Công nghệ cho cuộc sống trong tương lai, Tốc độ băng rộng đã đạt đến một điểm cao

Tốc độ băng rộng đã đạt đến một điểm cao “ngất ngưởng” gây không ít thách thức cho các nhà cung cấp dịch vụ mạng di động hay cố định trong việc tăng thêm tốc độ để cung cấp dịch vụ 3D và các ứng dụng tiên tiến khác. Tuy nhiên, có những điều mà những nhà cung cấp dịch vụ này có thể làm được, chẳng hạn như kết hợp một vài liên kết trên mạng di động băng rộng và mạng cáp đồng thành một kết nối duy nhất.

Tuy nhiên, tốc độ băng rộng không chỉ phụ thuộc vào các kết nối ở “chặng cuối”. Thiết bị kết nối nhiều người dùng thành một mạng, chẳng hạn, các trạm gốc di động (mobile base station) cũng cần phải được cải tiến để không xảy ra trường hợp “nghẽn cổ chai”. Theo Ericsion, các nhà cung cấp nội dung ngoài việc tăng tốc độ còn phải cung cấp nội dung gần hơn với người dùng mới thu hút lượng người dùng nhanh hơn, sử dụng rộng rãi hơn.

Bên cạnh những cải tiến trên, dưới đây là 4 công nghệ mạng có ảnh hưởng quan trọng trong 2011:

GPON

Việc sử dụng công nghệ PON (passive optical network – mạng quang thụ động) trong mạng băng rộng cố định đã phát triển phổ biến trong vài năm gần đây, mức chi phí thấp hơn so với sử dụng đường cáp quang riêng cho từng hộ gia đình. Công nghệ này chỉ sử dụng một đường cáp quang để chia sẻ cho một số hộ gia đình với khả năng ngang nhau.

Các hệ thống hiện nay có tốc độ tải về khoảng 2,5Gbps, trong khi đó GPON (Gigabit Passive Optical Network) có tốc độ lên đến 10Gbps, tăng gấp 4 lần. Ngoài ra, theo Verizon Communications, GPON cũng hỗ trợ tải lên ở mức tốc độ 10Gbps, cao hơn 8 lần so với các mạng hiện tại. Tốc độ tăng nên hỗ trợ cho nhiều người hơn, băng thông cao hơn.

Theo Huawei, tháng 12/2009, Verizon là hãng đầu tiên thử nghiệm công nghệ này. Sau đó, một số nhà cung cấp khác cũng bắt đầu thử nghiệm, trong đó có France Telecom, Telecom Italia, Telefonica, Portugal Telecom, China Mobile và China Unicom.

Theo phát ngôn viên Alcatel-Lucent, các dịch vụ thương mại chạy trên nền tảng GPON 10G được dự kiến sẽ chính thức ra mắt vào giữa năm 2011. Trong khi đó, nhà mạng tiên phong là Verizon chưa đưa ra bất kì kế hoạch thương mại nào cho đến thời điểm thực hiện bài viết này.

Ngoài việc cung cấp đường truyền băng rộng cho mạng cố định, công nghệ này cũng đang được đưa vào sử dụng trong backhaul (đường truyền kết nối giữa các nhà cung cấp dịch vụ với các trạm phân phối tới người dùng cuối/các trạm phân phối với nhau) di động.

VDSL2

Hiện nay, các công nghệ “họ” DSL vẫn thống trị thế giới băng rộng cố định. Để cho các nhà khai thác tiếp tục sử dụng mạng cáp đồng, các nhà sản xuất thiết bị mạng tiếp tục nỗ lực thêm các công nghệ mới vào VDSL2 để tăng tốc độ tải về lên mức hàng trăm Mbps.

VDSL2 có tốc độ lí thuyết lên đến 250 Mbps, và sẽ suy giảm khi khoảng cách càng xa, chẳng hạn còn 100 Mbps khi ở khoảng cách 0,5 km, 50 Mbps ở khoảng cách 1 km và tiếp tục giảm tương ứng với khoảng cách nhưng vẫn cao hơn so với VDSL thế hệ trước. Và bắt đầu từ khoảng cách 1,6 km tốc độ của VDSL2 sẽ bằng với ADSL2+ (tải về 24 Mbps).

Với mục tiêu hướng đến các dịch vụ truyền hình cùng với thoại và dữ liệu, các nhà cung cấp giải pháp VDSL2 đưa ra các giải pháp DSLAM hiệu quả hơn, QoS được thiết kế với mức cao hơn, từ mức 1-3, giúp các dịch vụ truyền hình làm việc hiệu quả hơn với mô hình VLAN/dịch vụ.

Để tăng tốc độ DSL, các hãng sử dụng một số công nghệ cho VDSL2. Cách hiện nay là gửi lưu lượng (traffic) qua một số cặp cáp đồng cùng một thời điểm (chuẩn DSL truyền thống chỉ gửi qua một cặp cáp đồng). Phương pháp này sau đó sử dụng công nghệ - được gọi là DSL Phantom Mode do Alcatel-Lucent và Phantom DSL của Nokia Siemens - có thể tạo ra một cặp cáp đồng ảo thứ 3 để gửi dữ liệu qua bộ kết hợp của 2 cặp cáp vật lí.

Tuy nhiên, việc sử dụng các công nghệ này cũng tạo ra xuyên âm (crosstalk), một dạng nhiễu làm giảm chất lượng tín hiệu và băng thông. Để tránh điều này, các hãng sản xuất sử dụng công nghệ loại bỏ nhiễu được gọi là vectơ (vectoring). Theo Alcatel-Lucent, công nghệ này có cách hoạt động tương tự như việc loại bỏ nhiễu trên các tai nghe, liên tục phân tích các nguyên nhân gây nhiễu trên các sợi cáp đồng, và sau đó tạo ra tín hiệu mới để loại bỏ nhiễu.

Các sản phẩm đang trong giai đoạn thử nghiệm, dự kiến các dịch vụ thương mại sẽ được công bố vào 2011.

Tương tự GPON 10G, công nghệ này cũng đang được chọn để thay thế cho backhaul di động.

LTE

Hiện nay, LTE (Long Term Evolution) đang được triển khai tại nhiều khu vực, từ châu Âu, châu Á và đến Mỹ. Theo một báo cáo về các kế hoạch của nhà khai thác di động đang triển khai LTE hồi tháng 10/2010 của Hiệp hội các nhà cung cấp di động toàn cầu GSA thì đến khoảng cuối 2011 có khoảng 50 mạng LTE thương mại hóa.

Theo lí thuyết, LTE có tốc độ tải về là 100 Mbps (băng thông 20 MHz). Nhưng tốc độ thực tế thì tùy thuộc vào cách triển khai của từng hãng, từng nhà cung cấp dịch vụ di động. Chẳng hạn, mới đây, Nokia Siemens Networks đã công bố thử nghiệm thành công LTE với tốc độ lên đến 173 Mbps trong môi trường đô thị với nhiều thuê bao cùng lúc trên tần số 2,6 GHz, băng thông 20 MHz. Alcatel-Lucent thông báo đã thử nghiệm thành công LTE với tốc độ tải về đạt 80 Mbps. ZTE cũng cho biết đã trình diễn thành công LTE với tốc độ tải về 130 Mbps. Motorola cũng công bố họ đã hoàn tất thử nghiệm giai đoạn một công nghệ TD-LTE với Bộ Công nghiệp và CNTT Trung Quốc, tốc độ tải xuống thực tế đạt được 80 Mbps. Clearwire (Mỹ) cam kết sẽ cung cấp dịch vụ 4G công nghệ LTE với tốc độ (tải về) từ 20 Mbps đến 70 Mbps...

Với các dịch vụ LTE thương mại đầu tiên, người dùng đều kết nối thông qua modem giao tiếp USB, trừ điện thoại Craft của Samsung cung cấp cho MetroPCS; còn HTC đang có kế hoạch tung ra điện thoại hỗ trợ LTE vào năm nay. Điều này sẽ thay đổi vào năm 2011 khi có điện thoại thông minh và máy tính bảng hỗ trợ LTE. Theo tuyên bố, Verizon Wireless kì vọng rằng các thiết bị cầm tay này sẽ ra mắt vào giữa năm 2011. Còn tại Việt Nam, theo ICTNews, các nhà mạng gồm VNPT, Viettel, CMC, FPT và VTC cũng đang lên kế hoạch thử nghiệm LTE nhưng chưa có thông tin chính thức về thời gian thương mại hóa dịch vụ.

LTE hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển của thuê bao là 0 - 15 km/giờ, hoạt động tốt với tốc độ từ 15 - 120 km/giờ và vẫn duy trì hoạt động khi thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120 - 350 km/giờ (thậm chí 500 km/giờ tùy băng tần). Băng thông (có thể hoạt động với các băng 1,25 MHz; 1,6 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz; 15 MHz và 20 MHz cả chiều lên và xuống) và khu vực phủ sóng của các nhà khai thác tùy thuộc vào việc nắm giữ phổ tần của họ.

LTE cung cấp tốc độ truyền tải cao hơn cho các khu vực đô thị. Tại Đức, chính phủ yêu cầu các nhà khai thác dịch vụ di động tiên phong sử dụng công nghệ này để cung cấp dịch vụ băng rộng cho các khu vực nông thôn.

Bên cạnh tốc độ cao, LTE còn có độ trễ thấp hơn giúp thực hiện các ứng dụng đòi hỏi thời gian thực như VoIP, hội nghị truyền hình, xem phim... được tốt hơn. Việc triển khai sẽ không hề dễ dàng, ngay cả với các nhà khai thác dịch vụ đã và đang tung ra các dịch vụ. Đến 2013, Verizon có kế hoạch phủ toàn bộ mạng 3G bằng LTE. Theo tuyên bố, Telenor (Thụy Điển) cũng có kế hoạch nâng cấp toàn bộ mạng lưới vào 2013.

HSPA+

LTE có thể nhận được nhiều sự quan tâm hơn nhưng 2010 có thêm một “dấu ấn” nữa là HSPA+ (High-Speed Packet Access). Theo GSA, chuyển sang HSPA+ là xu hướng chính trong năm vừa qua vì có hơn 1/5 nhà khai thác dịch vụ di động công bố thương mại hóa HSPA. Trong đó, Telstra (Úc) đã trở thành nhà vận hành mạng đầu tiên tung ra dịch vụ băng thông rộng di động sử dụng HSPA+ ở 42 Mbit/giây, theo một thông báo của hãng hôm 30/8/2010.

Chín nhà khai thác dịch vụ di động, trong đó có Bell Mobility (Canada) và Telstra (Australia) công bố các dịch vụ mới có tốc độ lên đến mức 42 Mbps. Theo Bell Mobility, thực tế, tốc độ tải xuống trung bình khoảng từ 7 Mbps – 14 Mbps. Để có được mức tốc độ này, các nhà khai thác sử dụng công nghệ DC-HSPA+, gửi dữ liệu trên 2 kênh cùng một lúc.

Hơn 30 mạng cam kết và đang triển khai DC-HSPA+ (42 Mbps), trong đó có T-Mobile (Mỹ) công bố dịch vụ vào năm nay. Bên cạnh đó, vào tháng 8/2010 T-Mobile còn công bố chiếc điện thoại có tên là G2, hỗ trợ công nghệ HSPA+.

Dù phiên bản thông thường của HSPA+ (64-QAM) hỗ trợ mức tốc độ tối đa là 21 Mbps nhưng một số nhà khai thác muốn tăng tốc độ HSPA+ lên tới 4 lần. Hiện tại đã có 5 nhà khai thác khác sẵn sàng cam kết mức tốc độ lên đến 84 Mbps, đây là bước phát triển tiếp theo của các mạng HSPA+, dự kiến sẽ xuất hiện trong năm 2011. Đặc biệt, theo các công bố gần đây của Nokia Siemens, HSPA+ thế hệ mới có thể có tốc độ lên đến 670 Mbps.

Một trong những lợi ích lớn nhất của HSPA+ là khả năng tương thích ngược với 3G và các dịch vụ thoại và tin nhắn mà khách hàng ngày nay đang sử dụng rất nhiều. Một số hãng, trong đó có T-Mobile, đang có kế hoạch cho phép người dùng mạng 3G cập nhật lên HSPA+ miễn phí.