Những điều cần biết về mạng di động 4G LTE

15:20, Thứ Hai, 25/01/2016 (GMT+7)

Mạng xã hội, video trực tuyến và thậm chí game online đòi hỏi smartphone của bạn cần kết nối mạng nhanh hơn, băng thông lớn hơn. 4G LTE là mang di động thế hệ mới đang dần đi vào thực tiễn cuộc sống, hứa hẹn mang lại tốc độ nhanh hơn nhiều so với 3G và 2G hiện nay. 

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ mang tới cho bạn đọc những khía cạnh khác nhau của công nghệ 4G và phần cứng liên quan để tận dụng tối đa những lợi thế công nghệ này mang lại cho người dùng.

4G LTE hoạt động như thế nào?

Sự khác biệt đáng chú ý của LTE so với những công nghệ trước chính là thay đổi tần số và băng thông sử dụng. Một lượng lớn băng tần 4G LTE dành cho chuẩn này, được sử dụng tùy thuộc vào mỗi quốc gia và thậm chí cả công nghệ cụ thể của mỗi nhà mạng.

Các tần số được chia thành Frequency Division Duplexing (FDD) và Time Division Duplexing (TDD). Phổ tần của FDD yêu cầu băng thông kép, một dành cho đường lên và một dành cho đường xuống. Trong khi TDD sử dụng một băng tần duy nhất cho cả đường lên và đường xuống tại cùng một tần số nhưng tách biệt thời gian. Có 31 cặp băng tần LTE hoạt động từ 452MHz và 3600MHz và 12 băng tần TDD nằm từ 703MHz đến 3800MHz. Các tần số cao hơn cho phép truyền tải nhanh hơn trong các lĩnh vực xây dựng, trong khi tần số thấp hơn cung cấp khoảng cách phủ rộng hơn nhưng có băng thông hạn chế hơn. Các băng tần cụ thể thường nằm từ 10 và 20MHz để truyền dữ liệu.

FDD là biến thể của LTE thường thấy ở Bắc Mỹ, Châu Âu và một số thị trường Châu Á. Trong khi đó, TDD được sử dụng ở Trung Quốc và Ấn Độ do băng thông rộng hơn cho phép nhiều người sử dụng hơn trong mỗi MHz. Điều đó lý giải vì sao bạn luôn phải cẩn thận để kiểm tra các băng tần LTE và khả năng tương thích nhà mạng khi nhập điện thoại từ các quốc gia khác.

LTE sử dụng 2 đường vô tuyến khác nhau cho đường lên và đường xuống – từ tháp sóng tới thiết bị và ngược lại. Đối với đường xuống, LTE sử dụng OFDMA (Đa truy nhập phân tần trực giao), yêu cầu MIMO. MIMO viết tắt của Multiple Input, Multiple Output, sử dụng hai hoặc nhiều ăng ten để giảm đáng kể độ trễ và tăng tốc độ trong một kênh nhất định. LTE chuẩn có thể chứa tới sắp xếp 4x4 (chữ số đầu chỉ số ăng ten phát và số thứ hai chỉ số lượng ăng ten thu).

Đối với đường lên (từ điện thoại lên tháp sóng), LTE sử dụng tín hiệu SC-FDMA (Đa Truy nhập Phân chia theo Tần số Một Sóng mang).

Tốc độ và LTE-A

Lợi ích lớn đối với người tiêu dùng khi sử dụng 4G LTE là tốc độ tải về nhanh hơn. Mặc dù chất lượng và tốc độ đối với kết nối của bạn rõ ràng sẽ khác nhau dựa trên số lượng người dùng và cường độ tín hiệu, hầu hết mạng 4G LTE cung cấp tốc độ tải về từ 10-20Mbps, theo nghiên cứu mới nhất của OpenSignal. Các quốc gia có tốc độ 4G LTE nhanh nhất tự hào với tốc độ tải về lên tới 50Mbps, mặc dù thực tế chỉ khoảng 35Mbps.

Để so sánh, các mạng 3G thâm niên hơn có thể khá rộng rãi trong các kết quả thực tế của họ. Các mạng HSPA có thể đạt đỉnh tốc độ tải xuống 14Mbps và tải lên 6Mbps, nhưng hiếm khi đạt đến tốc độ này. Thông thường, một mạng LTE có tốc độ nhanh hơn ít nhất từ 3 đến 5 lần so với vùng phủ 3G tốt nhất.

Tốc độ mạng LTE theo lý thuyết có thể đạt đỉnh tải về 100Mbps và tải lên là 50 Mbps. Nếu chúng ta muốn đạt được tốc độ cao hơn, chúng ta cần phải tăng số lượng băng thông hiện có. LTE-Advanced giới thiệu 8×8 MIMO cho đường xuống và 4x4 đối với đường lên, cho phép nhiều băng tần sóng mang sẽ được tổng hợp lại với nhau, để cải thiện cường độ tín hiệu và băng thông. Mỗi băng tần LTE có băng thông của 1,4; 3;5; 10; 15 hoặc 20MHz, mang lại băng thông tối đa 100MHz.

Về lý thuyết, chúng cung cấp tốc độ tải về tối đa xấp xỉ 3,3Gbps và tải lên 1,5Gbps. Tuy nhiên, model phần cứng được tìm thấy trong smartphone có lẽ không nhanh chóng và vùng phủ mạng chắc chắn không đủ để đáp ứng các tiêu chí nêu ra.

Từ góc nhìn của nhà mạng, kiến trúc mạng LTE được đơn giản hóa rất nhiều từ các công nghệ tiền nhiệm vì LTE là một giao thức Internet (IP) chỉ dựa trên mạng chuyển mạch gói. Các mạng trước đây không có khả năng xử lý các cuộc gọi thoại và tin nhắn nguyên bản nhưng sự ra đời của các dịch vụ VoIP và LTE-A đã bắt đầu đưa các tính năng tới khách hàng.

Công nghệ bên trong điện thoại

Như bạn có thể thấy trên hình, 4G LTE đã trở thành một tiêu chuẩn phát triển và nó vẫn tiếp tục thay đổi khi hướng tới tương lai với công nghệ 5G. Như vậy, phần cứng bên trong smartphone của chúng ta đã thay đổi trong những năm qua để theo kịp với các mạng LTE tốc độ nhanh hơn.

Để giữ cho mọi thứ tương đối đơn giản, trang thiết bị người dùng được chia thành nhiều hạng mục khác nhau, mỗi loại được thiết kế để cung cấp một tập hợp các tính năng và tốc độ dựa trên đặc điểm kỹ thuật. Đây thường là những con số mà bạn sẽ nhìn thấy trong thông số kỹ thuật của smartphone.

Trong khi các nhà sản xuất SoC di động thường tích hợp modem 4G LTE cùng với các thành phần xử lý của họ trong con chip chính, vì chúng như công nghệ quan trọng. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí phát triển. Chẳng hạn, chip Qualcomm Snapdragon 810 có model LTE Cat 9 trên đó, trong khi chip Snapdragon 820 hỗ trợ modem Cat 12 có tốc độ nhanh hơn.

Chip Helio X20 hàng đầu của MediaTek có model TE-A Cat 6, tương tự như chip Exynos 7420 do Samsung chế tạo trang bị cho dòng Galaxy S6. Rõ ràng, hỗ trợ Cat càng cao thì tốc độ càng cao.

Tiến tới 5G

Việc triển khai các mạng 4G LTE tốc độ cao chưa phải đã hoàn chỉnh, vẫn còn rất nhiều khách hàng chưa được tận hưởng mạng di động này trên toàn cầu. Theo dự kiến, 4G sẽ phát triển từ 7 tỷ kết nối (năm 2015) tới gần 9 tỷ vào năm 2020.

Tuy nhiên, điều đó không ngăn chúng ta hướng về tương lai và thậm chí tiêu chuẩn kết nối 5G tốc độ nhanh hơn đã được phát triển. Các mạng 5G sẽ yêu cầu cung cấp độ trễ dưới 1ms và tốc độ đường xuống nhanh hơn 1Gbps trong thế giới thực, không chỉ là mức tối đa theo lý thuyết. Tiêu chuẩn 5G cũng đang được thiết kế để chứa một số lượng lớn các thiết bị kết nối IoT cỡ nhỏ hơn, trong khi đồng thời cố gắng giải quyết những lo ngại về tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng.

Hiện thế giới đang chuẩn bị cho mạng 5G và có thể sẽ bắt đầu tại Hàn Quốc và nhà mạng Mỹ - Verzion cũng đã lên kế hoạch test mạng 5G của họ vào cuối năm nay.

B.H (Theo Androidauthority)

.
.
.

.
.
.