Sự khác nhau giữa 2 băng tần mạng 5G: mmWave vs Sub-6GHz, Việt Nam chưa biết sẽ dùng băng tần nào?

Về cơ bản, 5G thì vẫn là 5G, tuy nhiên nó chia làm 2 dải tần khác nhau: 5G sub-6GHz (còn viết tắt là sub-6), và mmWave (milimeter wave). Sự khác biệt của hai anh bạn này đến từ tần số hoạt động của nó, và tùy quốc gia mà 5G có thể được triển khai ở một hoặc cả hai dải tần nói trên.

Tần số cao hơn có nghĩa là tốc độ nhanh hơn

Dải tần mmWave kéo dài từ tần số 30GHz đến 300GHz, tức là nằm giữa sóng vi ba và sóng hồng ngoại. mmWave có thể được dùng cho các chuẩn kết nối không dây tốc độ cao, ví dụ như Wi-Fi 802.11ad sử dụng dải tần 60GHz để truyền tín hiệu giữa laptop tới thiết bị nhận. Ủy ban truyền thông liên bang Mỹ (FCC) và nhiều công ty xem mmWave như là cách để đưa 5G tiến vào tương lai, nơi bạn có thể stream video 4K thẳng về điện thoại, nội dung AR VR đều là muỗi so với kết nối di động và là cách để kết nối mọi thứ nhanh chóng.

Trong khi đó, dải sub-6 thì có tần số hoạt động thấp hơn, dưới 6GHz. Hiện tại các chuẩn Wi-Fi mà chúng ta đang xài như 802.11b, 802.11n, 802.11ac... đều sử dụng dải sub-6, chủ yếu xoay quanh hai con số 2,4GHz và 5GHz (lâu lâu bạn đi vài chỗ thấy cùng tên mạng mà có 2 biến thể 2.4 và 5GHz thì chính là nó đó). Hạ tầng mạng 4G LTE hiện nay cũng hoạt động trong dải sub-6, bao gồm các băng tần 600MHz, 700MHz, 800MHz và 1200MHz. Ở Việt Nam chúng ta, các nhà mạng Mobifone, Viettel và Vinaphone đang dùng băng tần LTE band 3 1800 MHz. Mới tháng 9 nghe nói họ được cấp thêm băng tần 2300MHz và 2600MHz, không biết đang tiến hành tới đâu rồi.

​

Vấn đề là việc tăng tần số lên càng cao thì khả năng đâm xuyên càng kém đi và khoảng cách truyền ngắn lại, theo Qualcomm thì đôi khi chỉ cần một bàn tay chắn trước điện thoại là đủ để máy không nhận tín hiệu. Còn nếu giảm tần số xuống thì sóng đi được xa hơn, thậm chí phát được nhiều kilomet, nhưng tốc độ truyền tải lại thấp hơn.

Chính vì thế mà 5G mới "bao thầu" hết cả dải tần cao lẫn dải tần thấp, và tùy vào tình huống sử dụng mà nó sẽ chọn dải tần phù hợp. Theo như Qualcomm mường tượng thì mmWave sẽ được triển khai cho khu vực nội thành, nơi có thể dễ dàng lắp nhiều trạm truyền phát sóng (BTS) và đảm bảo tốc độ cao với nhiều thiết bị cùng kết nối. Đi ra xa hơn, ví dụ khu ngoại thành, nhà mạng sẽ chuyển sang dùng dải sub-6. Và xa hơn nữa thì họ sử dụng 4G LTE.

Cả nhà mạng AT&T và Verizon tại Mỹ đang tập trung vào mmWave cho đợt ra mắt 5G đầu tiên của mình, họ chọn hai băng tần 39GHz và 28GHz. Họ sẽ đẩy mạnh việc phát sóng ngoài trời trước (do sóng mmWave đi vào trong nhà không còn tốt, bạn sẽ bị chuyển về 4G), trong nhà thì từ từ sẽ nâng cấp lên tốc độ cao hơn trong thời gian tới.

​

mmWave có nhiều khó khăn

Chỉ vài năm trước, người ta nói rằng việc làm ra chip mmWave tích hợp trong điện thoại không khả thi vì nó quá to, lại không đủ khả năng đâm xuyên nên có làm cách gì cũng không được. Qualcomm nhận thách thức này, và giờ đây họ đã thành công trong việc phát triển modem và ăng-ten 5G tương thích mmWave. Họ làm được điều đó là nhờ vận dụng công nghệ mới và sử dụng các mô hình, thiết kế mới cho chip, đồng thời tìm hiểu và cải tiến nguyên vật liệu làm vỏ điện thoại cũng như cách bố trí ăng-ten. Giờ đây mmWave đã trở thành một phần của 5G.

Một trong những cái khó nhất là làm ăng-ten thu sóng 5G. Khi mới bắt đầu nghiên cứu, hệ thống ăng-ten này to như một cái server, sau đó rút gọn dần dần thành một thiết bị to như điện thoại và đến cuối năm 2018 Qualcomm đã thu nhỏ nó lại bằng đầu ngón út. Bất kì điện thoại nào muốn dùng 5G sẽ cần tích hợp chip Snapdragon X50 với vai trò modem thu nhận, xử lý tín hiệu và một chip ăng-ten với vai trò thu phát sóng.

Nhưng cũng được hỗ trợ nhiều

FCC hiện đang làm việc với các nhà mạng để "mở khóa băng thông di động và tiềm năng của dải tần số không cần đăng kí trện 24GHz". Việc không cần đăng kí sẽ giúp các ứng dụng dân sự của mạng 5G nhanh chóng được triển khai và nhanh chóng thu hái được kết quả tích cực, ảnh hưởng tốt đến người dùng, doanh nghiệp và cả nhà mạng.

Tổ chức Viễn thông Quốc tế (ITU) thì cho biết họ sẽ chia việc nghiên cứu & phát triển 5G thành 2 giai đoạn:

• Giai đoạn đầu kết thúc vào tháng 9/2018: tập trung vào dải dưới 40GHz để giải quyết các vấn đề có thể ảnh hưởng đến việc thương mại hóa 5G. Hiện tại chúng ta đã xong giai đoạn này
• Giải đoạn 2 đã bắt đầu và sẽ kết thúc vào tháng 12/2019: tập trung vào dải trên 100GHz để đạt các yêu cầu do ITU đưa ra về tốc độ cao hơn nữa

Sự khác nhau ở từng quốc gia

Qualcomm nói rằng tại Mỹ đã triển khai cả hai dải tần Sub-6 và mmWave, tuy nhiên chỉ mới ở vài chục thành phố lớn mà thôi. Ở Châu Âu thì Sub-6 đã có, mmWave thì đến nửa sau năm 2019 sẽ xuất hiện. Trung Quốc, Úc thì tập trung chỉ vào Sub-6, trong khi Nhật và Hàn thì hỗ trợ cả hai. Qualcomm nói rằng chip của họ tương thích cả hai dải tần này nên cỡ nào cũng chơi được hết.

Còn tại Việt Nam, chúng ta chưa có thông tin gì về 5G một cách chắn chắn, nên dải tần cũng chưa được đem ra bàn tới.

​

Hiện tại chỉ có mỗi chiếc Motorola Z3 là có thể dùng được 5G nếu gắn thêm một module sau lưng, còn trong thời gian tới 5G sẽ được tích hợp thẳng vào điện thoại cho gọn và dễ quản lý, kiểm soát tốt mức độ tiêu thụ điện. Năm sau sẽ là năm của điện thoại 5G, chúng ta hãy chờ xem sao.