TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG 5G

Đối với hầu hết các nhà mạng viễn thông trên toàn thế giới, 5G là một dấu mốc vô cùng quan trọng. Chính bởi vậy, cuộc đua phủ sóng 5G của các nhà mạng, cũng như "trận chiến" để sản xuất ra những thiết bị sẵn sàng hỗ trợ công nghệ 5G cũng càng trở nên cam go hơn. Báo cáo gồm 3 chương: Chương 1: Tổng quan về công nghệ mạng. Chương này tìm hiểu về các kiến thức cơ bản về các thế hệ mạng, nền tảng và cách thức của 5G; các ưu điểm, nhược điểm và tình hình phát triển, triển khai của 5G. Chương 2: Kiến trúc của hệ thống mạng 5G. Chương này cung cấp thông tin về kiến trúc, các chuẩn và giao thức, cơ sở hạ tầng và yêu cầu của hệ thống mạng 5G. Chương 3: Ứng dụng của công nghệ mạng 5G. Chương này đề cập về phạm vi ứng dụng, các dich vụ của 5G và nhưng thách thức của nó

HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ  TÌM HIỂU VỀ CƠNG NGHỆ MẠNG 5G Mơn: Thực tập sở chun nghành Khóa: AT13 Giảng viên hướng dẫn: Lê Thị Hồng Vân Nhóm sinh viên: Đặng Văn Khánh- AT13A Lương Hồng Ngọc- AT13H Hà Ngọc Kiều- AT13H Hà Nội, 2019 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG 5G 1.1 Giới thiệu chung khái niệm 1.1.1 Thế hệ thứ nhất( 1G): 1.1.2 Thế hệ thứ 2( 2G) 1.1.3 Thế hệ thứ 3( 3G) 1.1.4 Thế hệ thứ 4( 4G) 1.1.5 Thế hệ thứ 5(5G) 1.2 Nền tảng cách thức hoạt động 1.2.1 Nền tảng 1.2.2 Cách thức hoạt động 1.3 Ưu điểm, nhược điểm tình hình 1.3.1 Ưu điểm, nhược điểm 1.3.2 Tình hình 10 CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG MẠNG 5G 11 2.1 Kiến trúc hệ thống 11 2.1.1 Điện toán đám mây 11 2.1.2 FLAT IP 11 2.1.3 Cổng giao tiếp kết hợp( AGGREGATION) 14 2.1.4 Mạng All- IP 15 2.2 Các chuẩn giao thức 16 2.2.1 IPv6 16 2.2.2 Chuẩn mã hóa bảo mật cao 16 2.3 Cơ sở hạ tầng siêu kết nối 17 2.3.1 Hạ tầng không đồng 17 2.3.2 World wide wireless web( WWWW) 18 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ MẠNG 5G 19 3.1 Phạm vi ứng dụng 19 3.1.1 Dịch vụ IoT (Internet of Things) 19 3.1.2 Trải nghiệm người dùng thực tế xử lý nội dung 5G 19 3.1.3 Xử lý hiệu truyền tải đa phương tiện 21 3.1.4 Mạng toàn cầu dựa tảng đám mây 22 3.1.5 Mạng thông minh tối ưu hóa mạng dựa phân tích 22 3.2 Dịch vụ cung cấp 5G 24 3.2.1 Hình ba chiều dịch vụ gọi 3D hologram 24 3.2.2 Dịch vụ AR / VR hấp dẫn quy mô lớn 25 3.2.3 Dịch vụ trễ cực thấp 26 3.2.4 Dịch vụ thông minh dựa phân tích liệu 28 3.2.5 An tồn cơng cộng dịch vụ cứu trợ tai hoạ 29 3.3 Những thách thức tương lai công nghệ 5G 29 3.3.1 Thách thức công nghệ mạng 5G 29 3.3.2 Tương lai công nghệ mạng 5G 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 LỜI NÓI ĐẦU Từ điện thoại di động điện thoại sử dụng 4G LTE, ngành công nghiệp viễn thông thay đổi nhiều vài thập kỷ qua Khi mà mạng 2G xuất hiện, chất lượng gọi cải thiện, thời gian chi phí tiết kiệm Khi mạng 3G trở nên phổ biến đóng góp nhiều lợi ích vào sống thường nhật Ngồi việc giúp thơng tin liên lạc liền mạch hơn, cịn đem đến nhiều dịch vụ internet tốc độ cao hỗ trợ giải trí trực tuyến Khi cơng nghệ mạng 4G đời vượt trội 3G nhiều điểm Đối với hầu hết nhà mạng viễn thơng tồn giới, 5G dấu mốc vô quan trọng Chính vậy, đua phủ sóng 5G nhà mạng, "trận chiến" để sản xuất thiết bị sẵn sàng hỗ trợ công nghệ 5G trở nên cam go Báo cáo gồm chương: Chương 1: Tổng quan công nghệ mạng Chương tìm hiểu kiến thức hệ mạng, tảng cách thức 5G; ưu điểm, nhược điểm tình hình phát triển, triển khai 5G Chương 2: Kiến trúc hệ thống mạng 5G Chương cung cấp thông tin kiến trúc, chuẩn giao thức, sở hạ tầng yêu cầu hệ thống mạng 5G Chương 3: Ứng dụng công nghệ mạng 5G Chương đề cập phạm vi ứng dụng, dich vụ 5G thách thức Đây chủ đề rộng nên báo cáo viết nhiều khiếm khuyết nội dung phương pháp thể hiện, nhóm em mong nhận ý kiến đóng góp giáo viên để tài liệu đầy đủ Nhóm sinh viên CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG 5G 1.1 Giới thiệu chung khái niệm Hệ thống mạng di động ngày phát triển với việc sử dụng công nghệ khác 1.1.1 Thế hệ thứ nhất( 1G): Là mạng thông tin di động không dây giới Nó hệ thống giao tiếp thơng tin qua kết nối tín hiệu analog giới thiệu lần vào năm đầu thập niên 80s Nó sử dụng ăng-ten thu phát sóng gắn ngồi, kết nối theo tín hiệu analog tới trạm thu phát sóng nhận tín hiệu xử lý thoại thơng qua module gắn máy di động Chính mà hệ máy di động giới có kích thước to cồng kềnh tích hợp lúc module thu tín phát tín hiệu Trong 1G, gọi giọng nói điều tiết tần số cao hơm 150MHz để kết nối hai tháp vô tuyến lại cới Các chuẩn mạng 1G: FDMA: đa truy nhập phân chia theo tần số NMT: điện thoại di động Nordic AMPS: điện thoại di động cao cấp Hạn chế: Tính bảo mật thấp thuật tốn mã hóa Dễ bị biến dạng 1.1.2 Thế hệ thứ 2( 2G) Mạng 2G sử dụng tín hiệu kỹ thuật số thay cho tín hiệu analog hệ 1G áp dụng lần Phần Lan năm 1991 Lợi ích mạng 2G Mã hoá liệu theo dạng kỹ thuật số Phạm vi kết nối rộng 1G Xuất tin nhắn dạng văn đơn giản – SMS Theo đó, tin hiệu thoại thu nhận đuợc mã hố thành tín hiệu kỹ thuật số nhiều dạng mã hiệu, cho phép nhiều gói mã thoại lưu chuyển băng thông, tiết kiệm thời gian chi phí Song song đó, tín hiệu kỹ thuật số truyền nhận hệ 2G tạo nguồn lượng sóng nhẹ sử dụng chip thu phát nhỏ hơn, tiết kiệm diện tích bên thiết bị Các chuần chủ yếu mạng 2G: TDMA, CDMA Hạn chế: Tín hiệu kỹ thuật số yếu Giảm phạm vi truyền âm 1.1.3 Thế hệ thứ 3( 3G) Mạng 3G cho phép người dùng di động truyền tải liệu thoại liệu thoại (tải liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh, âm thanh, video clips Mạng 3G có tốc độ truyền liệu nhanh hơn, dung lượng mạng lớn cải thiện dich vụ mạng, hỗ trợ dịch vụ truyền thơng tin với tốc độ thấp 200kbit/giây Các chuẩn mạng 3G: WCDMA, CDMA 2000, UMTS, EDGE Hạn chế: Đòi hỏi chiều rộng băng tần cao Chi phí quyền tần số cao 1.1.4 Thế hệ thứ 4( 4G) Công nghệ 4G cho phép người dùng xem video nghe âm chất lượng cao thông qua giao thức internet, nhanh 3G từ 4- 10 lần Yêu cầu kỹ thuật 4G bao gồm mạng chuyển mạch gói tin dựa địa IP kênh với băng thơng có khả mở rộng lên đến 40MHz Các chuẩn: UMTS, OFDM, SDR, TD-SCDMA, MIMO, WiMAX Hạn chế: Tốn chi phí cho người sử dụng 1.1.5 Thế hệ thứ 5(5G) Mạng 5G hệ công nghệ truyền thông di động sau hệ 4G Theo nhà phát minh, mạng 5G có tốc độ nhanh khoảng 100 lần so với mạng 4G nay, giúp mở nhiều khả hấp dẫn Theo lý thuyết mạng 5G đạt tốc độ 10 Gbps (gigabit giây), chí cao hơn, vùng rìa phủ sóng, tốc độ đạt vài trăm Mbps Mạng 5G giao tiếp tốt với thiết bị công nghệ điện tử nhà thông minh xe ôto có kết nối internet 1.2 Nền tảng cách thức hoạt động 1.2.1 Nền tảng Mạng Intertnet di động hệ thứ năm mong đợi tảng World Wide Wireless Web (wwww) hoàn hảo để kết nối nơi trái đất Chúng ta truy cập Internet xuyên suốt mà không gặp phải rào cản, giới hạn mặt không gian thời gian Về chất, mạng 5G phát triển dựa tảng 4G mức độ cao Mạng 5G hỗ trợ LAS-CDMA (Large Area Synchronized Code Division Multiple Access), UWB (Ultra Wideband), Network-LMDS (Local Multipoint Distribution Service), Ipv6 BDMA (Beam Division Multiple Access) Với hỗ trợ đa dạng tảng, người dùng kết nối lúc với nhiều thiết bị qua mạng không dây dễ dàng chuyển đổi qua lại cách nhanh chóng mà khơng gặp phải trở ngại Các thiết bị sử dụng mạng di động khác 2,5G, 3G, 4G 5G, Wi-Fi, WPAN công nghệ truy cập khác xuất tương lai 1.2.2 Cách thức hoạt động Mạng di dộng 5G lên kế hoạch sử dụng bước sóng milimét, quang phổ tín hiệu RF tần số cao 20GHZ 300GHz Các bước sóng truyền tải khối lượng lớn lệu với tốc độ cao, khơng truyền xa khó xun qua tường, vượt ngại vật bước sóng tần số thấp mạng 4G Vì xây dựng mạng 5G, nhà mạng sử dụng lượng lớn ăngten để có độ phủ sóng 4G Thay trạm sở mặt đất sử dụng mạng 2G, 3G 4G, 5G sử dụng trạm HAPS (High Altitude Stratospheric Platform Stations) Về bản, trạm HAPS máy bay treo lơ lửng vị trí cố định khoảng cách từ 17km~22km so với mặt đất hoạt động vệ tinh Cách giúp đường tín hiệu thẳng giảm tình trạng bị cản trở kiến trúc cao tầng 1.3 Ưu điểm, nhược điểm tình hình 1.3.1 Ưu điểm, nhược điểm Ưu điểm: Ưu điểm lớn mạng 5G tốc độ Về mặt lí thuyết, tốc độ tốc đa mạng 5G lên tới 20 Gbps, gấp 10 lần tốc độ Gbps 4G Thậm chí 5G đạt đến tốc độ mạng wifi tiên tiến hoạt động mức độ truyền tải 10 Gbps Ngoài tốc độ vượt trội 5G khả kết nối với độ trễ thấp cung cấp kết nối thống nhất, khơng bị gián đoạn qn tồn giới, cho phép truy cập song song Băng thông cao sử dụng với trợ giúp tính tổng hợp sóng Cung cấp độ phân giải cao; độ phủ sóng rộng, sử dụng trạm HAPS treo lơ lửng không trung Tiết kiệm điện năng, giảm tới 90% tiêu hao điện cho việc sử dụng mạng 5G hỗ trợ kết nối nhiều thiết bị thời điểm Điều cần thiết giai đoạn nay, ngày có nhiều thiết bị trang bị kết nối khơng dây Nhược điểm: Công nghệ 5G yêu cầu dải tần số từ đến 300 GHz Sóng vơ tuyến di chuyển tần số quãng đường ngắn, dễ bị nhiễu thời tiết vật cản Để đạt tốc độ tiêu chuẩn 5G, nhà mạng phải gia tăng số lượng ăng-ten phát sóng, rút ngắn khoảng cách trạm phát Mặt khác, trạm cao chót vót mạng 4G không hoạt động tốt với công nghệ mạng 5G 1.3.2 Tình hình Hãng nghiên cứu tư vấn toàn cầu lĩnh vực viễn thơng Analysys Mason phân loại nhóm nước dẫn đầu mức độ sẵn sàng triển khai 5G Trong đó, nhóm quán quân gồm: Trung Quốc, Hàn Quốc, Mỹ, Nhật Bản Nhóm thứ gồm: Đức, Anh, Pháp Và nhóm thứ gồm: Canada, Nga, Singapore Năm Một số quốc gia New Zealand (thí điểm tháng 3-2018); Úc (8-2018); Estonia (122018); Bồ Đào Nha (12-2018); Ba Lan (12-2018); Ireland (11-2018); 2018 Nga (2018); Phần Lan (6-2018); Tây Ban Nha (6-2018); Đức (2018); Singapore (11-2018), Quatar( 5- 2018), Hàn Quốc,…( theo trang Lifewire) 2019 Oceania, Áo, Thụy Sĩ, Ý, Anh, Malaysia… 2020 Thụy Điển, Na Uy, Pakistan, Bangladesh, Philippines,… Bảng 1: Những nước dự tính triển khai 5G Tại châu Á, tháng 12-2018 Hàn Quốc nước triển khai dịch vụ mạng 5G thương mại thủ đô Seoul thành phố lớn khác Ở Việt Nam, Viettel nhà mạng Bộ TT&TT cấp giấy phép triển khai thử nghiệm dịch vụ 5G Việt Nam Hồi đầu tháng 4/2019, trạm BTS 5G nhà mạng triển khai khu vực Hồ Hoàn Kiếm (Hà Nội) Viettel hồn thành việc tích hợp hạ tầng phát sóng thử nghiệm 5G thành công băng tần cấp phép Bộ TT&TT Tốc độ kết nối thử nghiệm dao động từ 600 - 700Mbps - tương đương với tốc độ cung cấp cho khách hàng mạng 5G Verizon (Mỹ) Ngày 10/5, Tập đoàn Công nghiệp - Viễn thông Quân đội (Viettel) thực kết nối lần mạng di động 5G Việt Nam Bộ TT&TT cấp phép thử nghiệm dịch vụ 5G cho MobiFone Nếu Viettel triển khai thử nghiệm Hà Nội TP.HCM, thành phố này, MobiFone triển khai thử nghiệm 5G địa phương khác Hải Phòng Đà Nẵng 10 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ MẠNG 5G 3.1 Phạm vi ứng dụng 3.1.1 Dịch vụ IoT (Internet of Things) Trong kỷ nguyên 5G, dịch vụ Internet of Things lan rộng toàn xã hội, dịch vụ IoT kết nối massive, nơi tất đối tượng kết nối xuất IoT ứng dụng vào nhiều lĩnh vực:Tự động hóa ngơi nhà; Quản lí chất thải ; Quản lí lập kế hoạch quản lí thị ; Quản lí mơi trường ;Phản hồi tình khẩn cấp ; Mua sắm thơng minh ; Quản lí thiết bị cá nhân ; Đồng hồ đo thông minh ; Bảo trì, dự đốn, giám sát hoạt động y tế ; Tăng cường kiểm soát khách hàng, dễ dàng cung cấp thông tin liên quan thời gian thực Dịch vụ IoT tảng cở sở để dịch vụ khác đời Hình 3.1 Kỷ nguyên vật kết nối internet 3.1.2 Trải nghiệm người dùng thực tế xử lý nội dung 5G Nhận diện đối tượng / không gian: Công nghệ tiên tiến để nhanh nhận loạt vật thể xung quanh không gian nhập máy ảnh / cảm biến thiết bị người dùng Hiển thị thời gian thực công nghệ hiển thị: công nghệ hiển thị để hiển thị thông tin chất lượng liên quan đến đối tượng ghi nhận thời gian thực công nghệ hiển thị nhập vai bao gồm hiển thị kính khơng gian 19 Xử lý ảnh ba chiều thời gian thực: Công nghệ để tái tạo hình ảnh thực đối tượng 360 độ không gian 3D Công nghệ AR (Augmented Reality) không đủ tiên tiến để cung cấp trải nghiệm nhập vai khác với nội dung thực tế cho người dùng tốc độ mạng, hiệu suất xử lý liệu dịch vụ 5G, thiết bị, công nghệ nhận dạng, theo dõi, vv Nội dung AR cần xử lý cung cấp thời gian thực Trong khía cạnh này, 5G dự kiến đáp ứng thời gian thực băng thông cung cấp tảng công nghệ cho dịch vụ AR / VR khối lượng lớn, song song cần phải tăng cường phát triển công nghệ nhận dạng, theo dõi hiển thị Ngồi ra, dịch vụ địi hỏi công nghệ cho phép phân phối, xử lý song song liệu khối lượng lớn ghi nhận môi trường lưu trữ đám mây, hệ thống video cơng nghệ tối ưu hóa khối lượng lớn liệu để chạy loạt thuật toán nhận dạng Trong máy ảnh thiết bị công cụ nhập hình ảnh chính, thiết bị gắn kết với cảm biến khác máy ảnh Lytro cảm biến độ sâu 3D, giúp dễ dàng thu thập thông tin chiều sâu 3D từ vật thể không gian Trên thực tế, công ty bao gồm Google, Intel Apple phát triển cảm biến độ sâu 3D thiết bị hỗ trợ, số lượng thiết bị tăng lên, dịch vụ dựa AR / VR tăng lên nhanh chóng Tiếp tục cải tiến sức mạnh tính tốn dẫn đến chức phức tạp bao gồm việc xử lý trước nội dung liệu khối lượng lớn, theo dõi thời gian thực đối tượng, xử lý hiển thị hình ảnh, truyền thơng tin hình ảnh đến máy chủ hiển thị thơng tin đến từ máy chủ 20 Hình 3.2 Cơng nghệ UX thực tế xử lý nội dung 5G 3.1.3 Xử lý hiệu truyền tải đa phương tiện Trong công nghệ truyền tải đa phương tiện tạo độ trễ dài vài chục giây chí so với phát sóng mặt đất, cơng nghệ mạng thời đại 5G cung cấp dịch vụ True UHD (TRHD) thời gian thực, nội dung UHD (Ultra High Definition) truyền thời gian thực mà khơng có độ trễ Để đạt dịch vụ streaming liền mạch với đa phương tiện thực tế có dung lượng lớn, việc phát triển giao thức truyền thông đa phương tiện tối ưu hóa cơng nghệ truyền liệu có dây / không dây phải thực trước tiên Để đạt điều này, độ trễ việc truyền tải nội dung đa phương tiện cần giảm thiểu, tốc độ truyền liệu mạng hiệu sử dụng tài nguyên cần tối đa hóa, với hỗ trợ giao thức streaming công nghệ Edge Multicast để truyền thơng nhóm hiệu Hiệu suất hoạt động mạng cần cải tiến thông qua việc ảo hóa phân phối dịch vụ tối ưu Dịch vụ hiển thị siêu đa điểm, đề cập nhiều ví dụ dịch vụ thực tế 5G, cho phép người dùng xem video theo góc độ người muốn Dịch vụ địi hỏi cơng nghệ như: 21 Phương pháp mã hóa để tích hợp nhiều hình ảnh có độ phân giải cao ghi lại từ góc nhìn khác vào luồng đơn Kỹ thuật truyền lưu trữ liệu khối lượng lớn vào máy chủ đám mây thời gian thực Kỹ thuật để tạo hình ảnh động trực tuyến sử dụng thông tin từ điểm người dùng muốn xem Dịch vụ hiển thị đa truy cập thực tế triển khai cách hạn chế với hệ thống 4G mạng có dây, với hệ thống mạng 5G, hình ảnh thực tế chất lượng cao có sẵn thời gian thực dựa sở hạ tầng 5G hỗ trợ truyền liệu tốc độ cao khối lượng lớn 3.1.4 Mạng toàn cầu dựa tảng đám mây Điều thực hiên tảng kỹ thuật NFV (ảo hóa mạng) / SDN (mạng phần mềm xác định)  Hoạt động mạng lõi ảo dựa NFV: Một công nghệ để xây dựng điện tốn đám mây cách ảo hóa phần cứng tiêu chuẩn vận hành loạt chức mạng / dịch vụ mạng dựa phần mềm  Virtualized RAN: Một công nghệ để tập trung ảo hóa DU (Digital Unit) trạm gốc thành đám mây dựa phần cứng tiêu chuẩn xử lý tín hiệu RAN thời gian thực  SDN phối hợp: Quản lý hiệu quản lý vòng đời dịch vụ mạng dựa phần mềm từ nhà cung cấp dịch vụ mạng tập trung thống Ngoài ra, kiến trúc mạng 5G dự kiến trở nên phẳng để đáp ứng yêu cầu linh hoạt, khả mở rộng, xử lý lưu lượng hiệu độ trễ mức milisecond vv Kiến trúc cần Edge Cloud dạng Micro Data Center chức dịch vụ mạng phân phối cho Edge Cloud quản lý hiệu phương pháp dàn xếp tích hợp đầu cuối Trong hội tụ với liệu lớn công nghệ phân tích, orchestration cung cấp sở cho dịch vụ NI (Network Intelligence) / BI (Business Intelligence) 3.1.5 Mạng thơng minh tối ưu hóa mạng dựa phân tích 22 Phân tích liệu: Một cơng nghệ để cung cấp nhìn sâu sắc tượng liệu cụ thể cách so sánh nhanh chóng khơng gian đa chiều, phân tích suy diễn lượng lớn liệu đa chiều / khơng có cấu trúc Mạng lưới thơng tin phân tích: Một cơng nghệ để tối ưu hóa hoạt động hiệu suất mạng sử dụng thông tin hiệu suất, nhật ký, lưu lượng vv, thu thập từ thiết bị mạng khác SON (Mạng tự tổ chức) dựa phân tích: Một cơng nghệ hoạt động mạng để tự động phát bất thường, tối ưu hóa thực biện pháp cần thiết cách phân tích liệu lớn tạo từ mạng không dây thời gian thực Gần mạng viễn thông trở nên thông minh hội tụ với công nghệ công nghệ phân tích, liệu lớn với tốc độ nhanh hơn, xu hướng tiếp tục hệ thống mạng 5G Do đó, tối ưu hóa việc quản lý mạng tổng thể bao gồm hoạt động, hiệu bảo mật phân tích thời gian thực liệu thu thập từ mạng, người dùng đối tượng khác Từ phân tích liệu dựa OAM (Operation and Management) trước đó, phương pháp phân tích liệu phát triển thành "phân tích liệu lớn" sử dụng nhật ký hệ thống liệu thu thập từ thiết bị với chẩn đốn xác ngun nhân, hoạt động, điều hành, quản lý trì hệ thống nào, công nghệ chuyển sang mơ hình phân tích liệu nhanh để phân tích thời gian thực SON ITM (Quản lý Lưu lượng Thơng minh) ví dụ điển hình Các công nghệ phát triển để phục hồi lỗi dự đoán lỗi tự động kiểm tra tối ưu hóa hệ thống 5G cung cấp cho người dùng dịch vụ tối ưu môi trường mạng phức tạp thông qua quản lý lưu lượng tối ưu hóa đường dẫn Với nhu cầu ngày tăng dịch vụ cá nhân, công nghệ nhận diện trí tuệ thời gian thực trở nên quan trọng cung cấp thơng tin cá nhân cách nhận diện môi trường xung quanh bao gồm mặt, đối tượng, trò chuyện, âm với cơng nghệ Context-Aware suy diễn xác nhu cầu người dùng Ngồi ra, cơng nghệ dịch vụ orchestration API mở mở cánh cửa cho tảng hệ sinh thái cho phép phát triển dịch vụ mở, hợp tác tự động hoá 23 3.2 Dịch vụ cung cấp 5G Trong chương này, đồ án thảo luận dịch vụ 5G khác ứng dụng 5G tạo dựa tiến triển cơng nghệ 3.2.1 Hình ba chiều dịch vụ gọi 3D hologram Hiện tại, dịch vụ gọi điện video độ nét cao (HD) dịch vụ thoại âm chất lượng cao sử dụng rộng rãi 4G Tuy nhiên, gọi video thoại có số cách để mang lại cho người dùng giống họ nói chuyện trực tiếp Tương lai 5G có bước tiến lớn phát triển giác quan, để cung cấp trải nghiệm giao tiếp thực tế cho người dùng, cho phép họ cảm thấy thể người khác bên cạnh họ Như vậy, mạng 5G có khả truyền thơng cực nhanh, hình ảnh có độ phân giải cao 4K-UHD cung cấp gấp lần độ phân giải UHD 8K-UHD, mở rộng sang hình ảnh 3D dịch vụ ba chiều Hình 3.3 cho thấy dung lượng liệu độ phân giải hình ảnh Cùng với chất lượng hình ảnh cải thiện, dịch vụ tương tác thời gian thực tùy chỉnh hỗ trợ năm giác quan dạng đa phương tiện dự kiến thực Trong trường hợp dịch vụ truyền trực tuyến độ nét cao, dịch vụ streaming nội dung đa phương tiện UHD theo thời gian thực đáp ứng nhu cầu xem buổi hòa nhạc kiện thể thao theo góc nhìn khác trở thành xu hướng 24 Hình 3.3 Khối lượng liệu yêu cầu theo loại hình ảnh 3.2.2 Dịch vụ AR / VR hấp dẫn quy mô lớn Một dịch vụ không xa lạ thời điểm tại, nội dung AR / VR thu thập tạo sẵn người dùng tái sử dụng Nhưng kỷ nguyên 5G, dịch vụ tương tác thời gian thực Nghĩa nội dung AR VR thu phát Tuy nhiên, mạng 5G tương lai thu thập thông tin cảm biến khác bao gồm hình ảnh, liệu chiều sâu 3D, quay hồi chuyển, vv thời gian thực từ thiết bị khác điện thoại thông minh, xe hơi, camera quan sát, công 25 suất siêu cao, thời gian thực kết nối masive Bằng cách nhận chúng theo thời gian thực thơng qua phân tích số liệu trình bày thơng tin xử lý tối ưu hóa theo mục đích sử dụng sở thích người dùng thơng qua hình khác nhau, cung cấp trải nghiệm người dùng kết hợp với thực tế thời gian thực Dịch vụ AR quy mô lớn liên quan đến việc nhận dạng đối tượng khác mốc / tịa nhà, sản phẩm, áp phích mơi trường xung quanh người sử dụng dựa điện toán đám mây thời gian thực xử lý phương tiện thơng tin có liên quan chất lượng cao bao gồm (U)HD audio / video 3D theo người sử dụng truyền tải chúng đến thiết bị để cung cấp thực tế gia tăng Công nghệ VR dựa 5G dự kiến cho phép 'dịch vụ triển lãm nhập vai', theo tác phẩm, hình ảnh, phương tiện, đồ tạo tác trưng bày bảo tàng hay show diễn xem trực tiếp nhà cảm giác đứng bảo tàng hay show diễn Người dùng cần trả tiền trước xem thiết bị VR với hình ảnh âm 3D chí 7D Ngồi ra, “dịch vụ chăm sóc hàng ngày AR”, theo số lượng loại thực phẩm tủ lạnh thời hạn sử dụng ln hiển thị 3.2.3 Dịch vụ trễ cực thấp Các hoạt động khơng thể thực mạng có dây hạn chế khơng gian, thay vào dịch vụ điều khiển từ xa có độ trễ thấp Ví dụ, dịch vụ kiểm sốt robot điều khiển từ xa, nhờ robot triển khai địa điểm xây dựng nguy hiểm để thay cho cho người, điều khiển từ xa không dây phản ứng nhanh thay đổi mơi trường dựa hình ảnh thơng tin có độ phân giải cao theo thời gian thực Ở đây, truyền thơng D2D sử dụng cách triệt để, nơi thiết bị đầu cuối gần (robot điều khiển từ xa gần nhau) Trong quản lý, điều khiển mạng liên lạc trực tiếp mong đợi Do đó, cơng nghệ khác bao gồm truyền thông D2D giảm thiểu tương tác trung gian không cần thiết với mạng thiết bị để giảm độ trễ đầu cuối 26 Hình 3.5: Ví dụ robot cứu hộ điều khiển từ xa Một vấn đề tương tự điều trị bệnh nhân nơi xa xôi, nơi bác sĩ dễ dàng ghé thăm robot Nhiều dịch vụ chăm soc y tế hay phẫu thuật điều khiển từ xa có độ trễ thấp tích cực sử dụng Bệnh nhân cần đến trạm y tế gần có trang thiết bị đại Sau đó, bác sĩ thơng qua robot hình ba chiều tiến hành khám chữa bệnh cho bệnh nhân Dịch vụ kết nối tơ ví dụ điển hình sử dụng độ trễ thấp 5G phép tự động lái xe dựa nhận dạng hình ảnh truyền thông V2V (Vehicle to Vehicle - Xe đến xe) hay V2I (Vehicle to Infrastructure - Xe đến sở hạ tầng) Đồng thời gửi báo động tai nạn thơng tin tình trạng đường xây dựng sở hạ tầng an toàn giao thông thông minh hỗ trợ giao tiếp gần trường thiết bị đầu cuối trường hợp mạng kết nối Cuối cùng, cải tiến thực dịch vụ thơng tin giải trí ơtơ thực tế ảo, trò chơi 3D, gọi điện 3D… 27 Hình 3.6: Các dịch vụ xe kết nối 3.2.4 Dịch vụ thơng minh dựa phân tích liệu Sự kết hợp 5G công nghệ liệu lớn vượt xa việc đơn giản cung cấp thông tin dịch vụ điều hướng, hướng dẫn nơi ăn uống tốt nhất, đưa khuyến nghị sản phẩm dịch vụ để làm cho sống hàng ngày trở nên tiện lợi thoải mái Ngồi ra, lồng ghép vào sống người dân thông qua dịch vụ cá nhân để có sống thơng minh giúp tiết kiệm thời gian chi phí Cơng nghệ cơng nghệ phân tích liệu kỷ nguyên 5G phát triển thành dịch vụ trí tuệ nhân tạo cung cấp dịch vụ liên quan không nhận thức tình hình mà cịn dự đốn tương lai với xác suất cao biện pháp phịng ngừa thích hợp cho thuận tiện an tồn người dùng Ví dụ, AI (trí thơng minh nhân tạo) việc kết hợp phân tích liệu công nghệ nhận diện bối cảnh áp dụng chúng vào hệ thống 5G Dịch vụ nhận thức tình thời gian thực qua thơng tin cung cấp thông qua nhận thức môi trường xung quanh bao gồm khn mặt, đối tượng, trị chuyện, âm thanh, sử dụng công nghệ nhận thức học tập suy diễn xác tình hình nhu cầu người sử dụng Cụ thể hơn, loạt thiết bị đầu cuối đeo được( Smart Glass, Badge Camera, nằm thể loại IoT thu thập số lượng lớn liệu thời gian thực Các liệu khác bao gồm hình ảnh có độ phân giải cao gửi tới lưu trữ đám mây dung lượng cao Sau đó, thơng qua phân tích liệu, kỹ thuật học sâu trí tuệ nhân tạo 28 điện tốn đám mây, thơng tin mơi trường xung quanh người dùng mặt, trò chuyện, âm thanh, đối tượng, vị trí, vv trở nên có sẵn thời gian thực dựa ngữ cảnh suy Do ngữ cảnh làm sở cho việc suy nhu cầu người dùng, cho phép cung cấp thông tin tùy chỉnh cho người dùng (ví dụ: AR, âm thanh, video, v.v.) thời gian thực khơng chậm trễ 3.2.5 An tồn cơng cộng dịch vụ cứu trợ tai hoạ Trong mạng 5G giống mạng 4G-LTE, cho phép giao tiếp nút dịch vụ tạo cấu trúc lệnh thống khả giao tiếp giúp thu thập gửi nhiều liệu tai nạn, thảm hoạ cách sử dụng cảm biến, camera micrơ Ngồi ra, thơng tin phân tích xác nhận dạng thiên tai khả tiên đốn đạt thơng qua phân tích liệu cách kết nối cảnh xảy truyền tải lưu lượng truy cập với sở liệu hãng vận chuyển phủ có Và cách liên kết với cơng nghệ đo vị trí, cung cấp dịch vụ khác biệt theo dõi tình thảm họa dịch vụ hướng dẫn thoát hiểm 3.3 Những thách thức tương lai công nghệ 5G 3.3.1 Thách thức cơng nghệ mạng 5G Những lợi ích mạng 5G mang lại lớn Mặc dù vậy, số vấn đề cần phải giải trước cơng nghệ 5G trở thành thực Đó sẵn sàng băng tần thách thức mặt công nghệ, chẳng hạn làm để tạo kiến trúc mạng gia tăng lượng liệu truyền tải cao tốc độ truyền tải liệu cần thiết để chứa nhiều người dùng hệ thống mạng Theo thống kê, từ đến năm 2020 số lượng thiết bị thơng minh tăng nhanh cách chóng mặt, có đến 50 tỷ thiết bị kết nối với mạng di động Với tăng trưởng nhanh chóng vậy, đồng nghĩa với lượng liệu cần chia cao gấp 1.000 lần tốc độ truyền tải nhanh từ 10 đến 100 lần tốc độ mạng Bên cạnh đó, việc hỗ trợ đa dạng nhiều tảng thiết bị, dịch vụ ứng dụng sử dụng băng tần khác thách thức chờ đón 5G Mạng di động tương lai trở thành mạng “Internet” khơng kết nối người với người mà cịn người với máy móc, thiết bị Vì chúng 29 cần phải đáp ứng yếu tố quan trọng QoS (Quality of Service), tính bảo mật độ tin cậy Để trở thành thực, công nghệ 5G cần có khả đáp ứng tốc độ truyền tải vào khoảng 10 Gb/giây, tương tự mạng cáp quang xử lý hết nội dung đa phương tiện truyền thông ảo với độ phân giải siêu nét Để hỗ trợ ứng dụng thực tế ảo video độ phân giải siêu nét, tốc độ truyền liệu buộc phải đạt mức tối thiểu Gb/giây cao Bên cạnh đó, dịch vụ đám mây di động lại đòi hỏi tốc độ truy suất cao lên đến 10 Gb/giây Ngồi băng thơng cực lớn, tương tự mạng cáp quang nay, thời gian đáp ứng độ trễ mạng 5G phải mức thấp với đơn vị tính nhỏ mms (mili giây) đạt yêu cầu hỗ trợ thiết bị di động thời gian thực, ứng dụng thiết bị liên lạc phương tiện với Mạng 5G cịn hỗ trợ cơng nghệ truy cập sóng radio khác nhau, để đảm bảo dịch vụ thơng suốt thời gian lần chuyển mạch không vượt 10 mms Với 50 tỷ thiết bị IoT xuất thị trường vào năm 2020, tương ứng với số lượng người dùng kết nối vào mạng di động đồng nghĩa với hàng tỷ hay chí hàng trăm tỷ ứng dụng kích hoạt ln trạng thái hoạt động (always-on) rõ ràng với băng thông đáp ứng 3.3.2 Tương lai cơng nghệ mạng 5G Điển hình Samsung vừa kết hợp với trường đại học New York để tự tìm hướng riêng Huawei cho biết đầu tư khoảng 600 triệu USD cho hoạt động nghiên cứu phát triển (R&D) công nghệ 5G đến năm 2018 tham gia vào số dự án nghiên cứu công nghệ 5G EU phối hợp xây dựng Trung tâm Sáng tạo 5G (5G Innovation Center - 5GIC) Anh quốc nhằm xây dựng hệ thống tiêu chuẩn thống cho mạng 5G phạm vi toàn cầu Theo Osseiran, nhà nghiên cứu cao cấp Ericsson kiêm điều phối viên dự án METIS thành lập trường đại học phối hợp cơng ty tài châu Âu để tìm giải pháp tối ưu cho mạng 5G) METIS cho biết xem xét công nghệ khác nhau, bao gồm kỹ thuật điều chế mã hóa liệu mới, quản lý can thiệp tốt hơn, mạng lưới liên lạc nhiều chặng (multi-hop) thiết kế thiết 30 bị truyền nhận liệu tiên tiến Osseiran mạnh đặc thù mạng 5G sử dụng kết hợp nhiều hệ thống khác cơng nghệ sóng milimeter Samsung phần nhỏ Kết luận hướng phát triển Công nghệ 5G phổ biến xu đảo ngược phạm vi toàn cầu Hiện chưa khai thác tối đa tốc độ mạng 4G 5G không bước nhảy vọt tốc độ mà mang đến khả kết nối rộng hơn, độ trễ thấp Các kế hoạch triển khai 5G thực riết phải thêm vài năm cơng nghệ phổ biến phạm vi toàn cầu Người dùng hưởng lợi từ tốc độ kết nối siêu tốc đối mặt với thực trạng giá bán thiết bị cao hóa đơn sử dụng liệu di động họ tăng theo Công nghệ mạng 5G hứa hẹn đem lại thay đổi lớn cho ngành công nghiệp dịch vụ thông tin di động Sự thay đổi mạng 5G không đơn cải thiện tốc độ liệu mà thay đổi vị trí, vai trị thơng tin di động việc cung cấp dịch vụ ứng dụng công nghệ Với kết nghiên cứu triển khai thử nghiệm công nghệ 5G cho thấy nỗ lực tinh thần hợp tác lớn quan quản lý, tổ chức quốc tế, viện nghiên cứu, nhà khoa học doanh nghiệp q trình thực hóa tầm nhìn mạng thông tin di động 5G, nhằm hướng tới 31 giới thông minh hơn, sống đơn giản thứ kết nối hiểu biết lẫn Đi kèm với công nghệ kỹ thuật tương ứng tiêu biểu Dựa kỹ thuật 4G cần nâng cấp lên để hỗ trợ cho 5G số kỹ thuật để đáp ứng cho dịch vụ IoT Tuy nhiên, kỹ thuật có nhược điểm chung tính phức tạp việc xử lý lượng tín hiệu khổng lồ thiết kế phần cứng cho hợp lý mặt chi phí kích thước nhỏ gọn Ngồi đề cập dịch vụ tiên tiến mà có 5G đáp ứng nổi, đặc biệt dịch vụ IoT Bên cạnh đó, tài nguyên phổ tần số vấn đề cần phải quan tâm Việt Nam cần nghiên cứu xác định dải tần số mong muốn hệ thống thông tin di động triển khai vào năm tới 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://bkaii.com.vn/tin-tuc/tin-nganh/103-khai-niem-co-ban-ve-1g-2g-gsm2-5g-gprs-3g-4g [2] Tìm hiểu mạng 5G- tảng di động tương lai( 2019), Hồng Anh, https://quantrimang.com/tim-hieu-ve-mang-5g-nen-tang-di-dong-tuong-lai-115356 [3] Tech.vn, http://netnam.vn/index.php/ko/tin-tuc/diem-bao/52-bao-chi-noi-vnetnam/537-mang-5g-la-gi-nhung-dieu-ban-chua-biet.html [4] https://www.dienmayxanh.com/kinh-nghiem-hay/mang-5g-la-gi-co-nhunguu-diem-gi-so-voi-4g-1135758 [5] Đỗ Dương, 01/2019, https://congnghe.tuoitre.vn/nhung-nuoc-nao-tren-thegioi-da-co-mang-5g-20190123144337892.htm [6] Trọng Đạt, 09/2019, https://vietnamnet.vn/vn/cong-nghe/vien-thong/song-didong-5g-da-co-tai-viet-nam-toc-do-tuong-duong-nha-mang-my-526689.html [7]https://www.tutorialspoint.com/5g/5g_quick_guide.htm [8]https://kjngson.wordpress.com/2016/06/03/nghien-cuu-su-phat-trien-vacuoc-cach-mang-cua-mang-5g/ [9] https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2017/07/5G-PPP-5G-Architecture- White-Paper-2-Summer2017_For-Public-Consultation.pdf [10]https://5g.co.uk/white-papers/sk-telecom-5g-whitepaper/ [11]https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/opb/tut/T-TUT-IMT-2017-2020-PDFE.pdf 33 ... tai hoạ 29 3.3 Những thách thức tương lai công nghệ 5G 29 3.3.1 Thách thức công nghệ mạng 5G 29 3.3.2 Tương lai công nghệ mạng 5G 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 LỜI... công nghệ 5G trở nên cam go Báo cáo gồm chương: Chương 1: Tổng quan công nghệ mạng Chương tìm hiểu kiến thức hệ mạng, tảng cách thức 5G; ưu điểm, nhược điểm tình hình phát triển, triển khai 5G. .. thứ 5 (5G) Mạng 5G hệ công nghệ truyền thông di động sau hệ 4G Theo nhà phát minh, mạng 5G có tốc độ nhanh khoảng 100 lần so với mạng 4G nay, giúp mở nhiều khả hấp dẫn Theo lý thuyết mạng 5G đạt