TÀI LIỆU về MẠNG 5g

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


 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
IMT-Advanced cho 4G. Song song với sự phát triển của các thế hệ điện thoại di động
của ITU-R, 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 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.
*) 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
 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 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

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.


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.
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.
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


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. 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.


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.


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.

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.
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.


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.

Ki
ến trúc NFV

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.
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 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=0ahUKEwjTw
PmdtbTSAhUGHZQKHTqrDcoQFggnMAM&url=https%3A%2F
%2Fwww.qualcomm.com%2Fmedia%2Fdocuments%2Ffiles%2Fqualcomm-5gvision-presentation.pdf&usg=AFQjCNEiUSNnoJOnJIaLb1qB454TsDCjA&bvm=bv.148441817,d.dGc
2. />2. />3. />