Cuộc chiến giữa hai công nghệ WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave
Access) và 3G LTE (Long Term Evolution) dường như chưa đến hồi kết thúc. Mỗi một cơng nghệ có những thế mạnh và những điểm yếu riêng. Chúng đều là hai ứng cử viên sáng giá cho mạng di động thế hệ thứ 4. Trong bài viết này, trước hết quá trình phát triển của hai cơng nghệ sẽ được tóm lược, kế đó tính cạnh tranh của hai cơng nghệ này sẽ được lần lượt xem xét ở khía cạnh thuần túy kỹ thuật cũng như khía cạnh chiến lược kinh tế.
Đơi nét về WiMAX
WiMAX là tên thông dụng thường dùng để chỉ công nghệ truy nhập không dây băng rộng sử dụng giao diện của chuẩn IEEE 802.16. Gần đầy WiMAX đã được ITU-R chính thức cơng nhận là một chuẩn 3G trong họ IMT-2000. Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với tương lai của WiMAX vì nó sẽ thúc đẩy sự triển khai rộng khắp của WiMAX, đặc biệt trên băng tần 2.5-2.69GHz, để cung cấp dịch vụ Internet băng rộng, bao hàm cả VoIP và nhiều dịch vụ thông qua kết nối Internet.
Trong họ IEEE 802.16 nổi bật nhất là chuẩn 802.16e-2005 với khả năng đáp ứng cả các ứng dụng cố định cũng như các dịch vụ di động, nên còn được gọi là WiMAX di động. Chuẩn này đã và đang được thử nghiệm ở nhiều nước. Hiện tại, WiMAX di động "Wave 2" dùng 2 ăng-ten phát và 2 ăng-ten thu đã cho tốc độ tối đa tầm 75Mbps. Bên cạnh đó, nhóm làm việc IEEE 802.16 đang phát triển phiên bản 802.16j trong đó nghiên cứu triển khai các trạm relay (tiếp sức) bên cạnh các trạm phát sóng BS để sử dụng kênh truyền một cách hiệu quả, tăng tốc độ truyền dẫn và mở rộng vùng phủ sóng.
Nhóm IEEE 802.16 cũng đang nghiên cứu phiên bản 802.16m với mục đích đẩy tốc độ dữ liệu của WiMAX lên hơn nữa trong khi vẫn tương thích với WiMAX cố định và di động đã và đang được triển khai. Phiên bản này theo dự kiến sẽ được hoàn thiện vào cuối năm 2009, như là một bước tiến để vượt trội hơn 3G LTE. Phiên bản 802.16m sẽ vẫn dựa trên kỹ thuật ăng-ten MIMO trên nền công nghệ đa truy nhập OFDMA với số lượng ăngten phát và thu nhiều hơn WiMAX di động « Wave 2 ». 802.16m trang bị 4 ăng-ten phát và 4 ăng-ten thu sẽ có thể đẩy tốc độ truyền lên lớn hơn 350Mbps. Theo dự kiến, WiMAX Release 2 với sự hoàn thiện của 802.16m sẽ hồn thành vào cuối năm 2009 và có thể bắt đầu triển khai dịch vụ từ 2010 (xem hình 1).
Sơ đồ phát triển của cơng nghệ WiMAX
Nói tới WiMax , người ta có thể nghĩ tới rất nhiều giải pháp thay thế mà cơng nghệ này có thể mang lại. Đó chính là khả năng thay thế đường xDSL giúp tiếp cận nhanh hơn các đối tượng người dùng băng rộng mà không cần phải đầu tư lớn. Đặc biệt WiMAX rất hữu ích để cung cấp dịch vụ băng thông rộng ở những vùng xa xôi mà giải pháp ADSL hoặc cáp quang là rất tốn kém. Bên cạnh các dịch vụ cố định, WiMAX còn cung ứng các dịch vụ di động giống như những dịch vụ của mạng 3G : thoại VoIP, internet di động, TV di động…. Trong năm tới 2008, các thiết bị di động mà hiện nay được tích hợp WiFi sẽ được tích hợp WiMAX. Đối với các thiết bị cũ sẽ cần phải trang bị thêm thẻ PCMCIA WiMAX, hoặc usb WiMAX để có thể kết nối băng rộng của
So sánh công nghệ kỹ thuật dùng trong WiMAX và 3G LTE
So sánh đặc điểm nổi bật của WiMAX và 3G LTE
Hiện tại WiMAX di động Rel 1 (802.16e) đã có đủ sức cạnh tranh về mặt công nghệ so với 3G LTE. Tuy nhiên, nếu nhìn kỹ trên bảng so sánh thì ta thấy cơng nghệ 3G LTE vẫn vượt hơn 802.16e về cả tính năng di động và tốc độ truyền dự liệu. Song, đổi với những nhà phát triển WiMAX thì họ khơng chấp nhận so sánh 3G LTE với 802.16e mà phải là 802.16m (cột thứ 3 trên bảng 1). Nhìn vào đây ta thấy WiMAX di động Rel 2 hứa hẹn những tính năng vượt trội so với 3G LTE.
Ngày nay tất cả đều đóng ý với nhau rằng để đạt được tốc độ dữ liệu cao chỉ có thể nhờ vào cơng nghệ ăngten MIMO và kỹ thuật đa truy cập OFDMA. 3G LTE ra đời muộn hơn WiMAX và nó cũng khơng thể nào khơng dùng MIMO và OFDMA. Do vậy, nếu xét trình bình diện kỹ thuật truyền thơng khơng dây (wireless communication) thì 3G LTE khơng có bất cứ một kỹ nghệ cơ bản nào vượt trội so với WiMAX di động. Nếu nhìn lại bảng so sánh ở trên sẽ thấy điểm khác nhau nổi bật là 3G LTE sử dụng kỹ thuật đa truy nhập SC-FDMA cho đường lên thay vì OFDMA như trong WiMAX.
Song, theo nhiều chuyên gia thì sự khác biệt này lại là một điểm yếu của 3G LTE. Thực tế SC-FDMA cho phép cải tiến PAR (Peak-to-Average power Ratio) tầm 2 dB ở máy phát. Tuy nhiên nó lại gây mất tầm 2-3 dB về hiệu suất (performance) truyền thông trên kênh truyền nhiễu fading ở đầu máy thu. Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy SC- FDMA thực tế cho một hiệu suất trên kênh lên thấp hơn so với OFDMA.
Nhìn chung về mặt kỹ thuật, hai công nghệ WiMAX và 3G LTE dường như ngang tài ngang sức với nhau. Song, công nghệ mạnh nhất, vượt trội nhất đôi khi không phải là công nghệ giành chiến thắng mà một công nghệ thành công là một cơng nghệ phù hợp nhất, hịa hợp nhất. Bây giờ chúng ta sẽ xem xét các khía cạnh khác liên quan đến sự cạnh tranh của WiMAX và 3G LTE trên đường tiến tới mạng di động thế hệ thứ 4.
Cạnh tranh giữa WiMAX và 3G LTE
WiMAX là một khao khát gia nhập vào thị trường thông tin di động của cộng đồng « cơng nghệ thơng tin ». WiMAX là thuật ngữ được bắt đầu nhắc đến từ những năm 2000, với mục đích ban đầu chỉ hướng đến thị trường Internet băng rộng ở các vùng hẻo lánh. Tiếp theo, WiMAX hướng đến cung cấp giải pháp Internet băng rộng di động. Kể từ đó, nó được xem như là một đối thủ cạnh tranh của mạng thông tin di động 3G và bây giờ là 3G LTE. Nếu đặt WiMAX vào vị trí cạnh tranh với mạng thơng tin di động, biết rằng mạng thông tin di động ngày nay có khoảng hơn 2,6 tỉ thuê bao trên thế giới, rõ ràng WiMAX gặp nhiều khó khăn để tìm kiếm thị phần của mình.
Lợi điểm của WiMAX so với 3G LTE là WiMAX đã sẵn sàng để được triển khai dịch vụ rộng khắp : thiết bị mạng WiMAX đã hồn thiện, thiết bị đầu cuối WiMAX sẽ có mặt trong năm tới trong khi đó 3G LTE phải đợi thêm vài năm nữa. WiMAX vừa cung cấp giải pháp cố định vừa cung cấp giải pháp di động băng rộng với chi phí triển khai thấp hơn so với triển khai một mạng 3G/3G LTE hoàn toàn mới. Do vậy, WiMAX thực sự gây được chú ý của các nước đang phát triển mà ở đó mạng 3G chưa có, mạng Internet tốc độ cao bằng cáp xDSL chưa rộng khắp.
So với WiMAX, 3G LTE đã có một cơng nghệ đi trước là 2G, 3G với số lượng thuê bao đã có sẵn. Đây là một lợi thế lớn để triển khai 3G LTE. Đặc biệt các thiết bị di động 3G LTE sẽ tương thích với các mạng thơng tin di động thế hệ trước, do vậy người dùng sẽ có thể chuyển giao dễ dàng giữa mạng 3G LTE với các mạng 2G
GSM/GPRS/EDGE và 3G UMTS đã tồn tại. Điều này cho phép những nhà cung cấp mạng 3G LTE có thể triển khai mạng dần dần cũng giống hệt khi họ nâng cấp mạng 2G lên 3G.
Trong khi đó WiMAX phải triển khai mạng từ con số không. Do WiMAX khơng tương thích với các chuẩn di động khơng dây trước đó nên việc thiết bị đầu cuối WiMAX có được tích hợp với chip 2G/3G hay khơng vẫn cịn là một câu hỏi mở. Nó hồn tồn khơng phải là một câu hỏi về kỹ thuật mà là một vấn đề mang tính chiến lược. Nó tùy thuộc vào tác nhân nào sẽ triển khai mạng WiMAX trong tương lai : nhà cung cấp mạng thông tin di động 2G/3G hiện tại hay một nhà cung cấp mạng WiMAX hoàn toàn mới. Nếu là một nhà cung cấp mạng 2G/3G thì chắc chắn họ sẽ triển khai 3G LTE nếu như WiMAX khơng mang lại lợi ích nào đặt biệt vượt trội so với 3G LTE. Nếu nhà cung cấp chỉ có mạng 2G/2.5G, họ cũng có thể chọn lựa WiMAX như một sự nhảy cốc lên « gần » 4G thay vì đi lên 3G/3.5G rồi 3G LTE.
Như đã phân tích ở trên, việc triển khai 3G LTE từ mạng 3G, 3.5G có sẵn là một con đường dễ dàng. Làm như vậy các nhà cung cấp mạng có thể triển khai 3G LTE dần dần không cần thiết phải đảm bảo một vùng phủ rộng kín. Bên cạnh nhà cung cấp mạng vẫn tận dụng được mạng lõi 3G đã có, tận dụng hệ thống quản lý thuê bao và tính cước có sẵn. Từ này đến khi 3G LTE hoàn thiện và được vào sử dụng, 3.5G có đủ khả năng để đáp ứng nhu cầu dịch vụ băng rộng trước khi WiMAX thực sự chiếm được
một thị phần quan trọng. Và thực tế có thể nhận thấy là các nhà cung cấp mạng 3G/3.5G họ không hề vội vàng trong việc tiến đến 3G LTE. Về khía cạnh kinh tế họ sẽ khơng triển khai 3G LTE trước khi thu lại được vốn và lãi từ việc nâng cấp lên 3G.
Kết luận
Dẫu rằng mỗi người có những nhận định khác nhau, những cái nhìn khác nhau về tính cạnh tranh của hai cơng nghệ này. Có một điều thống nhất là hai cơng nghệ này đã thu hút được một sự quan tâm lớn, tạo được một bước nhảy trong công nghệ thông tin di động khơng dây. Điểm yếu của WiMAX là nó khơng có tính kế thừa từ các hệ thống mạng có sẵn như 3G LTE đơi khi lại trở thành một điểm mạnh vì nó cho phép nhiều tác nhân mới thâm nhập vào thị trường thông tin di động. Sự thâm nhập này sẽ làm tăng tính cạnh tranh, tăng chất lượng dịch vụ và giảm giá cước viễn thông cho người dùng. LTE- Công nghệ tiềm năng cho 4G
Được xây dựng như là một công nghệ 4G hay đặc tả kỹ thuật của mạng di động thế hệ thứ tư, LTE (Long Term Evolution) là thế hệ thứ tư tương lai của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển. LTE được thiết kế để cung cấp các tốc độ dữ liệu nhiều megabit, sử dụng hiệu quả mạng vơ tuyến, giảm trễ, cải thiện tính di động, do đó giúp cung cấp dịch vụ tốt hơn. Sự kết hợp này nhằm tăng cường sự tương tác của người sử dụng với mạng và thúc đẩy nhu cầu về các dịch vụ đa phương tiện di động trong tương lai. Ngoài ra, các cuộc gọi cải tiến LTE cho một chuyển giao tới một mạng lõi toàn IP, “phẳng”, với kiến trúc mạng đơn giản hóa và các giao tiếp mở, làm giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối. Các yêu cầu này được định nghĩa bởi SAE (System Architecture Evolution - Cải tiến cấu trúc hệ thống), được biết như EPC (Evolved Packet Core - Mạng lõi gói cải tiến) - Đặc tả kỹ thuật của 3GPP đối với những thay đổi về cấu trúc mạng lõi gói.
Kiến trúc mạng 3GPP LTE
Mặc dù được ra đời muộn hơn rất nhiều so với WiMAX, nhưng LTE vẫn có những lợi thế quan trọng so với WiMAX, khi được hiệp hội các nhà khai thác GSM chấp nhận là công nghệ băng rộng di động tương lai của hệ di động hiện đang thống trị thị trường di động toàn cầu với khoảng 2,5 tỉ thuê bao (theo Informa Telecoms & Media) và trong 3 năm tới có thể chiếm thị phần đến 89% (theo Gartner) - những con số “trong mơ” đối với WiMAX. Hơn nữa, LTE cho phép tận dụng hạ tầng GSM có sẵn, trong khi WiMAX phải xây dựng từ đầu.
Với những lợi thế đó, các nhà khai thác đã xem xét lại việc triển khai WiMAX và đã có một số nhà khai thác quyết định từ bỏ con đường WiMAX để chuyển sang LTE, đặc biệt trong số đó có hai tên tuổi lớn nhất tại Mỹ là AT&T và Verizon Wireless.
Theo một khảo sát do RCR Wireless News và Yankee Group thực hiện gần đây, có đến 56% nhà khai thác di động chọn LTE, chỉ có 30% đi theo 802.16e. Theo dự đoán của ABI Research, đến năm 2013 sẽ có hơn 32 triệu thuê bao sử dụng các mạng LTE. Hiện nay, ba trong số những nhà khai thác di động lớn nhất thế giới là China Mobile,
Vodafone và Verizon Wireless đã công bố những kế hoạch chấp nhận LTE.
Nếu như phát triển lên LTE là một tất yếu đối với các nhà khai thác GSM/UMTS thì hiện nay nhiều nhà khai thác di động CDMA cũng quyết định phát triển lên LTE. Những thay đổi trong truyền thông di động là sự cải tiến từng bước, và việc triển khai LTE cũng giống như vậy. Đối với các nhà khai thác, việc chuyển đổi từ HRPD (High Rate Packet Data – Dữ liệu gói tốc độ cao) sang LTE sẽ mất một vài năm. Kết quả là các nhà khai thác di động cần tìm kiếm một lộ trình chuyển đổi nhằm tăng cường mạng HRPD hiện tại trong khi nghiên cứu và phát triển các yêu cầu triển khai LTE.