TÀI LIỆU về MẠNG 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

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 đeoTuy 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 đượcchuẩn 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 Cáccông 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 cho4G, 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 từnăm 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 quantâm 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 íchcho 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 thờithúc 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 thếgiới, 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 4Gkhông 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 phầnmềm 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 nhậncác 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 vàchiếm 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 ngoàicác 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 kểtrên, 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 sửađổi (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 độchín 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 vềmặt 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 quamạng 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 cảmbiến trên xe hơi, kính thông minh cho đến các cảm biến giám sát 24/7 là những thiết bị đòi hỏitính tương tác cao thông qua Internet để kết nối được duy trì liên tục, liền mạch và truyền tải mộtkhối 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 lộtrình cũng như cách thức hoạt động của nó Tuy nhiên, chắc chắn một điều là không giống cáctiêu 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 làtrí 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 quansát vẫn chưa thấy bất kỳ dự án chính thức để phát triển mạng 5G mang tầm vóc quốc tế đượckhởi động ngoài một số dự án riêng lẻ do các tập đoàn công nghệ tự nghiên cứu Điển hình làSamsung 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 phápthích hợp nhất Theo Osseiran, nhà nghiên cứu cao cấp tại Ericsson kiêm điều phối viên dự ánMETIS được thành lập bởi các trường đại học phối hợp cùng công ty tài chính châu Âu để tìm racác giải pháp tối ưu nhất cho mạng 5G) METIS cho biết vẫn đang xem xét các công nghệ khácnhau, 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 đượcgiải quyết trước khi công nghệ 5G có thể trở thành hiện thực Đó là sự sẵn sàng của băng tần vàcác thách thức về mặt công nghệ, chẳng hạn như làm thế nào để tạo ra các kiến trúc mạng có thểgia tăng được lượng dữ liệu truyền tải cao hơn và các tốc độ truyền tải dữ liệu cần thiết để có thểchứa 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 tháchthức 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 độphân 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 lượngngười 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 quansát vẫn chưa thấy bất kỳ dự án chính thức để phát triển mạng 5G mang tầm vóc quốc tế đượckhởi động ngoài một số dự án riêng lẻ do các tập đoàn công nghệ tự nghiên cứu Điển hình làSamsung 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 phápthích hợp nhất Theo Osseiran, nhà nghiên cứu cao cấp tại Ericsson kiêm điều phối viên dự ánMETIS được thành lập bởi các trường đại học phối hợp cùng công ty tài chính châu Âu để tìm racác giải pháp tối ưu nhất cho mạng 5G) METIS cho biết vẫn đang xem xét các công nghệ khácnhau, 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 khắtkhe về kết nối và truyền dẫn với những tham số kỹ thuật vô cùng ấn tượng, bởi vậy mà 5G cũngđược đặc trưng bởi việc sử dụng một loạt các công nghệ hiện đại như: Massive MIMO, trạm gốcthông minh, truyền tải RAN ở sóng mm, dạng sóng mới, truyền dẫn không trực giao, truy nhậpphổ tần chia sẻ, phối hợp liên node nâng cao, truyền tải đồng thời thu nhận, tích hợp và quản lýmulti-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