Tham dự Tech Lounge

Tham dự Tech Lounge


Tại sao 5G lại cần đến 3 băng tần, sóng dài lẫn sóng ngắn milimet?

bk9sw
8/8/2019 10:12Phản hồi: 123
Tại sao 5G lại cần đến 3 băng tần, sóng dài lẫn sóng ngắn milimet?
Công nghệ 5G mang lại tốc độ truyền tải đến 10 Gbps (1,25 GB/s) nhờ khai thác băng tần sóng millimet. Tuy nhiên nó cũng sử dụng các băng tần thấp và trung giống như 4G. Nếu không kết hợp cả 3 băng tần này thì kết nối 5G sẽ không ổn định. Vậy sự khác biệt giữa các băng tần này là gì, tại sao 5G cần cả 3 băng tần?

Dữ liệu được truyền tải qua các tần số điện từ như thế nào?


Băng_tần.jpg
Bước_sóng_thấy_và_không_thấy_được.png

Hiển nhiên chúng ta không thể thấy được sóng vô tuyến và vi sóng bằng mắt thường nhưng trên các thiết bị phân tích, chúng hiện ra như những cơn sóng biển, tức là cũng mấp mô theo kiểu biểu đồ hình sin. Khi tần số của sóng tăng, bước sóng hay khoảng cách của những gợn sóng này sẽ ngắn lại như hình trên. Chiếc điện thoại của bạn có thể đo khoảng cách hay bước sóng để xác định các tần số, từ đó "nghe" được dữ liệu mà một tần số đang truyền phát.

Tuy nhiên ở trạng thái ổn định tức tần số không có sự biến động nào thì tần số không thể "nói chuyện" với điện thoại của bạn. Nó cần phải được điều chế (biến điệu tần số) bằng cách tăng và giảm tốc độ tần số. Điện thoại có thể nhận biết được sự biến điệu tần số bằng cách đo những thay đổi trong bước sóng sau đó chuyển đổi những số đo thành dữ liệu.

Thử hình dung nó giống như mã nhị phân với nhiều chuỗi 0 1 khác nhau và mã Morse, nếu bạn muốn gởi đi thông điệp bằng mã Morse qua đèn pin thì bạn phải cho nháy đèn theo nhịp có quy tắc thay vì chỉ bật đèn sáng. Hành động nháy đèn này chính là biến điệu nhằm truyền đạt thông tin dưới dạng ngôn ngữ mã hóa.


5G hoạt động tốt nhất nếu có cả 3 dải tần:


Băng_thông.jpg
Truyền tải dữ liệu không dây luôn có một hạn chế lớn đó là tần số liên quan chặt chẽ đến băng thông. Sóng hoạt động ở tần số thấp có bước sóng dài, do đó việc biến điệu xảy ra ở tốc độ chậm (chẳng hạn như sóng ở tần số 30 Hz có bước sóng dài đến 10.000 km) và theo cách lý giải trên thì biến điệu chậm đồng nghĩa với việc tần số "nói chuyện" cũng rất chậm với điện thoại > băng thông thấp > tốc độ Internet chậm.

Bước_sóng.jpg
Trong khi đó sóng hoạt động ở các tần số cao hơn sẽ có thể "nói chuyện" nhanh hơn với thiết bị thu nhận (chẳng hạn sóng ở tần số 300 GHz có bước sóng chỉ 1 mm). Thế nhưng bước sóng càng ngắn thì nó càng dễ nhiễu do vật cản vật lý, khí quyển, mưa ... từ đó khiến điện thoại có thể mất dấu khi theo dõi những thay đổi của bước sóng. Cũng giống như việc anh em đang cố gắng gởi thông điệp bằng mã Morse bằng đèn pin nhưng do mây trời che đi, thông điệp bị ngắt quãng không rõ ràng. Vì vậy, sự thiếu ổn định của băng tần cao có thể khiến tốc độ truyền tải dữ liệu đôi khi chậm hơn cả kết nối ổn định của băng tần thấp.

Trước đây, các nhà mạng ưu tiên sử dụng các tần số ở băng tần trung (dải tần số từ 300 - 3000 kHz), điều này có nghĩa thiết bị sẽ có thể "nói chuyện" ở tốc độ trung bình. Tuy nhiên khi chuyển sang 5G với mục tiêu tăng tốc độ truyền tải và ổn định hơn 4G thì các thiết bị 5G phải sử dụng một thứ gọi là cơ chế "chuyển đổi chùm thích ứng" (adaptive beam switching) để chuyển qua lại nhanh giữa các dải tần.

Về cơ bản, điện thoại 5G sẽ liên tục theo dõi chất lượng tín hiệu khi được kết nối với một băng tần cao với bước sóng milimet nhưng đồng thời cũng theo dõi tín hiệu ở các dải tần khác. Nếu điện thoại phát hiện chất lượng tín hiệu trở nên bất ổn định, công nghệ trên sẽ tự động nhảy sang một dải tần số mới cho đến khi đạt được tốc độ kết nối nhanh hơn, đáng tin cậy hơn. Điều này ngăn nguy cơ gián đoạn xảy ra khi chúng ta xem video, tải ứng dụng hay gọi video … và đây cũng là yếu tố khiến 5G ổn định hơn 4G mà không phải hy sinh tốc độ kết nối.

Sóng milimet - nhanh nhất, tầm ngắn


Các dải tần số giữa 30 GHz và 300 GHz - một phần của dải tần số EHF thường được gọi là băng tần milimet (mmW) do bước sóng của nó chỉ từ 1 - 10 mm. 5G là chuẩn kết nối không dây đầu tiên khai thác những ưu điểm của băng tần sóng ngắn milimet. Với đặc thù sóng ngắn, nó rất lý tưởng để truyền tải dữ liệu nhưng đồng thời gặp hạn chế lớn là dễ bị nhiễu trước các chứng ngại như bờ tường, mây mù, thời tiết ... và độ bao phủ thấp. Tưởng tượng sóng milimet giống như một chùm tia laser, rất chính xác và mật độ cao nhưng chỉ có thể bao phủ một diện tích nhỏ.

mmW.jpg
Một lần nữa có thể thấy công nghệ chuyển đổi chùm thích ứng quan trọng như thế nào. Trong điều kiện lý tưởng thì những chiếc điện thoại 5G sẽ luôn được kết nối với băng tần sóng milimet. Tuy nhiên ở thế giới thực thì sẽ cần rất nhiều cột thu phát sóng milimet để bù đắp cho độ phủ thấp của loại sóng này. Hiển nhiên các nhà mạng sẽ không muốn bỏ tiền ra để lắp đặt các cột thu phát sóng ở mọi góc đường do đó công nghệ chuyển đổi chùm thích ứng sẽ đảm bảo kết nối di động không bị gián đoạn mỗi khi chuyển đổi giữa các dải tần.

Hiện tại chỉ có các băng tần 24 và 28 GHz được phê chuẩn sử dụng cho kết nối 5G nhưng Ủy ban truyền thông liên bang (FCC) kỳ vọng sẽ đấu giá các băng tần 37, 39 và 47 GHz bổ sung cho 5 GHz vào cuối năm nay. Đây đều là các băng tần cao cung cấp kết nối nhanh hơn. Một khi sóng milimet ở tần số cao được cấp phép sử dụng cho 5G thì công nghệ này sẽ trở nên phổ biến hơn rất nhiều.

Quảng cáo



Băng tần trung (sub-6) tốc độ tốt và tầm bao phủ lớn


Băng tần trung hay còn gọi là Sub-6 là băng tần lý tưởng nhất đối với truyền dẫn dữ liệu. Nó hoạt động giữa các tần số 1 và 6 GHz, bao gồm các tần số như 2,5, 3,5, 3,7 và 4,2 GHz. Nếu băng tần sóng milimet giống như một tia laser với độ phủ thấp thì băng tần trung lại giống như đèn pin. Nó có thể bao phủ một vùng không gian khá rộng với tốc độ truyền tải đáng kể. Thêm vào đó, nó có thể vượt qua hầu hết các chướng ngại vật và tường ngăn.

5G-Spectrum.png
Các tần số trong băng tần trung đều đã được đăng ký dành cho hoạt động truyền tải dữ liệu không dây và 5G cũng sẽ khai thác tần số này. Tuy nhiên, 5G sẽ phải dùng thêm tần số 2,5 GHz vốn đã được sử dụng dành riêng cho nhu cầu phát thanh giáo dục.

Tần số 2,5 GHz là tần số thấp nhất trong băng tần trung và nó có độ bao phủ rộng hơn cũng như tốc độ truyền tải chậm hơn so với các tần số khác đang được sử dụng cho công nghệ 4G. Ngành công nghiệp cần tần số 2,5 GHz nhằm đảm bảo các vùng xa xôi có thể khai thác được 5G và những khu vực có lưu lượng sử dụng lớn không bị giảm chất lượng kết nối do phải chuyển sang các băng tần thấp hơn, tốc độ chậm.

Băng tần thấp dành cho vùng sâu vùng xa:


Chúng ta đã sử dụng các tần số thuộc băng tần thấp để truyền tải dữ liệu từ khi 2G được phát hành vào năm 1991, cụ thể là các tần số dưới 1 GHz như 600, 800, 900 MHz.

Do băng tần thấp bao gồm các sóng tần số thấp nên chúng khó bị nhiễu hơn và có tầm bao phủ rất lớn. Tuy nhiên, tần số thấp đồng nghĩa tốc độ truyền tải dữ liệu cũng thấp theo.

Quảng cáo



Về mặt lý tưởng thì điện thoại sẽ không bao giờ nhảy xuống băng tần thấp nhưng một số thiết bị chẳng hạn như bóng đèn thông minh vẫn thường khai thác các băng tần thấp để duy trì kết nối, không cần tốc độ hay băng thông lớn.

Tham khảo: How-To Geek; Lifewire và nhiều nguồn khác
123 bình luận
Chia sẻ

Xu hướng

thanh binh.e
ĐẠI BÀNG
5 năm
nhìn là rối rùi, thui để mấy anh nghiên cứu thui
@adagioleonard 4/5G gì thì cũng phải có cáp quang truyền dữ liệu đến tận chân cột phát sóng, trừ khi điều kiện hạ tầng không cho phép triển khai cáp quang thì người ta sẽ dùng thêm vài cái chảo thu phát sóng để truyền dữ liệu đến trạm khác 😆

//Chém tí méo biết đúng không, bác nào có chuyên môn đừng chửi nhé 😃))
@nịnastorm đúng rồi đấy bạn. Đa số ở đồng bằng thì sẽ có truyền dẫn quang đến tận thiết bị, còn ở trung du miền núi thì do đi lại khó khăn nên dùng viba. Cái chảo thu bạn nói chính là cái trống viba đấy =)))))
Đọc thì dài dòng, cơ bản là kết nối được nhanh và rộng hơn so với 4G các bác ạ
Atom.
ĐẠI BÀNG
5 năm
@Atom. Nhưng khắc phục cho yếu điểm đó thì nó có áp dụng công nghệ Device 2 Device. Tức là dùng điện thoại người dùng 5G như một thiết bị chuyển tiếp để có thể đi tới antena. Với 5G cũng dùng cả dãi tần tần số thấp cũ nữa nên chổ nào không lắp được anten với mất độ cao thì dùng tần số thấp ở đó thôi.
viettan28
TÍCH CỰC
5 năm
@Atom. 5G sẽ chỉ có giá trị nhiều khi ở khu vực đô thị, đông dân cư. Còn khu dân cư xa xôi thì 2G cho nghe gọi vẫn là tốt nhất.
Atom.
ĐẠI BÀNG
5 năm
@viettan28 Rõ là vậy. Nhưng mình nghĩ không đến nỗi 2G đâu. cũng phải 3G, 4G chứ. :3. trừ miền núi
viettan28
TÍCH CỰC
5 năm
@Atom. Mình ở Mỹ 20 -30 % diện tích còn k có sóng điện thoại phủ đây này. Đừng nói là có 2G. Như ở VN bác cứ xem mấy ông Hoa Ban food đi vào mấy bản làm gì có sóng điện thoại.
bkpro185
TÍCH CỰC
5 năm
Đến khi có 5G ở VN, sẽ có máy 5G dưới 5tr cho a e trải nghiệm ( thật ra tầm này sang năm là có rồi)
thanh_th
ĐẠI BÀNG
5 năm
@bkpro185 à vậy chờ việt teo nhé. lúc đó chắc họ cũng có đt 5G mà. nhưng chắc không phải dòng cao cấp đâu. mà còn có Bác Vượng nữa. tầm 10 quay lại có 5G ấy mà
bkpro185
TÍCH CỰC
5 năm
@vanlinh2905 Vãi, tại sao lại chỉ có iphone mới có 5G nhỉ
@bkpro185 Cạch mặt không chơi với quán cơm nên méo có chip 5G để dùng
Cho nhanh hơn thôi kaka😁:D:D
Hy vọng tương lai rẻ như 4g để trải nghiệm coi sao .nhu cầu của mình thấy 4g mạnh ghê lắm rồi chỉ là sài vina vô sóng yếu thì lúc đó ko phát huy được tác dụng thôi
@Lehiepkhach1990 Mình xài sim, máy, mạng 4G nhưng mà bật lên thấy nó hao pin quá nên chỉ cho nó dừng ở 3G thôi 😁 , dù sao thì 3G nó cũng nhanh hơn cái mạng cáp quang 15Mp mình đang xài ở nhà rồi, không chơi game hay làm gì nên cũng không cần phải tốc độ quá.
Trông hoa mắt ra phết
trừu tượng ha
chắc 5g mạng lại tăng giá
Đáng sợ 😔(
toolkit
CAO CẤP
5 năm
5G vùng phủ sóng hẹp nên sẽ cần nhiều trạm phát hơn, chi phí triển khai sẽ cao hơn, chỉ phù hợp thành phố lớn còn vùng nông thôn thì sẽ gắn bó với 4G
Khiemauto
TÍCH CỰC
5 năm
@toolkit Nông thôn dùng 5G với sóng tầm trung. 😆 Hy sinh tốc độ để tăng độ bao phủ.
không biết bao giờ thì phổ biến ở VN mình nhỉ 😃
@Nguyễn Nhật Tùng Anh nhanh thì chắc phải 2 năm nữa.
chơi với 5G tốn kém lắm, không như việc từ 3G lên 4G.
@Nguyễn Nhật Tùng Anh Chắc năm sau thôi
Nói tóm lại khi gái nói ‘em muốn chơi anh’ thì bạn hiểu nhanh, còn nếu gặp bạn gái tính cách nhẹ nhàng từ tốn, ăn nói chậm rãi: ‘em........muốn........chơi..........anh’ thì thời gian nói và thời gian bạn chờ nói hết câu để hiểu sẽ lâu hơn, là vậy đó cho dễ hình dung
@Hồ Quang Dương Rõ chán..
@Hồ Quang Dương Thêm chút muối vào với.
ongle11
ĐẠI BÀNG
5 năm
Chỉ mong 4g ổn định là quá đủ.
Giáo Vũ
TÍCH CỰC
5 năm
@ongle11 Tui cũng thấy thế, chưa thấy càn 5g để làm gì cả. Thấy ví dụ như phát triển 5G cho quốc phòng hay vệ tinh gì đó hay hơn, dân sự thấy chưa cần thiết mà tốn kém quá
Mình đua 5g để làm gì vậy ae?
@Fatcat88 Để hơn 4g
@Hentai Ouji bạn có biết các nhà mạng ở vn mình sắp tới dùng thiết bị và công nghệ 5G của hãng nào ko?
Truong.ld
TÍCH CỰC
5 năm
@adagioleonard Mới đầu sẽ ko rẻ đâu bạn, vì chi phí đầu tư ban đầu cao hơn nhiều trạm phát hơn 4G, 4G trước dùng luôn trạm 3G chỉ thêm thiết bị mới thôi, còn giờ phải thêm trạm mới, thời gian nữa mới giảm cước được
5G sinh ra là để phục vụ cho IOT, người bình thường như chúng ta chắc chẳng cần đến nó vì theo lý thuyết, tốc độ 4G là quá đủ cho nhu cầu của 1 người bình thường rồi.
@nhthien-pp Ngày trước khi chưa có 4g bọn bàn lùi cũng hay nói như bạn :v 5g ít hao pin hơn, tốc độ cao hơn, bing cực thấp mà người dùng bình thường không cần chắc chỉ có bạn :v
@Là Tên Thật Mình dám cá rằng bạn chả biết gì về công nghệ 5G cả 😃
@nhthien-pp Thế với ông iot là ko có điện thoại máy tính ak )).chưa dùng đã kêu ko cần )).nói dân trí thấp lại tự ái!
Vậy là 5G cần nhiều trạm phát hơn và độ phủ sóng sẽ không như 3G hay 4G được
@lechien.us Và angteen cũng phải có 3 cái
Truong.ld
TÍCH CỰC
5 năm
@lechien.us Đúng rồi, bạn hình dung giống wifi 2.4GHz và 5GHz, 2.4 nó phát xa hơn nhưng tốc độ yếu hơn và 5GHz gần hơn nhưng tốc độ gấp đôi, vì modem phát cùng công suất, vậy nên 5G cũng sẽ tương tự lên tần càng cao sẽ công suất càng mạnh và trạm phát sẽ nhiều hơn, con người sẽ bị ảnh hưởng sóng nếu ở gần trạm phát
minhtienbk
TÍCH CỰC
5 năm
Có nhiều chỗ chưa chính xác về mặt từ ngữ khi dịch bạn mod iu ơi.
Hiện tại ở nước mình các nhà mạng chỉ dùng mạng 4g ở băng tần 1800 MHz (1,8GHz) thôi, tốc độ cũng chưa được cao lắm, bao giờ có thêm băng tầng cao hơn như 2600 MHz và dùng thêm cộng hợp sóng mang (CA) thì mạng sẽ nhanh hơn.
Ngọc T
ĐẠI BÀNG
5 năm
tóm gọn lại là cứ dải nào đạt tốc độ là nó chuyển qua. xài nhiều dải tầng là để có sự lựa chọn tốt tuỳ hoàn cảnh. các bác cứ hiểu nôm na như ông nhà giàu lắm vợ, cô nào mơn mỏn ngon cơm thì xúc, chẳng đói bữa mà hôm nào cũng ngon lành.

Xu hướng

Bài mới









  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2024 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02822460095
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019