rộng đang rất được quan tâm. Gần đây, các đường
trục sử dụng phổ tần băng E (70-80GHz) bắt đầu được triển khai cho tốc độ truyền dẫn lên đến
5Gbps.


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM
Trong trường hợp đường trục tích hợp truy cập, người ta thấy việc truy cập và kết nối đường trục
chỉ là hai kết nối trong một giải pháp truy cập không dây tổng thể thống nhất:
Cùng một bộ các công nghệ truy nhập vô tuyến có thể được sử dụng trên các kết nối truy cập
(BS – UE) và kết nối đường trục.
Các kết nối đường trục và truy cập dựa trên cùng một hốc phổ. Điều này không có nghĩa là một
tần số sóng mang phải được sử dụng trên hai đường kết nối cùng một lúc và ở cùng một vị trí.
Quản lý tài nguyên, tối ưu hóa QoS và các nhiệm vụ khác được thực hiện chung cho kết nối
đường trục và truy cập.
Mục đích của tích hợp truy cập, đường trục là để đạt được hiệu quả sử dụng của công nghệ, phổ
và cải thiện hiệu suất, chất lượng chung của toàn bộ kết nối đầu cuối – đầu cuối.

Sử dụng phổ tần milimet
Ngành công nghiệp di động, trải qua bốn thập kỷ tồn tại, đã phụ thuộc hoàn toàn vào một dải tần
số được biết đến dưới tên gọi “sóng siêu cao tần” (ultrahigh frequency band) vốn có băng thông
chỉ vào khoảng 1% của toàn bộ dải tần được phép sử dụng. Các kỹ sư vô tuyến đã xem dải tần số

trong khoảng từ 300 MHz đến 3 GHz này là “thiên đường” cho công nghệ mạng di động mặc dù
các dải tần này có giá cấp phép vô cùng đát (lên tới hàng chục tỷ USD). Bước sóng ở dải tần này
đủ ngắn để có thể dùng những anten nhỏ nằm gọn trong các thiết bị cầm tay nhưng cũng đủ dài
để có thể đi vòng qua hoặc đi xuyên qua những vật cản như nhà cửa và cây cối. Ngay cả khi
được phát ở công suất thấp, những tín hiệu này có thể truyền đi một cách đáng tin cậy trên những
khoảng cách xa hàng cây số trong hầu như bất cứ môi trường nào, bất kể là trong trung tâm của
thành phố hay trên những cánh đồng cỏ xanh.
Tuy nhiên, cho dù các công ty viễn thông có sẵn lòng chi trả đến bao nhiêu đi chăng nữa cho dải
tần số này, họ vẫn không khi nào có đủ băng thông để dùng. Việc sử dụng điện thoại thông minh
và máy tính bảng đang gia tăng nhanh chóng, còn người sử dụng thì duyệt web, xem phim, và
chia sẻ ảnh trong khi di chuyển đã dẫn đến lượng dữ liệu được truyền tải qua sóng vô tuyến trở
nên nhiều hơn bao giờ hết. Lưu lượng thông tin di động trên toàn thế giới tăng gấp đôi sau mỗi
năm, theo các báo cáo từ Cisco và Ericsson, và việc gia tăng theo cấp số nhân đó sẽ còn tiếp
diễn trong tương lai. Đến năm 2020, một người sử dụng thiết bị di động thông thường có thể tải
xuống khoảng 1 TB dữ liệu mỗi năm – tương đương với khoảng hơn 1000 bộ phim dài.
Các nhóm xây dựng tiêu chuẩn truyền thông không dây đã làm đủ kiểu để tăng dung lượng cho
các mạng di động 4G theo chuẩn LTE ngày nay, bao gồm cả những cách như sử dụng nhiều
anten, chia nhỏ các ô thu phát sóng, và phối hợp các thiết bị một cách thông minh hơn. Nhưng
những giải pháp này sẽ chẳng thể giải quyết được sự gia tăng lưu lượng dữ liệu sau bốn đến sáu
năm nữa. Các chuyên gia trong lĩnh vực này đồng ý rằng công nghệ di động 5G sẽ phải có mặt
vào cuối thập kỷ này. Và để triển khai những mạng di động mới này, các công ty viễn thông chắc
chắn sẽ cần đến những dải tần mới. Nhưng tìm ở đâu bây giờ? Rất may là có một dải tần cực
rộng với tần số trên 3 GHz mà trước giờ không được chú ý. Chúng ta đang nói đến những tần số
có bước sóng trong khoảng milimet.
Theo định nghĩa của Liên minh Viễn thông Thế giới (ITU), dải tần số milimet, còn được gọi là
dải tần số siêu siêu cao, là dải tần số từ 30GHz đến 300 GHz. Tuy nhiên, khi dùng thuật ngữ này,
chúng ta cũng bao gồm luôn cả phần lớn các tần số nằm trong dải tần số siêu cao, trong khoảng


EBOOKBKMT.COM – CỘNG ĐỒNG KTCĐ VIỆT NAM

từ 10 đến 30 GHz, bởi vì tín hiệu ở tần số này cũng lan truyền với đặc tính tương tự như tín hiệu
milimet. Các nhà nghiên cứu dự đoán rằng các nhà chức trách có thể sẽ dành đến 100 GHz băng
thông trong dải tần này cho thông tin di động – nghĩa là hơn 100 lần so với lượng băng thông mà
các mạng di động có được ngày hôm nay. Bằng cách khai thác dải tần mới này, các công ty viễn
thông có thể cung cấp cho người tiêu dùng một dung lượng dữ liệu lớn gấp hàng trăm lần so với
4G LTE và cho phép tải dữ liệu xuống với tốc độ hàng chục Gbps với một mức giá khá thấp.
Về mặt lịch sử, các công ty viễn thông đã không sử dụng dải tần milimet bởi vì các thiết bị thu
phát sóng quá tốn kém và họ cho rằng ở các tần số đó việc truyền tín hiệu giữa các trạm thu phát
và thiết bị di động truyền thống sẽ không được tốt. Họ cũng lo ngại rằng tín hiệu milimet sẽ bị
hấp thụ và phân tán do không khí, mưa, và cây cối và không đi xuyên vào bên trong nhà
được.Nhưng những lo ngại đó hiện đang nhanh chóng biến mất. Những kết quả nghiên cứu gần
đây đang dần thuyết phục ngành thông tin di động xem xét lại dải tần rộng lớn và chưa được sử
dụng này.
Một số link cho bạn tham khảo thêm về công nghệ 5G:
1. />sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjTwPm
dtbTSAhUGHZQKHTqrDcoQFggnMAM&url=https%3A%2F
%2Fwww.qualcomm.com%2Fmedia%2Fdocuments%2Ffiles%2Fqualcomm-5gvision-presentation.pdf&usg=AFQjCNEiUSNnoJOnJIaLb1qB454TsDCjA&bvm=bv.148441817,d.dGc
2. />2. />3. />