Báo cáo môn học mạng máy tính và truyền thông Đề tài dự án 5g

Trong những năm vừa quamạng thông tin thế hệ thứ tư, viết tắt là 4G ra đời mang lại cho người sử dụng nhiềutiện ích như chức năng quản lý dịch vụ QoS,… nhưng nó cũng có một số nhượcđiểm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGÂN HÀNG TP HỒ CHÍ MINH KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ

BÁO CÁO MÔN HỌC MẠNG MÁY TÍNH VÀ

TRUYỀN THÔNG

ĐỀ TÀI: DỰ ÁN 5G

Giảng viên hướng dẫn: ThS Đặng Hoàng Huy

Sinh viên thực hiện: Nhóm 12

Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2023

Đầu tiên, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Giảng viên hướng dẫn

môn Mạng máy tính và truyền thông– thầy Đặng Hoàng Huy Cảm ơn thầy đã

nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu cả về trong học tập và đờisống cho chúng em Chúng em thật sự rất ấn tượng với lối dạy thú vị và không đặtquá nặng áp lực lên sinh viên của thầy Chúng em xin chúc thầy luôn mạnh khỏe vàgiữ mãi tinh thần nhiệt huyết trong công việc giảng dạy ạ Chúng em rất mong gặpthầy ở một bộ môn khác ạ

Trong quá trình làm báo cáo nhóm, chúng em khó tránh khỏi những sai sót do cònhạn chế về kiến thức và thời gian, kính mong thầy bỏ qua và góp ý thêm để bài tiểuluận của chúng em trở nên hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm 12

Họ và tên MSSV Công việc Mức độ

hoàn thành

Nguyễn Phan Thị Khánh

Nhận xét của giảng viên

………

………

………

………

………

………

………

………

……ngày… tháng… năm 2023 Giảng viên

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 5G 2

1 Giới thiệu 5G 2

2 Mạng 5G hoạt động như thế nào 3

3 Ưu điểm, nhược điểm của mạng 5G 4

3.1 So sánh giữa 5G với 4G 4

3.2 Ưu điểm của mạng 5G 5

3.3 Nhược điểm của mạng 5G 5

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ MÀ MẠNG 5G ĐÃ SỬ DỤNG 7

1 Cloud Computing (Điện toán đám mây) 7

2 All IP Network 8

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG THỰC TIỄN 9

1 Các ứng dụng 5G trong đời sống 9

1.1 Mạng di động tốc độ cao: 9

1.2 Giải trí đa phương tiện: 9

1.3 Thực tế tăng cường (AR - Augmented reality) và thực tế ảo (VR - Virtual reality): 10

1.4 Internet vạn vật (IoT): 11

1.5 Internet vệ tinh: 11

2 Ảnh hưởng của mạng 5g tại các quốc gia phát triển 11

2.1 Hàn Quốc 12

2.2 Trung Quốc 12

2.3 Hoa Kỳ 12

2.4 Yếu tố giúp các nước này triển khai mạng 5G thành công 13

CHƯƠNG 4 VIỆT NAM ĐÃ ÁP DỤNG MẠNG 5G 14

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại 4.0 hiện nay, công nghệ thông tin là một phần không thể thiếutrong sự tăng trưởng cho đất nước của các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là cácquốc gia phát triển, tiến hành công nghiệp hoá và hiện đại hoá như nước ta Sựbùng nổ thông tin và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ kỹ thuật số, yêu cầumuốn phát triển thì phải tin học hoá vào tất cả các ngành lĩnh vực Khi các ngànhcông nghiệp đang trên đà phát triển thì công nghiệp công nghệ thông tin cũng đã vàđang phát triển theo từng ngày với nhiều công nghệ mới Sự phát triển công nghệtheo xu hướng IP hóa và tích hợp các công nghệ mới Trong những năm vừa quamạng thông tin thế hệ thứ tư, viết tắt là 4G ra đời mang lại cho người sử dụng nhiềutiện ích như chức năng quản lý dịch vụ QoS,… nhưng nó cũng có một số nhượcđiểm như tốc độ truyền dữ liệu tối đa trong điều kiện lý tưởng đạt tới 1-1,5 Gbit/scho nên rất khó cho việc tải xuống các loại tập tin dữ liệu có dung lượng lớn hơn,khả năng đáp ứng thời gian thực như hội nghị truyền hình là chưa cao, vẫn chưađáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người dùng, tính mở của mạng chưa cao

và khả năng tích hợp các mạng khác chưa tốt,… Hiện tại mạng 4G có độ trễ 40msđến 60ms dẫn đến những khó chịu cho người sử dụng cần độ phản hồi nhanh Mặtkhác dung lượng của 4G vẫn chưa đáp ứng với phát trực tuyến video có độ phângiải 4K hoặc thậm chí 8K Vì thế phải có mạng di động mới để khắc phục nhữngnhững nhược điểm này

Từ đó, người ta đã bắt đầu nghiên cứu mạng di động mới có tên gọi là hệ thốngmạng di động 5G Mạng 5G ra đời sẽ là bước cải tiến mới trong cuộc sống và nó cónhiều đóng góp to lớn hơn và ít tác hại hơn so với các mạng thế hệ trước nó Việcnghiên cứu công nghệ mới giúp ta nắm bắt được xu hướng của các công nghệ hiệnnay để đáp ứng các nhu cầu thị trường trong tương lai

Do vậy, nhóm em chọn đề tài "Dự án 5G” ạ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 5G

1 Giới thiệu 5G

5G viết tắt của từ 5th Generation, thế hệ thứ 5 của mạng di động Mỗi thế hệ tươngứng với một tập hợp các yêu cầu riêng, quyết định chất lượng thiết bị và hệ thốngmạng nào đủ chuẩn đáp ứng yêu cầu và tương thích với các hệ thống mạng khác.Mỗi thế hệ cũng mô tả những công nghệ mới, mang lại khả năng giao tiếp mới Sựphát triển của công nghệ thông tin di động không dừng lại ở công nghệ 4G/LTE -Advanced Mỗi phiên bản mới sẽ tiếp tục nâng cao hiệu suất hệ thống với lĩnh vựcứng dụng mới Công nghệ mới sẽ bổ sung thêm ứng dụng như kết nối điện thoại diđộng, tự động hóa nhà, giao thông vận tải thông minh, an ninh và sách điện tử,…

Thời kỳ phát triển của mạng 5G có thể được chia thành 3 giai đoạn chính:

Giai đoạn 1: Khởi đầu (2016-2020)

Giai đoạn này đánh dấu sự ra đời của mạng 5G, với các cuộc thử nghiệm đầu tiênđược thực hiện trên thế giới Trong giai đoạn này, mạng 5G chủ yếu được sử dụngcho các ứng dụng nghiên cứu và phát triển

Giai đoạn 2: Triển khai thương mại (2021-2023)

Giai đoạn này đánh dấu sự ra mắt thương mại của mạng 5G trên toàn cầu Tronggiai đoạn này, mạng 5G đã được triển khai ở nhiều quốc gia, bao gồm Việt Nam

Giai đoạn 3: Hoàn thiện và mở rộng (2024-2025)

Giai đoạn này đánh dấu sự hoàn thiện và mở rộng của mạng 5G Trong giai đoạnnày, mạng 5G sẽ được triển khai rộng rãi hơn, đáp ứng nhu cầu của người dùng vàdoanh nghiệp

2 Mạng 5G hoạt động như thế nào

Mạng không dây bao gồm các “cell” được chia thành các vùng gửi dữ liệu quasóng radio Công nghệ 4G LTE (Long-Term Evolution) sẽ cung cấp nền tảng cho5G Không giống như 4G, đòi hỏi các trụ tháp di động lớn, công suất cao để pháttín hiệu qua khoảng cách xa hơn, tín hiệu không dây 5G sẽ được truyền qua một

số lượng lớn các trạm di động nhỏ đặt ở những nơi như cột đèn hoặc mái nhà.Việc sử dụng nhiều ô nhỏ là cần thiết vì phổ sóng milimet – dải phổ giữa 30 GHz

và 300 GHz mà 5G dựa vào để tạo ra tốc độ cao – chỉ có thể truyền qua khoảngcách ngắn và chịu sự can thiệp của thời tiết và các chướng ngại vật như các tòanhà

Các thế hệ công nghệ không dây trước đây đã sử dụng các dải phổ tần số thấphơn Để bù đắp những thách thức sóng milimet liên quan đến khoảng cách vànhiễu, ngành công nghiệp không dây cũng đang xem xét việc sử dụng phổ tần sốthấp hơn cho mạng 5G để các nhà khai thác mạng có thể sử dụng phổ mà họ đã sởhữu để xây dựng mạng mới Tuy nhiên, phổ tần số thấp hơn đạt được khoảng cáchlớn hơn nhưng có tốc độ và công suất thấp hơn sóng milimet

3 Ưu điểm, nhược điểm của mạng 5G

3.1 So sánh giữa 5G với 4G

Băng tần Dao động từ 30 GHz tới 300 GHz

Dao động từ 700MHz tới 2.600MHz

Nguyên lý phát

sóng

Rộng do sử dụng trạm HAPS trên không

Giới hạn, do trạmkết nối trên mặtđất

Tốc độ mạng Khoảng 10 GBps (Gigabyte trên giây) Khoảng 1 GBps

Xử lý hoạt động

phức tạp (game,

phim…)

Không giật lag ngay cả khi dùng di động

Chỉ mất 10s để tải tập phim dài 2h

Giới hạn, mất tới

7 phút để tải mộttập phim dài 2h

lượng Giảm 90% năng lượng tiêu thụ Bình thường

3.2 Ưu điểm của mạng 5G

 Sử dụng 5G map: Nhờ có độ trễ thấp ngày nay các ô tô tự lái sẽ trở nên phổbiến hơn vì các con đường sẽ có gắn máy cảm biến Điều này sẽ giúp cho cácdoanh nghiệp tiết kiệm được nhân lực trong khâu vận chuyển hàng hóa

 Các nhà máy thông minh: Các cơ sở sản xuất cũng sẽ ứng dụng công nghệnày để phát triển ra những nhà máy thông minh có camera và cảm biến đượckết nối với nhau Do đó, việc phân tích và xử lý dữ liệu không còn phức tạpnhư trước

 Công nghệ thực tế ảo: Những thiết bị điện tử được ứng dụng công nghệ thực

tế ảo sẽ được thêm chế độ kỹ thuật số Một số thiết bị có thể kể đến là điệnthoại, tai nghe, …

 Thành phố thông minh: Công nghệ 5G có thể tạo một hệ thống kết nối khổng

lồ cho tất các các thiết bị điện tử có kết nối mạng Khi đó việc điều khiển, sửdụng các thiết bị thông minh sẽ chỉ cần một cái remote, một chiếc điện thoạihoặc thậm chí là một nút bấm Nhờ vậy các đồ vật, dịch vụ sẽ trở nên “thôngminh” hơn, đơn giản, tiện nghi hơn cho con người

 Chăm sóc sức khỏe: Đây là một lợi ích to lớn khi giờ đây các công cụ, thiết

bị trong ngành y tế có kết nối 5G sẽ giải quyết được những căn bệnh lạ,những ca phẫu thuật tưởng chừng như không thể lại trở nên dễ dàng hơn.Ngoài ra, các chẩn đoán, cũng như việc phát hiện ra những căn bệnh mới,bệnh nan y cũng dễ hơn

 Môi trường: Mạng 5G còn có thể làm giảm bớt lượng khí thải toàn cầu Nhờvào mức tiêu thụ thấp hơn nhưng độ truyền dẫn cao hơn nên sẽ giúp các thiết

bị hỗ trợ giám sát theo thời gian thực về chất lượng môi trường để can thiệpkịp thời nếu gặp sự cố

3.3 Nhược điểm của mạng 5G

 Độ phủ sóng chưa rộng: Hiện nay 5G mới được triển khai tại Hà Nội, Tp HồChí Minh cùng một số tỉnh thành lớn tại Việt Nam Điều đó có nghĩa một sốđịa phương sẽ còn phải chờ một thời gian cho đến khi 5G hoàn thành phủsóng toàn quốc để được sử dụng

 Một số thiết bị phải đáp ứng yêu cầu mới sử dụng được: Để sử dụng 5G, điệnthoại của bạn cũng phải đáp ứng yêu cầu về cấu hình, hãng hỗ trợ 5G hay

không Những điện thoại đời thấp dù tài khoản SIM có đăng ký 5G cũng sẽ

tự động chuyển sang những mạng thấp hơn như 4G, 3G để phù hợp với cấuhình máy

 Kết nối 5G làm tiêu hao nhiều pin của điện thoại hơn so với sử dụng 4G

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ MÀ MẠNG 5G ĐÃ SỬ DỤNG

1 Cloud Computing (Điện toán đám mây)

Điện toán đám mây và mạng 5G có liên quan đến nhau trong việc cung cấp các dịch vụ và ứng dụng di động Điện toán đám mây là một hình thức lưu trữ và xử lý

dữ liệu trên các máy chủ từ xa, thay vì trên máy tính cá nhân hoặc máy chủ cục bộ Mạng 5G là một công nghệ di động không dây mới, cung cấp tốc độ tải lên và tải xuống nhanh hơn, kết nối ổn định hơn và dung lượng được cải thiện so với các mạng trước đây

Các dịch vụ điện toán đám mây có thể được sử dụng để phát triển các ứng dụng di động, trong khi mạng 5G có thể được sử dụng để cung cấp kết nối di động cho các ứng dụng này Các công ty như Amazon Web Services (AWS) đã phát triển các giải pháp điện toán đám mây để hỗ trợ các ứng dụng di động

Một ví dụ về việc sử dụng điện toán đám mây và mạng 5G là trong lĩnh vực xe tự lái Các xe tự lái yêu cầu kết nối liên tục với các máy chủ từ xa để xử lý thông tin

và điều khiển xe Mạng 5G có thể cung cấp kết nối di động nhanh hơn và ổn định hơn cho các xe tự lái, trong khi điện toán đám mây có thể được sử dụng để xử lý thông tin từ các xe tự lái

Tuy nhiên, việc sử dụng điện toán đám mây và mạng 5G cũng mang lại những rủi

ro về an ninh mạng

2 All IP Network

5G (thế hệ thứ 5) là một chuẩn công nghệ di động mới, được định nghĩa bởi 3GPP(Dự án Đối tác Thế hệ thứ 3) Hệ thống 3GPP để đáp ứng nhu cầu dịch vụ ngàycàng tăng của thị trường viễn thông di động thì con người tạo ra All-IP Network(AIPN) Nó chủ yếu tập trung vào cải tiến của công nghệ chuyển mạch gói, mạngAIPN cung cấp một sự phát triển liên tục và tối ưu hóa các giải pháp hệ thốngnhằm tạo ra một lợi thế cạnh tranh cả về hiệu suất và chi phí

5G không chỉ định nghĩa giao diện không gian mà còn các giao thức và giao diệnmạng khác nhau cho phép toàn bộ hệ thống di động hoạt động 5G được chia thànhnhiều giai đoạn Phiên bản 15 của 3GPP định nghĩa giai đoạn 1 của 5G, giới thiệumột kỹ thuật truyền phát radio mới và các khái niệm quan trọng khác như độ tincậy cấp công nghiệp, tính linh hoạt mở rộng hoặc thời gian phản hồi nhanh hơn Đểcung cấp những khả năng này và cải thiện trải nghiệm người dùng, 5G sử dụng một

số công nghệ chuyên dụng như “Network Function Virtualization” và “Slicing” đểtăng tính linh hoạt, “EDGE computing” để giảm thời gian phản hồi, Mạng khônggian (NTN) / Truyền thông vệ tinh để có khả năng phủ sóng toàn diện

Vì vậy, All IP network có liên quan đến 5G vì 5G sử dụng IP làm giao thức chính

để xây dựng toàn bộ hệ thống di động

 Độ trễ thấp, băng thông cao là một trong những tính năng quan trọng nhấtcủa công nghệ 5G Tải xuống trên thiết bị thông minh nhanh chóng cũngmang lại trải nghiệm di động mạnh mẽ Ngoài ra, mạng 5G cho phép truycập an toàn vào bộ nhớ đám mây, ứng dụng của doanh nghiệp và chạy tác vụmạnh mẽ với sức mạnh xử lý ảo lớn hơn.

 Công nghệ không dây 5G sẽ mở ra nhiều cơ hội cho các nhà sản xuất thiết bị

và nhà phát triển ứng dụng Những thiết bị VoIP (Thiết bị sử dụng công nghệTruyền giọng nói qua giao thức Internet) và thiết bị thông minh thế hệ mới sẽđược phát triển và giới thiệu trên thị trường Cơ hội việc làm cũng nhờ đó màtăng lên

1.2 Giải trí đa phương tiện:

 Tỷ lệ lưu lượng truy cập Internet di động được sử dụng để tải xuống videotrên toàn cầu là rất cao Đồng thời, nhu cầu phát video với tốc độ và chấtlượng cao cũng ngày càng tăng 5G sẽ cung cấp một thế giới ảo vô cùng sốngđộng trên điện thoại di động Truyền phát video 4K tốc độ nhanh chóng chỉmất vài giây

 5G có khả năng cung cấp 120 khung hình mỗi giây, truyền phát video có độphân giải lớn và không dễ gián đoạn Trải nghiệm nghe nhìn được cải thiệnkhi triển khai công nghệ mới nhất do mạng không dây 5G cung cấp

1.3 Thực tế tăng cường (AR - Augmented reality) và thực tế ảo (VR - Virtual reality):

Yêu cầu video HD với độ trễ thấp Mạng 5G đủ mạnh để cung cấp năng lượng cho

AR và VR với trải nghiệm ảo tuyệt vời Trò chơi thực tế ảo HD dựa trên công nghệ

VR trở nên phổ biến và rất nhiều công ty đang đầu tư vào chúng Mạng 5G tốc độ cao có thể mang lại trải nghiệm chơi game tốt hơn

1.4 Internet vạn vật (IoT):

Internet of Things (IoT) là một lĩnh vực rộng lớn khác sẽ phát triển mạnh mẽhơn nữa nhờ sử dụng mạng không dây 5G IoT sẽ kết nối mọi đối tượng, thiết bị,cảm biến và ứng dụng với Internet

Các ứng dụng IoT thu thập lượng dữ liệu khổng lồ từ hàng triệu thiết bị và cảmbiến Nó đòi hỏi mạng internet hiệu quả để thu thập, xử lý, truyền, kiểm soát vàphân tích dữ liệu theo thời gian thực

5G là phương tiện hiệu quả nhất hỗ trợ cho Internet vạn vật IoT có thể hưởng lợi

từ mạng 5G trong nhiều lĩnh vực như:

 Hậu cần và vận chuyển: Sử dụng công nghệ 5G thông minh giúp theo dõihàng hóa, quản lý đội tàu, quản lý cơ sở dữ liệu tập trung, lập lịch trình nhânviên cũng như theo dõi và báo cáo giao hàng theo thời gian thực So vớimạng di động thông thường (3G/LTE), 5G có tốc độ mạng nhanh hơn vớikhả năng kết nối nhiều thiết bị hơn tại bất kỳ thời điểm nào

 IoT công nghiệp trong nhà máy thông minh: Ngành công nghiệp sản xuấttrong tương lai sẽ phụ thuộc vào công nghệ không dây thông minh như 5G

và LTE tiên tiến để tự động hóa thiết bị, bảo trì dự đoán, theo dõi quy trình,đóng gói thông minh, vận chuyển, hậu cần và quản lý năng lượng

 Canh tác thông minh: Sử dụng công nghệ 5G, cảm biến thông minh RFID vàGPS, người nông dân có thể theo dõi vị trí của vật nuôi và quản lý một cách

dễ dàng Cảm biến thông minh được sử dụng để kiểm soát tưới tiêu, truy cập

 Phương tiện tự hành: Ô tô tự lái không còn xa vời với thực tế nếu 5G đượcđưa vào sử dụng Trong tương lai, ô tô có thể giao tiếp với biển báo giaothông thông minh, các vật thể và phương tiện khác trên đường.

 Giám sát an ninh: Công nghệ không dây 5G là một trong những giải pháp tốtnhất để bảo mật, giám sát nhờ băng thông cao hơn và phổ tần không cần cấpphép

1.5 Internet vệ tinh:

+ Kết nối mạng 5G tốc độ cao sử dụng vệ tinh là một trong những cải tiến quantrọng nhất của công nghệ internet dành cho vùng sâu vùng xa, nơi không có trạmthu phát sóng mặt đất truyền thống Công nghệ internet vệ tinh cung cấp khả năngkết nối ở cả khu vực thành thị và nông thôn trên toàn cầu, với sự trợ giúp của hàngnghìn vệ tinh nhỏ

+ Hiện nay, rất nhiều nhà mạng lớn đang nỗ lực nghiên cứu và xây dựng mạng 5G.Nhìn chung, 5G dự kiến sẽ tạo ra nhiều sự thay đổi lớn, khiến cuộc sống con ngườitrở nên ngày một thông minh

2 Ảnh hưởng của mạng 5G tại các quốc gia phát triển

Tính đến tháng 9 năm 2023, đã có hơn 120 quốc gia trên thế giới triển khai mạng5G Trong đó, một số quốc gia đã áp dụng thành công mạng 5G, bao gồm: