Các công nghệ ăn theo 5G

Công nghệ thông tin di động 5G được Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU-R) phê chuẩn tên gọi chính thức là IMT-2020 (vào năm 2015). Sau nhiều năm nghiên cứu và thiết lập tiêu chuẩn, công nghệ 5G bước đầu được triển khai ở một số nước châu Á và khu vực Bắc Mỹ. Dù mang lại nhiều ích lợi, nhưng công nghệ mới cũng có không ít rủi ro cho con người và môi trường tự nhiên.

Bước tiến nhảy vọt 

5G - tên gọi khác của intertnet di động thế hệ thứ năm - được mong đợi sẽ là một nền tảng 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 về mặt 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.

Với sự hỗ trợ đa dạng, người dùng có thể kết nối cùng lúc với nhiều thiết bị qua mạng không dây và dễ dàng chuyển đổi qua lại một cách nhanh chóng mà không gặp phải bất kỳ trở ngại nào. Không những vậy, mạng 5G còn giúp cho tốc độ đăng tải và tải về dữ liệu trên điện thoại nhanh hơn gấp 20 lần so với mạng 4G.

Tại Thế vận hội mùa Đông Olympic Pyeongchang 2018 tổ chức tại Hàn Quốc, những màn trình diễn và trải nghiệm với sự hỗ trợ của phiên bản sơ khai của 5G, nhưng đã cho thấy một minh chứng rõ nét về tiềm năng của công nghệ này trong việc giải quyết các thách thức kết nối mọi lúc, mọi nơi và kết nối vạn vật. Các thử nghiệm đã cho phép các chương trình phát sóng HD từ các máy quay trực tiếp trong các cuộc thi trượt tuyết với tốc độ lên đến 150km/giờ.

Tờ The Economist mô tả hệ thống liên lạc thế hệ mới này sẽ mang đến cho người dùng khái niệm về năng lực vô hạn như: vạn vật kết nối, ô tô hoàn toàn tự lái, điện thoại hình nổi 3 chiều... Trong tương lai, 5G sẽ là thế giới kết nối di động vô cùng tuyệt vời với tốc độ tải xuống và tải lên đều nhanh hơn rất nhiều. Chất lượng cuộc gọi video cũng tốt hơn, nhất là khi di chuyển.

Thời lượng pin của thiết bị cũng tốt hơn do mạng 5G có nhiều công nghệ tối ưu cho việc này. 5G sẽ là mảnh đất màu mỡ cho thực tế ảo, thực tế tăng cường, các ứng dụng theo thời gian thực. Công nghệ 5G còn có thể giúp bạn quan sát trận thi đấu thể thao với một góc 3600 trong thời gian thực, tức là không có độ trễ.

Rất nhiều dữ liệu đã được chuyển tới kính thực tế ảo chỉ trong vòng vài mili giây. Hoặc khi giao thông hỗn loạn, những chiếc ô tô đi sai đường, nhưng với sự giúp đỡ của công nghệ 5G, giao thông sẽ lưu thông trôi chảy trở lại.

Với những ưu điểm nổi trội như vậy, công nghệ 5G hứa hẹn sẽ là một ngành kinh doanh màu mỡ. Dự báo tới năm 2020, toàn thế giới sẽ có khoảng 1.500 tỷ USD được đầu tư vào công nghệ này. Theo đánh giá của IHS (công ty hàng đầu về thu thập thông tin và đánh giá thị trường toàn cầu), tiềm năng kinh tế của 5G được thể hiện qua hàng hóa và dịch vụ là 12.000 tỷ USD vào năm 2035, vượt qua GDP của nhiều quốc gia phát triển.

Cuộc chiến cam go

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.

Các chuyên gia cho rằng, vẫn còn hàng loạt vấn đề cần phải được giải quyết trước khi công nghệ 5G có thể trở thành hiện thực. Đó là sự sẵn sàng của băng tần và các thách thức về mặt công nghệ, chẳng hạn như làm thế nào để tạo ra các kiến trúc mạng có thể gia tăng được lượng dữ liệu truyền tải cao hơn và các tốc độ truyền tải dữ liệu cần thiết để có thể chứa được nhiều người dùng hơn trên hệ thống mạng.

Các thiết bị kết nối mạng viễn thông luôn phụ thuộc vào các tháp phát sóng để có thể giữ kết nối mọi lúc mọi nơi. Tuy nhiên, vấn đề của những tháp phát sóng này là không thể bảo đảm độ phủ sóng đồng đều ở mọi khu vực. Sẽ có những khu vực có sóng mạnh, khu vực có sóng yếu, thậm chí có khu vực sẽ bị mất sóng, tùy vào địa hình và các kiến trúc xung quanh.

5G sẽ sử dụng các trạm phát sóng cỡ nhỏ, có thể được đặt ở rất nhiều địa điểm khác nhau như trên cột điện, trên nóc các tòa nhà cao tầng, thậm chí là cả trên những chiếc đèn đường. Càng có nhiều trạm phát sóng, chất lượng hoạt động của mạng sẽ càng ổn định và mạnh mẽ hơn.

Quan trọng hơn, các trạm phát sóng cỡ nhỏ này sẽ tiêu thụ ít điện năng, nhờ vậy mà việc lắp đặt và duy trì chúng trong một thời gian dài cũng sẽ đơn giản hơn rất nhiều lần. Những trạm phát sóng cỡ nhỏ này sẽ kết hợp với nhau tạo thành một mạng lưới rộng lớn bao phủ khắp mọi nơi, do đó vấn đề mất sóng cũng sẽ không còn là nỗi lo như trước đây nữa.

Hầu hết các thiết bị đều hoạt động trên một băng tần sóng cố định trên dải tần. Thông thường, smartphone và các thiết bị điện tử khác hoạt động ở dải tần dưới 6GHz, nhưng đây cũng chính là một vấn đề nan giải. Bởi lẽ, với sự phổ biến của các thiết bị thông minh cũng như các thiết bị viễn thông khác hoạt động ở tần số dưới 6GHz đã khiến cho dải tần này dần bị quá tải. Chính vì lý do này, việc mở rộng phạm vi hoạt động của các thiết bị ra các tần số khác trở thành ưu tiên hàng đầu.

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách phát ra các bước sóng ngắn hơn, hay còn được gọi là sóng milimet. Sóng milimet sẽ hoạt động trong dải tần số 30-300GHz, vốn chưa bao giờ được sử dụng, do đó băng thông cũng sẽ rộng rãi hơn rất nhiều. Tuy nhiên, sóng milimet cũng tồn tại rất nhiều nhược điểm, như không thể xuyên qua các vật thể như tòa nhà, cũng như dễ bị hấp thụ bởi cây cối, thậm chí là bởi mưa. Để vượt qua rào cản này, phương án chính là lắp đặt các trạm phát sóng cỡ nhỏ với số lượng cực lớn, để đảm bảo tình trạng mất sóng sẽ không bao giờ xảy ra.

Thông thường, các trạm phát sóng 4G sẽ hỗ trợ 10-12 port cho ăng-ten để xử lý các tín hiệu viễn thông. Trong khi đó, các trạm phát quy mô lớn dùng cho 5G sẽ hỗ trợ hơn 100 port. Tuy nhiên, giống như nhiều công nghệ mới khác được áp dụng cho 5G, việc ứng dụng các trạm quy mô lớn cũng sẽ tồn tại hạn chế. Khi hỗ trợ quá nhiều port tín hiệu sẽ bị phân tán đa hướng, dẫn đến chất lượng tín hiệu bị giảm đi. 

Theo thống kê, từ nay đến năm 2020 số lượng các thiết bị thông minh sẽ tăng một cách chóng mặt, với khoảng hơn 50 tỷ thiết bị internet vạn vật được kết nối với mạng di động. Điều này đồng nghĩa với hàng tỷ hay thậm chí hàng trăm tỷ các ứng dụng được kích hoạt và luôn ở trạng thái hoạt động với lượng dữ liệu cần chia sẻ cao gấp 1.000 lần, tốc độ truyền tải cũng phải nhanh hơn từ 10 - 100 lần tốc độ mạng hiện nay thì rõ ràng với băng thông hiện nay là chưa thể đáp ứng nổi. 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 thách thức đang chờ đón 5G.

Hiện trong cuộc đua triển khai thế hệ mạng di động 5G, Trung Quốc và Mỹ đang là những nước đầy tiềm năng, trong khi Liên minh châu Âu (EU) lại đang bị tụt lại phía sau. Mặc dù EU đã cam kết dành 700 triệu EUR cho nghiên cứu công nghệ 5G để đảm bảo vai trò đi đầu của châu Âu trong các lĩnh vực viễn thông. Tuy nhiên, các quy định cứng nhắc của EU về cạnh tranh đã khiến các nhà cung cấp dịch vụ mạng chùn bước, chưa dám mở rộng mạng 5G.

Rủi ro không nhỏ

Tác động của 5G đến tế bào, đặc biệt là với sự phát triển của nghiên cứu liên quan bức xạ điện thoại di động với ung thư và các kết cục sức khỏe bất lợi khác, rất được mọi người quan tâm.

Bức xạ từ điện thoại di động và tháp di động đã được liên kết với ung thư não. Loại bức xạ phát ra từ điện thoại di động, tháp di động và các thiết bị liên quan được gọi là bức xạ điện từ, thường được viết tắt là EMF hoặc EMR. Để đạt được tốc độ như 5G hàng ngàn trạm phát sẽ hoạt động suốt ngày đêm, gây ra các rủi ro của bức xạ EMR và nguy cơ tiềm tàng đối với sức khỏe con người.

Tại Mỹ, các báo cáo sức khỏe từ một nhóm nhân viên cứu hỏa ở San Francisco, Mỹ, được công bố cho thấy họ đã trải qua một loạt các tác dụng phụ bất thường - sau khi thiết bị 5G được lắp đặt trong và xung quanh trạm chữa cháy. Các triệu chứng được báo cáo bao gồm các vấn đề về trí nhớ và sự nhầm lẫn. Các nhân viên cứu hỏa nói rằng các triệu chứng chỉ dừng lại sau khi họ di chuyển đến trạm chữa cháy khác mà không cần các thiết bị 5G gần đó.

Tại châu Âu, EU đã tài trợ cho Tổ chức Eklipse nghiên cứu về sự đa dạng sinh học và hệ sinh thái có thể bị ảnh hưởng như thế nào từ các chính sách công nghệ. Eklipse đã xem xét môi trường bị tác động ra sao với hơn 97 nghiên cứu về bức xạ điện từ. Kết quả là cơ quan này đã khẳng định sự nguy hại của bức xạ EMR đối với sức khỏe động vật, nhất là khả năng định hướng của chim và côn trùng. Nhiều loài chim và côn trùng di cư bị sóng vô tuyến làm cho mất phương hướng, thậm chí sự trao đổi chất ở các loài động vật này còn có thể bị phá vỡ.

Tổ chức từ thiện Buglife của Anh cũng chung một kết luận, môi trường sẽ bị tác động nghiêm trọng bởi các kế hoạch lắp đặt trạm tín hiệu 5G. Buglife đưa ra gợi ý để giảm bớt tình trạng này, các trạm tín hiệu không nên đặt cạnh đèn đường vì các côn trùng thường hay bị thu hút bởi ánh sáng. Buglife cũng kêu gọi thế giới cần nghiên cứu thêm về vấn đề này. Giám đốc điều hành của Buglife Matt Shardlow khẳng định: “Chúng ta áp dụng giới hạn cho tất cả các loại ô nhiễm để bảo vệ môi trường sống, nhưng ngay cả ở châu Âu, giới hạn an toàn của bức xạ điện từ vẫn chưa được xác định”.

Nguồn SGGPO