Mạng di động 5G – Các ứng dụng nổi bật của 5G vào đời sống hiện tại và tương lạ

Trong thế giới công nghệ và hơn thế nữa, các ứng dụng 5G mới đang được khám phá mỗi ngày. Từ xe không người lái đến các thành phố thông minh hơn, trang trại và thậm chí là trải nghiệm mua sắm, tiêu chuẩn mới nhất trong mạng không dây đang sẵn sàng biến đổi cách chúng ta tương tác với thông tin, thiết bị và với nhau. Còn thời điểm nào tốt hơn để xem xét kỹ hơn cách con người sử dụng 5G để biến đổi thế giới của họ.

5G là gì?

5G (công nghệ di động thế hệ thứ năm)  là tiêu chuẩn mới nhất cho mạng di động. Giống như các thế hệ trước là 3G, 4G và 4G LTE, công nghệ 5G sử dụng sóng vô tuyến để truyền dữ liệu. Tuy nhiên, do cải thiện đáng kể về độ trễ, thông lượng và băng thông, 5G có khả năng tải xuống và tải lên nhanh hơn so với các mạng trước đó.

5G khác với các mạng không dây khác như thế nào?

Kể từ khi ra mắt vào năm 2019, công nghệ băng thông rộng 5G đã được ca ngợi là công nghệ đột phá có ý nghĩa quan trọng đối với cả người tiêu dùng và doanh nghiệp. Chủ yếu là do khả năng xử lý khối lượng lớn dữ liệu được tạo ra bởi các thiết bị phức tạp sử dụng mạng của công nghệ này.

Khi công nghệ di động phát triển qua nhiều năm, số lượng dữ liệu mà người dùng tạo ra mỗi ngày đã tăng theo cấp số nhân. Hiện tại, các công nghệ chuyển đổi khác như  trí tuệ nhân tạo (AI) ,  Internet vạn vật (IoT) và  máy học (ML)  đòi hỏi tốc độ hoạt động nhanh hơn so với mạng 3G và 4G. Hãy đến với 5G, với khả năng truyền dữ liệu cực nhanh cho phép các công nghệ mới hơn hoạt động theo cách chúng được thiết kế.

Sau đây là một số điểm khác biệt lớn nhất giữa 5G và các mạng không dây trước đây.

• Dấu chân vật lý : Các máy phát được sử dụng trong công nghệ 5G nhỏ hơn so với các mạng tiền nhiệm, cho phép đặt riêng biệt ở những nơi xa xôi. Hơn nữa, “cell”—các khu vực địa lý mà tất cả các mạng không dây yêu cầu để kết nối—trong mạng 5G nhỏ hơn và cần ít năng lượng hơn để chạy so với các thế hệ trước.
  
• Tỷ lệ lỗi : Sơ đồ điều chế và mã hóa thích ứng (MCS) của 5G, một sơ đồ mà các thiết bị wifi sử dụng để truyền dữ liệu, mạnh hơn so với sơ đồ trong mạng 3G và 4G. Điều này làm cho Tỷ lệ lỗi khối (BER) của 5G—một số liệu về tần suất lỗi—thấp hơn nhiều. 
• Băng thông : Bằng cách sử dụng phổ tần số vô tuyến rộng hơn so với các mạng không dây trước đây, mạng 5G có thể truyền trên phạm vi băng thông rộng hơn. Điều này làm tăng số lượng thiết bị mà chúng có thể hỗ trợ tại bất kỳ thời điểm nào.
• Độ trễ thấp hơn :  Độ trễ thấp của 5G , phép đo thời gian dữ liệu di chuyển từ vị trí này đến vị trí khác, là một nâng cấp đáng kể so với các thế hệ trước. Điều này có nghĩa là các hoạt động thường ngày như tải xuống tệp hoặc làm việc trên đám mây sẽ nhanh hơn với kết nối 5G so với kết nối trên một mạng khác.

5G hoạt động như thế nào?

Giống như tất cả các mạng không dây, mạng 5G được chia thành các khu vực địa lý được gọi là các ô. Trong mỗi ô, các thiết bị không dây—như điện thoại thông minh, PC và thiết bị IoT—kết nối với internet thông qua sóng vô tuyến được truyền giữa ăng-ten và trạm gốc. Công nghệ hỗ trợ 5G về cơ bản giống như trong mạng 3G và 4G. Nhưng do độ trễ thấp hơn, mạng 5G có khả năng cung cấp tốc độ tải xuống nhanh hơn—trong một số trường hợp lên tới 10 gigabit mỗi giây (Gbps).

Khi ngày càng nhiều thiết bị được chế tạo cho tốc độ 5G, nhu cầu về kết nối 5G đang tăng lên. Ngày nay, nhiều Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) phổ biến, chẳng hạn như Verizon, Google và AT&T, cung cấp mạng 5G cho các hộ gia đình và doanh nghiệp. Theo Statista,  hơn 200 triệu hộ gia đình  (liên kết nằm ngoài ibm.com) và các doanh nghiệp đã mua nó và con số đó dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi vào năm 2028.

Hãy cùng xem xét ba lĩnh vực cải tiến công nghệ đã làm cho 5G trở nên độc đáo như vậy.

Thông số kỹ thuật viễn thông mới

Tiêu chuẩn 5G NR (Radio mới) cho mạng di động xác định thông số kỹ thuật công nghệ truy cập vô tuyến (RAT) mới cho tất cả các mạng di động 5G. Việc triển khai 5G bắt đầu vào năm 2018 với sáng kiến ​​toàn cầu được gọi là Dự án Đối tác Thế hệ thứ 3 (3FPP). Sáng kiến ​​này xác định một bộ tiêu chuẩn mới để định hướng thiết kế các thiết bị và ứng dụng sử dụng trên mạng 5G.

Sáng kiến ​​này đã thành công và mạng 5G đã phát triển nhanh chóng trong những năm tiếp theo. Ngày nay, 45% mạng trên toàn thế giới tương thích với 5G, con số này dự kiến ​​sẽ tăng lên 85% vào cuối thập kỷ theo  báo cáo gần đây của Ericsson  (liên kết nằm ngoài ibm.com).

Mạng ảo độc lập (phân chia mạng)

Trên mạng 5G, các nhà điều hành mạng có thể cung cấp nhiều mạng ảo độc lập (ngoài các mạng công cộng) trên cùng một cơ sở hạ tầng. Không giống như các mạng không dây trước đây, khả năng mới này cho phép người dùng thực hiện nhiều việc hơn từ xa với mức độ bảo mật cao hơn bao giờ hết. Ví dụ, trên mạng 5G, các doanh nghiệp có thể tạo các trường hợp sử dụng hoặc mô hình kinh doanh và chỉ định cho chúng mạng ảo độc lập của riêng họ. Điều này cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng cho nhân viên của họ bằng cách tăng khả năng tùy chỉnh và bảo mật.

Mạng riêng

Ngoài việc phân chia mạng, việc tạo ra mạng riêng 5G cũng có thể tăng cường các tính năng cá nhân hóa và bảo mật so với các tính năng có sẵn trên các thế hệ mạng không dây trước đây. Các doanh nghiệp toàn cầu tìm kiếm nhiều quyền kiểm soát và tính di động hơn cho nhân viên của họ ngày càng chuyển sang kiến ​​trúc mạng riêng 5G thay vì mạng công cộng mà họ đã sử dụng trong quá khứ.

Các trường hợp sử dụng 5G

Bây giờ chúng ta đã hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của công nghệ 5G, hãy cùng xem xét kỹ hơn một số ứng dụng thú vị mà công nghệ này mang lại.

Xe tự hành

Từ xe taxi đến máy bay không người lái và hơn thế nữa, công nghệ 5G hỗ trợ hầu hết các khả năng thế hệ tiếp theo trong xe tự hành. Cho đến khi tiêu chuẩn di động 5G xuất hiện, xe tự hành hoàn toàn là một giấc mơ viển vông do những hạn chế về truyền dữ liệu của công nghệ 3G và 4G.

Giờ đây, tốc độ kết nối cực nhanh của 5G đã giúp hệ thống vận tải cho ô tô, tàu hỏa và nhiều phương tiện khác trở nên nhanh hơn so với các thế hệ trước, biến đổi cách các hệ thống và thiết bị kết nối, giao tiếp và cộng tác.

Nhà máy thông minh

5G, cùng với AI và ML, được định hướng để giúp các nhà máy không chỉ trở nên thông minh hơn mà còn tự động hóa, hiệu quả và bền bỉ hơn. Ngày nay, nhiều nhiệm vụ tầm thường nhưng cần thiết liên quan đến việc sửa chữa và tối ưu hóa thiết bị đang được chuyển giao cho máy móc nhờ kết nối 5G kết hợp với khả năng AI và ML. Đây là một lĩnh vực mà 5G được kỳ vọng sẽ gây gián đoạn lớn, tác động đến mọi thứ từ tiết kiệm nhiên liệu đến thiết kế vòng đời thiết bị và cách hàng hóa đến nhà chúng ta.

Ví dụ, trên một sàn nhà máy bận rộn, máy bay không người lái và camera được kết nối với các thiết bị thông minh sử dụng IoT có thể giúp định vị và vận chuyển thứ gì đó hiệu quả hơn so với trước đây và ngăn chặn trộm cắp. Điều này không chỉ tốt hơn cho môi trường và người tiêu dùng mà còn giải phóng nhân viên để dành thời gian và năng lượng cho các nhiệm vụ phù hợp hơn với bộ kỹ năng của họ.

Thành phố thông minh

Ý tưởng về một môi trường đô thị siêu kết nối sử dụng tốc độ mạng 5G để thúc đẩy đổi mới trong các lĩnh vực như thực thi pháp luật, xử lý chất thải và giảm nhẹ thiên tai đang nhanh chóng trở thành hiện thực. Một số thành phố đã sử dụng cảm biến hỗ trợ 5G để theo dõi các mô hình giao thông theo thời gian thực và điều chỉnh tín hiệu, giúp hướng dẫn luồng giao thông, giảm thiểu tắc nghẽn và cải thiện chất lượng không khí.

Trong một ví dụ khác, lưới điện 5G giám sát cung và cầu trên khắp các khu vực đông dân cư và triển khai các ứng dụng AI và ML để “học” thời điểm năng lượng có nhu cầu cao hay thấp. Quá trình này đã được chứng minh là có tác động đáng kể đến việc bảo tồn năng lượng và chất thải, có khả năng giảm lượng khí thải carbon và giúp các thành phố đạt được mục tiêu phát triển bền vững.

Chăm sóc sức khỏe thông minh

Bệnh viện, bác sĩ và toàn bộ ngành chăm sóc sức khỏe đã được hưởng lợi từ tốc độ và độ tin cậy của mạng 5G mỗi ngày. Một ví dụ là lĩnh vực phẫu thuật từ xa sử dụng robot và luồng trực tiếp độ nét cao được kết nối với internet thông qua mạng 5G. Một ví dụ khác là lĩnh vực y tế di động, nơi 5G cung cấp cho nhân viên y tế tại hiện trường quyền truy cập nhanh vào dữ liệu bệnh nhân và tiền sử bệnh án. Điều này cho phép họ đưa ra quyết định thông minh hơn, nhanh hơn và có khả năng cứu sống.

Cuối cùng, như chúng ta đã thấy trong đại dịch, việc theo dõi tiếp xúc và lập bản đồ các ổ dịch là rất quan trọng để giữ an toàn cho người dân. Khả năng truyền tải khối lượng dữ liệu nhanh chóng và an toàn của 5G cho phép các chuyên gia đưa ra quyết định sáng suốt hơn có tác động đến mọi người.

Trải nghiệm của nhân viên tốt hơn

5G kết hợp với các khả năng công nghệ mới sẽ không chỉ dẫn đến việc tự động hóa các nhiệm vụ của nhân viên, mà còn cải thiện đáng kể các nhiệm vụ đó và  trải nghiệm chung của nhân viên . Lấy thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) làm ví dụ. VR (môi trường kỹ thuật số loại trừ thế giới thực) và AR (nội dung kỹ thuật số tăng cường thế giới thực) đã được nhân viên kho, tài xế vận tải và nhiều người khác sử dụng. Những nhân viên này dựa vào các thiết bị đeo được kết nối với mạng 5G có khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao giúp cải thiện một số khả năng chính, bao gồm:

• Chế độ xem trực tiếp : Kết nối 5G cung cấp chế độ xem trực tiếp, thời gian thực về thiết bị, sự kiện và thậm chí cả con người. Một cách mà tính năng này đang được sử dụng trong thể thao chuyên nghiệp là cho phép các đài truyền hình gọi từ xa một sự kiện thể thao từ bên ngoài sân vận động nơi sự kiện đang diễn ra.
• Lớp phủ kỹ thuật số : Các ứng dụng IoT trong nhà kho hoặc môi trường công nghiệp cho phép những người lao động được trang bị kính thông minh (hoặc thậm chí chỉ cần điện thoại thông minh) có được thông tin chi tiết theo thời gian thực từ một ứng dụng. Điều này bao gồm hướng dẫn sửa chữa hoặc tên và vị trí của phụ tùng thay thế.
• Kiểm tra bằng máy bay không người lái : Hiện nay, một trong những nguyên nhân hàng đầu gây thương tích cho nhân viên là kiểm tra thiết bị hoặc địa điểm dự án ở những khu vực xa xôi và có khả năng nguy hiểm. Máy bay không người lái, được kết nối qua mạng 5G, có thể giám sát an toàn thiết bị và địa điểm dự án và thậm chí lấy số liệu từ các máy đo khó tiếp cận.

Điện toán biên

Điện toán biên , một khuôn khổ điện toán cho phép thực hiện các phép tính gần hơn với các nguồn dữ liệu, đang nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn cho các doanh nghiệp. Theo  sách trắng của Gartner  (liên kết nằm ngoài ibm.com), đến năm 2025, 75% dữ liệu doanh nghiệp sẽ được xử lý tại biên (so với chỉ 10% hiện nay). Sự thay đổi này giúp các doanh nghiệp tiết kiệm thời gian và tiền bạc, đồng thời cho phép kiểm soát tốt hơn khối lượng dữ liệu lớn. Sẽ không thể thực hiện được nếu không có các tiêu chuẩn tốc độ mới do công nghệ 5G tạo ra. 

Điện toán biên cực kỳ đáng tin cậy và 5G cho phép doanh nghiệp đạt được tốc độ truyền nhanh hơn, tăng khả năng kiểm soát và bảo mật cao hơn đối với khối lượng dữ liệu lớn. Cùng nhau, hai công nghệ song sinh này sẽ giúp giảm độ trễ trong khi tăng tốc độ, độ tin cậy và băng thông, mang lại khả năng phân tích dữ liệu và thông tin chi tiết nhanh hơn, toàn diện hơn cho các doanh nghiệp ở mọi nơi.